《European Journal of Surgical Oncology》:Multi-phase CT-based intratumoral and peritumoral radiomics for predicting tertiary lymphoid structures of hepatocellular carcinoma: a multi-center retrospective cohort study
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肝癌三级淋巴组织(TLSs)状态预测模型研究:基于多相位CT放射组学特征与临床参数的融合模型构建,优化了TLSs状态预测的AUC值达0.830-0.831,并显著延长TLSs阳性组的无进展生存期和总生存期。
王润东|李玉洁|张晓健|闫亮|徐子凌|陈子涵|吴海波|贾伟东
中国科学技术大学第一附属医院普通外科,生命科学与医学系,安徽省合肥市230001
摘要
目的
基于从多相计算机断层扫描(CT)图像中提取的肿瘤内和多区域肿瘤周围放射组学特征,开发一种用于预测肝细胞癌(HCC)患者肿瘤内三级淋巴结构(TLSs)状态的术前模型。
方法
共有697名接受肝切除术的患者被回顾性地纳入研究,并分为训练组、验证组和测试组。术后病理学检查确认了HCC并评估了TLSs的状态。从多相CT扫描的肿瘤内和各种肿瘤周围区域提取了放射组学特征。使用了五种机器学习方法进行模型比较,以确定最佳模型。此外,还利用特征融合和图像融合策略开发了融合模型。最后,通过整合每个阶段的最优放射组学特征和最具预测性的临床参数,建立了一个组合模型。
结果
在各个单相CT分析中,图像融合模型(ImageFusion10)表现出最佳的预测性能。随后,组合模型在验证组中的AUC最高,为0.830(95%置信区间[CI]:0.759-0.901),在测试组中的AUC为0.831(95% CI:0.771-0.892)。此外,组合模型将参与者分为TLSs阳性组和TLSs阴性组。Kaplan-Meier分析表明,预测的TLSs阳性组在所有组中的无进展生存期(DFS)和总生存期(OS)均更长。
结论
所开发的组合模型可用于预测HCC患者的TLSs状态,有助于识别可能从个性化免疫治疗中受益的患者,为临床治疗和决策提供有价值的见解。
引言
肝细胞癌(HCC)是全球最常见的恶性肿瘤之一,是癌症相关死亡的第三大原因1, 2。尽管肝切除术是一种有效的治疗方法,但术后5年生存率仅为50%至70% [3]。虽然免疫疗法在改善预后方面显示出巨大潜力,但仍有超过80%的患者对当前的抗肿瘤疗法无反应4, 5。因此,准确及时地识别预后不良或可能对免疫疗法有反应的患者对于优化个性化治疗策略至关重要。
新的证据表明,HCC的复发、转移进展和临床预后与肿瘤免疫微环境(TIME)的异质性密切相关 [6]。三级淋巴结构(TLSs)是由在非淋巴组织中形成的有组织的B细胞和T细胞组成的异位淋巴聚集物。通过生成肿瘤特异性抗体和协调免疫反应,TLSs在实体恶性肿瘤的抗肿瘤免疫中起着重要作用7, 8。最近的研究表明,TLSs的存在与多种癌症类型的临床结果改善和对免疫疗法的反应增强显著相关,这表明其作为预测治疗效果和患者预后的生物标志物的潜力9, 10, 11, 12。
TLSs的状态只能通过术后手术标本或针刺活检组织的组织病理学检查来确定。然而,这些侵入性操作存在显著的风险(如出血、感染和胆汁泄漏),并可能延迟关键的治疗决策 [13]。放射组学是一种新兴的医疗技术,它将医学成像数据转化为结构化数据集,从而能够对高通量特征进行定量分析,用于疾病诊断、治疗反应评估和预后评估14, 15。放射组学方法为评估HCC中的TLSs提供了一种非侵入性的替代方案,有效降低了风险,同时促进了治疗的及时优化。之前的放射组学模型已经证明在预测HCC中的TLSs方面有效,但这些研究主要集中在肿瘤内区域 [16]。然而,恶性肿瘤的生物学行为及其治疗结果不仅取决于肿瘤本身,还取决于肿瘤周围区域——即由实质细胞和相邻区域的多种免疫细胞共同塑造的肿瘤微环境 [17]。值得注意的是,对于HCC中TLSs的最佳预测,肿瘤周围区域的精确定义尚未确定。此外,HCC在多相计算机断层扫描(CT)中表现出不同的放射组学特征。将这些多相放射组学特征与临床参数相结合可能会提高TLSs评估模型的预测性能 [15]。
因此,在这项多中心回顾性队列研究中,我们首先旨在确定最佳的肿瘤周围区域, 然后通过整合单相放射组学特征和临床特征来开发一个非侵入性的组合模型,以预测HCC中的肿瘤内TLSs状态。这种方法可能有助于优化治疗策略,并潜在地改善HCC患者的临床结果。
研究设计与患者
本研究共纳入了697名接受根治性切除的HCC患者,这些患者来自三家独立的医院:中国科学技术大学第一附属医院(机构1,n = 509)、嘉兴市第一医院(机构2,n = 153)和安徽省第二人民医院(机构3,n = 55),时间范围为2014年5月至2023年8月。患者招募和分组的详细过程见图S1。
研究人群
在697名纳入研究的HCC患者中,训练组、验证组和测试组中分别有158例(44.4%)、60例(39.2%)和83例(44.1%)检测出TLSs阳性。如表1所示,各组之间的基线特征没有显著差异(p > 0.05)。表S1总结了每个组中TLSs阳性组和TLSs阴性组之间的术前临床参数比较s。为了评估临床参数之间的潜在相关性,我们计算了方差
讨论
近年来,来自II期临床试验的新证据表明,基于免疫疗法的方法——包括检查点抑制剂单药治疗和与抗血管生成剂或其他免疫调节剂的联合策略——与对照组相比,可以显著提高HCC患者的客观反应率和生存结果19, 20, 21。然而,由于肿瘤的显著异质性——特别是免疫微环境的变化和药物反应的差异
利益冲突声明
所有作者均已阅读并批准了手稿,并同意将其提交给《欧洲外科肿瘤学杂志》。作者声明没有竞争利益。
作者贡献
贾伟东、王润东和吴海波设计了研究并提出了概念;
王润东、张晓健、闫亮、徐子凌、吴海波和李玉洁筛选了患者并收集了临床数据;
王润东、李玉洁和陈子涵进行了数据分析;
王润东、徐子凌和贾伟东撰写并修订了论文;
吴海波和贾伟东作为共同通讯作者,在实验设计、数据解释和手稿准备中发挥了不可或缺的作用。
写作过程中AI和AI辅助技术的声明
在准备这项工作时,作者使用了Deepseek来提高可读性和语言表达。使用该服务后,作者根据需要审查和编辑了内容,并对出版物的内容负全责。
资助
本研究得到了安徽省关键研究与开发项目(202104j07020048)和中国国家重点研发计划(2022YFA1304504)的支持。