MRI影像组学特征与子宫颈癌肿瘤微环境的关联性研究:从宏观影像到微观病理的多尺度解析

【字体: 时间:2025年07月23日 来源:Journal of Cancer Research and Clinical Oncology 2.7

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  本研究针对子宫颈癌(UCC)肿瘤微环境复杂异质性的临床评估难题,德国莱比锡大学医院团队通过多模态MRI影像组学分析,首次系统揭示了T1/T2加权影像纹理特征与Ki-67增殖指数、肿瘤间质比(TSR)、PD-L1免疫评分等关键病理参数的显著相关性。研究发现"Kurtosis"等特征可无创预测肿瘤生物学特性,为个体化治疗决策提供了新型影像标志物,论文发表于《Journal of Cancer Research and Clinical Oncology》。

  

子宫颈癌作为全球女性第八大常见恶性肿瘤,其治疗反应和预后的异质性始终是临床面临的重大挑战。传统组织活检虽能提供肿瘤微环境信息,但存在取样偏差且难以动态监测。磁共振成像(MRI)凭借卓越的软组织对比度已成为子宫颈癌分期的金标准,然而常规影像评估仍局限于形态学特征。近年来兴起的影像组学(Radiomics)技术为破解这一困境带来了曙光——通过高通量提取医学图像中的定量特征,有望建立宏观影像与微观病理的桥梁。

德国莱比锡大学医院(University Hospital Leipzig)放射诊断科的Hans-Jonas Meyer团队在《Journal of Cancer Research and Clinical Oncology》发表的重要研究,首次系统探索了MRI影像组学特征与子宫颈癌关键病理参数的关联。研究人员收集了89例未经治疗的鳞状细胞宫颈癌患者数据,采用MaZda软件从T1/T2加权图像提取837个纹理特征,并与Ki-67、PD-L1、TSR等免疫组化指标进行多维度关联分析。

研究采用三大关键技术方法:1) 使用1.5T MRI获取多序列影像数据,包括增强前后T1/T2加权扫描;2) 通过盲法ROI勾画和灰度归一化处理确保特征稳定性;3) 采用Spearman相关性分析和ICC检验评估特征与病理参数的关系及可重复性。

主要研究结果

影像特征与临床分期的关联
"WavEnLH_s-4"等小波特征与T分期呈负相关(r=-0.28),而"S(1.0)AngScMom"与高级别肿瘤显著相关(p=0.01)。这提示影像组学可反映肿瘤侵袭性的空间异质性特征。

增殖活性预测
增强T1图像的"Kurtosis"(峰度)与Ki-67指数显著相关(r=0.28, p=0.02),表明肿瘤细胞增殖活跃区域在影像上呈现特定的灰度分布特征。

微环境特征解码
研究发现"Variance"(方差)与波形蛋白(vimentin)表达呈强相关(r=0.46),而"GrSkewness"与E-钙黏蛋白(e-cadherin)表达相关(r=0.32),证实影像组学可捕捉细胞外基质重构的生物学信息。更引人注目的是,T2图像的"Tetal"特征与PD-L1 CPS评分显著负相关(r=-0.38),为免疫治疗疗效预测提供了潜在影像标志物。

肿瘤-间质比评估
"WavEnHL_s-4"和"S(1.0)Contrast"均与TSR显著相关(r=-0.24),表明纹理分析可无创量化肿瘤与间质的空间组成关系。

研究通过严谨的ICC验证(0.63-0.99)确认了特征的稳定性,但作者强调这些发现需在前瞻性队列中进一步验证。这项工作的突破性在于首次建立了子宫颈癌影像组学特征与关键病理参数的"图谱式"关联网络,证实了MRI纹理特征可反映:1) 肿瘤增殖活性;2) 细胞外基质组成;3) 免疫微环境特征;4) 肿瘤-间质空间构型等多维度生物学信息。

该研究为子宫颈癌的精准诊疗开辟了新路径:通过常规MRI检查即可获取传统需要侵入性活检才能获得的生物学信息,这对治疗策略制定、疗效预测和动态监测具有重要临床价值。特别是对无法耐受重复活检或存在肿瘤异质性的患者,影像组学提供了一种可重复、全景式的评估工具。未来研究需在更大样本中验证特征的普适性,并探索多参数模型对临床决策的实际指导价值。

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