基于增强MRI影像组学的机器学习模型预测低级别胶质瘤患者IL18表达及预后的研究

本研究针对低级别胶质瘤(LGG)患者缺乏IL18非侵入性动态监测方法的临床难题，通过整合TCGA/TCIA数据库的基因组学与影像学数据，构建了基于梯度提升机(GBM)算法的增强MRI影像组学模型。研究首次实现了IL18表达状态的精准预测(AUC达0.861)，证实IL18是LGG的独立预后因子(HR=1.978)，并揭示其通过JAK/STAT通路和M2巨噬细胞浸润促进肿瘤进展的机制。该成果为LGG免疫治疗靶点筛选和疗效预测提供了新思路。

　　

在神经肿瘤领域，低级别胶质瘤(LGG)的诊疗始终面临两大困境：一是传统分子标志物检测依赖有创组织活检，难以动态监测；二是免疫治疗时代亟需发现新的生物标志物来筛选获益人群。南昌大学第二附属医院的研究团队在《npj Precision Oncology》发表的研究，通过多组学整合分析揭示了IL18这一免疫调控因子的临床价值，并创新性地建立了无创预测模型。

研究采用三大关键技术：① 从TCGA/TCIA获取461例LGG患者的基因组数据和139例增强T1WI MRI数据；② 使用PyRadiomics提取107个影像特征，结合mRMR-RFE算法筛选关键特征；③ 通过裸鼠原位模型和Transwell实验验证IL18促瘤功能。外部验证采用50例单中心医院队列。

IL18表达与临床特征分析
研究发现IL18在LGG组织显著高表达(p=0.04)，其高表达组患者中位生存期显著缩短(p<0.001)。多因素Cox回归显示IL18是独立预后因子(HR 1.978, 95% CI 1.296-3.019)，且与IDH突变、1p/19q共缺失等分子特征显著相关。

机制探索
单细胞测序显示IL18主要在C1QC⁺巨噬细胞亚群表达。免疫浸润分析发现高表达组M2巨噬细胞浸润增加(p<0.001)，且免疫检查点抑制剂应答率更低。GSVA分析提示JAK/STAT和Toll样受体通路激活。

体内外实验验证
shRNA敲降IL18使U251MG细胞侵袭能力降低67%(p<0.01)，裸鼠模型显示肿瘤体积缩小52%(p<0.001)，生存期延长1.8倍。

影像组学模型构建
基于3个关键特征(ICC>0.75)构建的模型在训练集/外部验证集AUC分别为0.861/0.762。Rad_score高表达组患者5年生存率降低41%(p<0.001)。

该研究首次将IL18确立为LGG的新型免疫治疗靶点，其创新性体现在：① 发现IL18通过调控肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)促进免疫抑制微环境；② 开发的非侵入性预测模型使IL18动态监测成为可能；③ 为IL18靶向药物(如IL18BP)的临床应用提供了患者筛选工具。研究存在的局限性是外部验证样本量较小，未来需通过多中心研究进一步优化模型。这些发现为LGG的精准免疫治疗奠定了重要基础。