RSC4All:基于机器学习的列线图精准预测HR+/HER2-淋巴结阴性早期乳腺癌RSClin?结果

【字体: 时间:2025年10月08日 来源:ESMO Open 8.3

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  本研究针对RSClin?在欧洲不可及的问题,开发了机器学习列线图RSC4All,通过整合临床病理特征与基因组数据,精准复现RSClin?对远处复发风险和化疗获益的预测,外部验证显示ROC AUC达0.99,临床一致性极高(κ=0.87),为HR+/HER2-淋巴结阴性早期乳腺癌的辅助治疗决策提供了免费、可及的高精度工具。

  
在乳腺癌治疗领域,激素受体阳性(HR+)、人表皮生长因子受体2阴性(HER2-)的早期患者占所有病例的70%以上。尽管内分泌治疗是基石,但化疗的决策长期依赖临床病理特征如肿瘤大小、分级、Ki-67等,往往导致过度或不足治疗。21基因复发评分(RS) assay(如Oncotype DX)通过基因组分析提供了个体化的远处复发风险(DR)和化疗获益(CT benefit)评估,但其单独使用仍不够全面。为此,RSClin?工具应运而生,它整合了RS与临床病理因素(如年龄、肿瘤大小、分级),能更精准地预测DR风险和CT benefit。然而,由于监管限制,RSClin?仅在美国可用,欧洲及其他地区无法使用,这造成了临床实践的重大空白。
为解决这一难题,来自意大利Humanitas癌症中心等机构的研究团队开展了一项多中心回顾性研究,开发并验证了RSC4All——一个基于机器学习的列线图,旨在复现RSClin?的预测结果。该研究发表于《ESMO Open》,不仅技术层面实现了高效模拟,更通过外部验证证明了其临床适用性,为全球无法使用RSClin?的地区提供了可靠的替代工具。
研究团队利用来自欧洲三个中心的290例HR+/HER2-淋巴结阴性早期乳腺癌患者数据(开发队列),其中70%用于训练机器学习模型,30%用于内部验证。模型采用线性回归和逻辑回归方法,分别预测连续的DR风险、CT benefit估计值以及二分类(低/高风险,获益/无获益)结果。特征选择基于Pearson相关性(>0.1),最终模型在外部独立队列(513例患者)中验证,未进行任何重训练或调整。性能评估采用R2(回归)、ROC AUC和F1 score(分类),临床一致性通过Cohen’s kappa和McNemar检验分析。

患者特征

开发队列中位年龄61岁,68%为绝经后,非特殊类型浸润癌占83%,pT1c肿瘤占58%,G2分级占66%。RS分布为低危13%、中危60%、高危27%。高危RS更多见于高分级、低孕激素受体(PgR)、大肿瘤(>20 mm)患者。28%患者接受了辅助化疗,81%使用芳香化酶抑制剂。外部验证队列特征与开发队列相似,确保了模型泛化能力。

机器学习模型

四种模型均表现优异:回归模型R2为0.82(DR风险)和0.77(CT benefit),分类模型ROC AUC均为0.99,F1 score达0.94以上。特征分析显示,肿瘤大小、分级、Ki-67、PgR水平等与目标变量显著相关,被纳入最终模型。

外部验证与临床一致性

在513例外部验证中,RSC4All保持了高性能:回归R2为0.82(DR)和0.76(CT),分类ROC AUC均为0.99。与RSClin?的临床一致性几乎完美:DR风险分类一致性94.1%(κ=0.87),CT benefit一致性93.0%(κ=0.84)。更重要的是,RSC4All复现了RSClin?对RS的重分类方向:94.1%的DR风险和93.0%的CT benefit重分类方向与RSClin?一致。

RS与RSClin?在总体队列中的比较

pooled队列(n=784)分析显示,RSClin?重分类了22.2%患者的DR风险(升级9.6%,降级12.6%),CT benefit重分类12.2%(几乎全部为升级)。多变量逻辑回归识别出高分级、高Ki-67、低PgR、大肿瘤(T2)是向上重分类的显著预测因子。
研究表明,RSC4All不仅精准复现了RSClin?的数值预测,更复制了其临床决策模式,例如在DR风险上实现双向重新分层(减少过度治疗),同时在CT benefit上主要升级(减少治疗不足)。这一工具通过公开的Web应用(https://rsc4all.streamlit.app)免费提供,用户输入临床和基因组数据即可获得数值估计和分类结果。
尽管存在局限性——如模型间偶尔输出不一致、Ki-67测量标准化问题、缺乏生存分析数据——但RSC4All作为首个针对RSClin?的预测工具,其多中心设计、大规模外部验证和临床可及性使其具有重要现实意义。随着CDK4/6抑制剂(如ribociclib)进入淋巴结阴性早期乳腺癌辅助治疗,整合多维度数据的工具如RSC4All有望进一步优化风险分层和治疗抉择。未来需更大样本和长期随访验证其生存影响,但当前成果已为全球医疗不均等提供了切实解决方案。
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