机器学习模型优化 HR+/HER2 - 乳腺癌 ROR/Prosigna 检测指南:瑞典多中心研究成果显著

【字体: 时间:2025年05月08日 来源:The Breast 5.7

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  在 HR+/HER2 - 乳腺癌辅助治疗决策中,ROR/Prosigna 检测缺乏优化算法。瑞典研究人员开展利用机器学习优化患者检测预筛选的研究。结果显示模型提升风险分层准确性,减少检测需求。这为精准医疗提供依据,助力优化临床决策。

  在乳腺癌的治疗领域,激素受体阳性、人表皮生长因子受体 2 阴性(HR+/HER2-)乳腺癌是一种常见的类型。对于这类患者,术后辅助化疗的决策至关重要,而基因表达谱(GEP)检测在其中发挥着关键作用。它能提供独立于临床或病理因素的预后信息,帮助医生判断哪些患者复发风险低,无需化疗,哪些患者需要化疗干预。然而,目前在 GEP 检测的应用中存在诸多问题。一方面,不同检测工具的使用、指示和解释缺乏标准化;另一方面,对于 ROR/Prosigna 检测,尚未有像针对 RS/Oncotype Dx 那样的优化检测算法,这使得患者检测的预筛选不够精准,可能导致过度治疗或治疗不足,同时也增加了医疗成本。
为了解决这些问题,瑞典多个地区的研究人员开展了一项重要研究。该研究成果发表在《The Breast》杂志上。研究人员从瑞典四个地区选取了 348 名绝经后 HR+/HER2 - 且淋巴结阴性的乳腺癌患者,这些患者均接受了 ROR/Prosigna 检测。

研究人员用到的主要关键技术方法包括:首先,基于简单的预后因素,如肿瘤大小、孕激素受体表达、分级和 Ki67,构建机器学习模型。在构建模型过程中,为了处理数据分布的问题,对大小和 Ki67 进行了对数变换和特征缩放。接着,使用逻辑回归(LR)、随机森林(RF)和极端梯度提升(XGB)模型进行训练,并通过 10 折交叉验证优化参数,最终构建平均集成模型提升性能。同时,将模型预测结果与当前临床风险评估工具进行对比分析。

研究结果如下:

  • 模型开发与验证:构建的最终集成模型在训练队列和验证队列中表现出色,训练队列中受试者工作特征曲线下面积(AUC)达到 0.77,验证队列中为 0.83。与基于临床亚型替代定义的方法相比,模型能更准确地预测 ROR/Prosigna 检测结果,使整体一致性从 65.2% 提升到 71.8%。
  • 临床影响:通过设置模型的高低风险分层截断值,与当前临床实践指南相比,模型提高了正确分类率(训练队列中 Cohen's kappa 从 0.41 提升到 0.61,验证队列中从 0.41 提升到 0.73),减少了需要进行 ROR/Prosigna 检测的患者比例(训练队列中从 60.9% 降至 51.8%,验证队列中从 60.9% 降至 54.2%),同时未增加治疗不足的情况。
  • 风险分层方案比较:评估了五种不同的风险分类方法,发现现有风险分类要么导致大量患者治疗不足,要么需要对大量中间风险患者进行检测。而机器学习模型在减少治疗不足、治疗过度和检测需求方面表现最佳。
  • 敏感性分析:以仅 ROR 高风险患者接受化疗为标准进行敏感性分析,模型依然表现良好,进一步降低了中间风险患者需要进行 GEP 检测的比例(训练队列中从 60.9% 降至 44.0%,验证队列中从 60.9% 降至 37.1%)。

研究结论和讨论部分指出,现有临床风险定义在识别不需要 ROR/Prosigna 检测的绝经后 HR+/HER2 - 且淋巴结阴性乳腺癌患者方面不够精确。而本研究中基于机器学习的简单模型表现优于这些传统风险定义。虽然该研究存在样本队列规模有限、缺乏非瑞典队列验证、随访时间短等局限性,但在进一步验证后,有望改善患者检测筛选,降低检测和过度治疗相关成本,为临床实践中 HR+/HER2 - 乳腺癌的治疗决策提供更精准的依据,推动乳腺癌精准医疗的发展。

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