基于多参数 MRI 的影像组学与临床列线图预测肝细胞癌术后辅助经动脉化疗栓塞后复发

【字体: 时间:2025年04月15日 来源:BMC Cancer 3.4

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  肝细胞癌(HCC)术后复发率高,术后辅助经动脉化疗栓塞(PA-TACE)可降低复发风险,但并非所有患者都能获益。研究人员开展基于多参数磁共振成像(MRI)的影像组学研究,构建预测模型。结果显示模型预测性能良好,有助于个性化预后评估。

  肝癌,作为全球范围内严重威胁人类健康的重大疾病,一直是医学研究的焦点。它在常见癌症中位居第六,却在癌症致死原因中排名第三,5 年生存率仅约 18%。其中,肝细胞癌(HCC)占据了肝癌病例的 85% 以上。根治性肝切除术虽为 HCC 主要的治愈手段,但术后 5 年复发率高达 60-70%,这使得患者的长期预后不容乐观。为了改善这一现状,术后辅助经动脉化疗栓塞(PA-TACE)应运而生,它能够清除微转移灶、残留小病灶和癌细胞,降低复发风险,延长患者生存期。然而,由于肿瘤的异质性、TACE 抵抗以及 TACE 对肝脏和免疫功能的损害等因素,并非所有 HCC 患者都能从 PA-TACE 中获益。
此前,虽然有一些生物标志物如 microRNA-4651、Ki67 表达等被提出用于预测 PA-TACE 后肿瘤复发,但获取这些组织生物标志物需要进行有创操作,且无法全面反映肿瘤的时空异质性。同时,一些基于临床因素的预测模型在考虑复杂肿瘤生物学方面存在不足,影响了预测性能。因此,开发一种避免额外组织损伤、综合考虑肿瘤生物学和临床特征的评估方法迫在眉睫。

在这样的背景下,浙江大学丽水医院等研究机构的研究人员开展了一项研究,旨在开发并验证一种基于多参数磁共振成像(MRI)的影像组学模型,用于预测 HCC 患者 PA-TACE 后的复发情况,该研究成果发表在《BMC Cancer》上。

研究人员为开展此项研究,采用了多种关键技术方法。首先,从两个医学中心回顾性收集了 149 例接受 PA-TACE 治疗的 HCC 患者数据,根据纳入和排除标准筛选患者,并将其分为训练队列、内部验证队列和外部验证队列。然后,使用 MRI 扫描仪获取患者术前 MRI 图像,由两位放射科医生独立评估图像,利用 3D Slicer 软件进行图像分割,提取多参数影像组学特征。接着,通过 Least absolute shrinkage and selection operator(LASSO)-COX 回归进行特征选择,构建影像组学模型。同时,结合临床因素构建临床模型和联合模型,并利用多种统计方法评估模型性能。

研究结果如下:

  • 患者特征:共纳入 149 例 HCC 患者,训练队列、内部验证队列和外部验证队列的患者在临床因素上无显著差异,总体复发率为 37.6%。
  • 影像组学特征:提取的影像组学特征具有良好的可重复性,最终从 5064 个特征中筛选出 15 个最优特征构建影像组学模型。根据 Rad-score 中位数 0.434 将患者分为高、低风险组,高风险组患者的无复发生存期(RFS)显著降低,总生存期(OS)也呈现类似趋势。
  • 临床和影像组学特征:单因素和多因素 Cox 分析表明,中性粒细胞与淋巴细胞比值(NLR)、肿瘤大小和 Rad-score 是 RFS 的独立预测因素。高 NLR 组和高肿瘤大小组患者的 RFS 较差。联合模型整合了 Rad-score 和临床因素,在预测 RFS 方面表现更优。
  • 模型准确性:影像组学模型在预测 RFS 方面优于临床模型,联合模型的预测性能又优于影像组学模型和临床模型。通过时间依赖性受试者工作特征(ROC)曲线、Harrell 一致性指数(C-index)和校准曲线评估,联合模型在训练队列、内部验证队列和外部验证队列中均表现出良好的预测效果。
  • 个性化预测列线图:构建的临床 - 影像组学列线图在预测 RFS 方面表现良好,校准曲线显示预测值与实际值拟合良好。

研究结论和讨论部分指出,本研究开发并验证了一种基于多参数 MRI 的影像组学与临床因素相结合的模型,用于预测 HCC 患者 PA-TACE 后的复发情况。该模型在短期预测中表现出较强的预测性能,为临床医生评估患者预后提供了有力工具。同时,研究也证实了 NLR 和肿瘤大小作为重要预后因素的意义。然而,研究存在样本量小、存在选择偏倚、研究对象局限于乙肝病毒相关 HCC 患者、MRI 参数变异性可能影响结果等局限性。未来需要进一步优化模型,扩大样本量,开展前瞻性研究,以提高模型的长期预测准确性,更好地服务于临床实践,为 HCC 患者的治疗和管理提供更精准的指导。
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