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基于机器学习的多中心验证研究:TRIUMPH模型在肝移植后肝癌复发预测中的优越性
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月10日 来源:Communications Medicine 5.4
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本研究针对肝移植供体短缺背景下肝癌(HCC)患者筛选难题,通过国际多中心队列(2844例)验证了机器学习驱动的TRIUMPH模型。该研究证实TRIUMPH在预测移植后复发风险上显著优于传统模型(AFP/MORAL),c-index达0.71,临床决策曲线显示其净获益阈值扩展至0.6,为优化器官分配提供了AI赋能的精准工具。
肝移植是早期肝癌(HCC)患者的最佳治疗选择,但全球范围内的器官短缺使得如何公平高效地分配供体成为重大挑战。传统筛选标准如Milan准则主要依赖肿瘤形态学特征,而AFP、MORAL等模型虽引入生物标志物,仍存在预测精度不足的问题。随着肝癌管理策略的演进和临床数据的积累,开发能整合动态治疗反应、多维度风险因素的预测工具成为迫切需求。
多伦多大学健康网络(University Health Network)的研究团队基于机器学习技术,开发了名为TRIUMPH的预测模型。这项发表在《Communications Medicine》的研究,通过六国2844例肝移植患者的国际多中心队列验证,证实该模型在预测肝癌移植后复发方面具有显著优势。
研究采用正则化Cox比例风险模型(CoxNet)构建算法,纳入年龄、病因、桥接治疗次数、log-AFP、中性粒细胞计数等11项变量。关键技术包括:1) 使用来自北美、欧洲和亚洲的前瞻性数据库;2) 通过c-index和决策曲线分析比较TRIUMPH与HALT-HCC、MORAL、AFP模型的性能;3) 对活体/尸体供体移植进行亚组分析。
验证队列特征
研究纳入的2844例患者中,49%为HCV相关肝病,27%为HBV感染。移植前91%符合Milan标准,24%接受活体移植。中位随访5.7年显示9.1%复发率,1/3/5年无复发生存率分别为95.7%、89.5%和87.7%。与开发队列相比,验证队列具有更高的HBV比例(27% vs 21%)和更低的病理学微血管侵犯率(20% vs 28%)。
模型性能比较
TRIUMPH展现出最优的判别能力(c-index 0.71),显著优于MORAL(0.61, p=0.049)和AFP模型(0.61, p=0.04),与HALT-HCC(0.67)的差异无统计学意义(p=0.28)。在活体移植亚组中,TRIUMPH的c-index达0.66,优于其他模型。决策曲线分析显示,在0-0.6的临床决策阈值范围内,TRIUMPH始终提供最高净获益。
讨论与意义
该研究首次在国际多中心队列中验证了机器学习模型对移植后肝癌复发的预测价值。TRIUMPH的优势体现在:1) 整合动态治疗反应与多维度变量;2) 同时适用于活体和尸体供体移植评估;3) 在非北美中心表现尤为突出。尽管HALT-HCC在美国中心验证时表现相当,但TRIUMPH的算法设计更适应全球异质性人群。
研究者指出,现有器官分配系统如UNOS的MELD例外评分仅考虑等待名单脱落风险,而TRIUMPH填补了移植后生存预测的关键空白。未来需通过更大规模的国际合作优化模型参数,并解决区域性偏倚问题。这项研究标志着机器学习在移植医学中的实质性突破,为构建下一代智能器官分配系统奠定了理论基础。
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