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中晚期食管癌预后评估存在难题,昆明医科大学第三附属医院等研究人员开展基于模拟定位 CT 图像瘤周影像组学研究。构建多种模型预测总生存期(OS),发现总影像组学 - 临床模型预测能力最佳,有助于临床决策,为食管癌精准治疗提供参考。
在癌症的世界里,食管癌是一个不容忽视的 “杀手”。它是全球第八大常见癌症,死亡率位居第六,中晚期患者占比达 70 - 80%。目前,放射治疗是中晚期食管癌的标准治疗手段,但即便处于相同 TNM 分期(一种用于描述肿瘤、淋巴结和转移情况的分类系统)的患者,预后却大不相同。有些患者放疗后局部控制效果良好,而有些患者却会出现局部复发和远处转移。仅依靠年龄、性别、肿瘤位置等传统临床因素,难以精准预测患者预后,因此,寻找新的预后预测指标迫在眉睫。
在此背景下,昆明医科大学第三附属医院、云南癌症医院等机构的研究人员开展了一项重要研究。他们旨在通过构建预后模型,评估瘤内和瘤周影像组学在预测中晚期食管癌患者总生存期(OS,从放疗结束到死亡或最后一次随访的时间)方面的价值。该研究成果发表在《Scientific Reports》上,为食管癌的临床治疗提供了新的思路和方法。
研究人员开展此项研究,主要运用了以下几种关键技术方法:
首先,进行患者数据收集与分组。从 2017 年 1 月至 2023 年 1 月,收集了 151 例在北京大学肿瘤医院接受根治性放疗的食管癌患者数据,按 7:3 的比例随机分为训练队列(105 例)和验证队列(46 例) 。
其次,利用 CT 模拟定位技术获取图像。患者需去除衣物、金属物品等,仰卧在碳纤维板上进行定位固定,然后使用西门子 Somatom Sensation Open 24 CT 扫描仪进行扫描,扫描数据传至治疗计划系统。
最后,进行影像组学特征提取与模型构建。借助 3D Slicer 软件从瘤内和瘤周区域提取 851 个影像组学特征,经标准化处理后,通过单因素 Cox 分析和 LASSO - Cox 模型筛选特征,构建临床模型、GTV(食管可见病变及淋巴结靶区)影像组学结合临床模型、瘤周影像组学结合临床模型以及总影像组学 - 临床模型,并对模型进行评估验证。
下面来看具体的研究结果:
- 患者基线特征:训练队列和验证队列在年龄、BMI、肿瘤位置等多方面无显著差异,表明两组具有可比性,验证队列结果可靠。
- 影像组学模型开发:Lasso - Cox 从 GTV 区域选出 24 个、瘤周区域选出 6 个、两者结合区域选出 30 个最具预测性的特征,创建了三种影像组学标签,并计算出每个患者的影像组学评分(Rad - score)。
- 预测总生存期模型的建立:单因素和多因素 Cox 回归模型筛选出肿瘤长度、GTV、PTV(CTV 均匀外放 5mm 得到的区域)和瘤周体积等临床特征,最终确定 PTV 和瘤周体积为显著因素。四种模型预测结果显示,总影像组学 - 临床模型表现最佳,在训练队列和验证队列中,6 个月、12 个月、18 个月的 AUC(曲线下面积,用于评估模型预测准确性)均较高,预测效果良好。
- 列线图的建立与验证:基于总影像组学 - 临床模型构建列线图,校准曲线表明该模型预测准确性高。
- 风险分层模型与生存分析:通过 X - tile 软件计算出最佳总影像组学 - 临床模型评分,将患者分为低风险和高风险组,生存曲线显示不同风险组患者生存情况差异显著,低风险组预后更好。
研究结论和讨论部分指出,本研究将影像组学特征与临床特征相结合,在预测食管癌患者总生存期方面表现出色。30 个总影像组学特征(包括 GTV 和瘤周特征)结合临床因素,显著增强了对总生存期的预测能力。列线图和风险分层模型有助于临床医生更直观地评估患者预后,为个性化治疗提供依据。
然而,研究也存在一定局限性。作为回顾性分析,样本量相对较小,可能存在患者选择偏倚和临床因素获取不完整的问题。影像组学依赖复杂的生物信息学工具整合多组学数据,本研究仅确定瘤周体积为临床结局的独立预测因素,免疫疗法等因素因样本量限制未得到充分体现。此外,构建的瘤周影像组学 - 临床模型在预测 6 个月总生存期时 AUC 较低。未来研究应扩大样本量,进一步验证和优化模型,探索影像组学与其他生物标志物的整合,以完善个性化治疗策略。
总体而言,这项研究为食管癌的预后评估和精准治疗提供了重要的参考依据,虽然存在不足,但为后续研究指明了方向,有望推动食管癌临床治疗的进一步发展。