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基于可解释机器学习算法的伊布替尼联合R-ICE方案治疗复发/难治性DLBCL风险预测研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月27日 来源:Clinical and Experimental Medicine 3.2
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为解决复发/难治性弥漫大B细胞淋巴瘤(R/R DLBCL)患者预后异质性难题,浙江大学附属第一医院血液科团队通过机器学习算法构建了CoxBoost+StepCox预测模型。研究纳入28例接受伊布替尼联合R-ICE方案治疗的患者数据,发现CD5+表达、初始治疗反应、乳酸脱氢酶(LDH)水平等关键预后因素,模型C-index达0.955,为个体化治疗决策提供数据支持。该成果发表于《Clinical and Experimental Medicine》,为精准医疗在血液肿瘤领域的应用开辟新途径。
在血液肿瘤领域,弥漫大B细胞淋巴瘤(DLBCL)作为非霍奇金淋巴瘤(NHL)最常见的亚型,尽管R-CHOP方案使多数患者获得治愈机会,但仍有30-40%患者面临复发/难治(R/R)困境。传统治疗方案如大剂量化疗联合自体干细胞移植(HDT-ASCT)和新兴的CAR-T疗法,因患者异质性、年龄限制和经济因素等难以普及。伊布替尼作为BTK抑制剂,虽在单药治疗中效果有限,但与R-ICE方案联用展现出90%的总体缓解率(ORR),但如何精准预测疗效风险成为临床新挑战。
浙江大学附属第一医院联合内蒙古国际蒙医医院等机构的研究团队,创新性地将可解释机器学习算法应用于该领域。通过对28例2019-2022年间接受伊布替尼联合R-ICE治疗患者的回顾性分析,采用SMOTE-PSM处理数据不平衡问题,开发出具有临床转化价值的预测模型,相关成果发表在《Clinical and Experimental Medicine》期刊。
研究采用三大关键技术方法:1)通过合成少数类过采样与倾向评分匹配(SMOTE-PSM)处理小样本数据;2)应用CoxBoost+StepCox等机器学习算法构建预后模型;3)采用时间依赖性ROC曲线和决策曲线分析(DCA)评估模型性能。数据来源于28例R/R DLBCL患者的临床特征和随访记录,中位随访30个月。
【患者特征分析】
研究发现训练组中ECOG评分、LDH水平、β2-MG等9项指标与总生存期(OS)显著相关。特别值得注意的是,CD5+表达患者占比在进展组达63.2%,显著高于无进展组的15.2%(P<0.001)。测试组验证了LDH升高(P=0.015)和CD5+(P<0.001)等指标的预后价值。
【模型构建与验证】
在机器学习框架比较中,CoxBoost+StepCox组合表现最优,OS和PFS预测的C-index分别达0.932和0.972。随机生存森林(RSF)分析显示CD5+表达是最重要的OS预测因子,而梯度提升机(GBM)模型突出LDH对无进展生存期(PFS)的关键影响。
【临床转化价值】
决策曲线分析证实,基于LDH、CD5+等指标的模型在阈值概率>10%时即显示出临床净获益。时间依赖性ROC曲线显示,CD5+对3年OS预测的AUC达0.898,优于传统IPI评分。
【安全性评估】
92.86%患者出现≥3级不良反应,但无治疗相关严重不良事件(SAE)。两例死亡分别源于肺曲霉病和耐碳青霉烯肠杆菌休克,提示感染控制在此类患者中的重要性。
研究结论指出,这是首个应用机器学习预测伊布替尼联合方案在R/R DLBCL中疗效的研究。CD5+作为独立预后因子(P=0.02)的发现尤为关键,因其与活化B细胞样(ABC)亚型和中枢神经系统侵犯密切相关。模型的高 discriminative ability(区分能力)体现在:1)突破传统统计方法对小样本数据的限制;2)识别出LDH等可干预指标;3)为不适合CAR-T治疗的患者提供决策依据。
讨论部分强调了三方面意义:首先,该研究为精准医学时代下"治疗桥接"策略提供量化工具,帮助临床医生在ASCT、异基因移植和CAR-T等选择中做出合理决策。其次,CD5+的生物标志物价值值得深入探索,可能涉及BCR-NF-κB通路异常激活机制。最后,研究者建议未来开展多中心验证,并整合二代测序(NGS)等分子特征以提升模型精度。
这项研究开创性地将可解释人工智能应用于淋巴瘤精准治疗领域,其建立的"白箱"模型既保持算法精度又具备临床可解释性,为数据驱动型的血液肿瘤诊疗模式树立了新范式。特别是在医疗资源分布不均的现实背景下,这种低成本、易推广的预测工具具有重要的公共卫生价值。
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