基于血常规形态学简易算法(SAMBA)的胰腺导管腺癌患者外周血表型人工智能辅助识别研究

《Cancers》:Simple Algorithm for Blood Morphology Analysis (SAMBA): An Artificial Intelligence-Assisted Approach to Identify Peripheral Blood Phenotypes in a Cohort of Patients with Pancreatic Ductal Adenocarcinoma (PDAC)

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月29日 来源:Cancers 4.8

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  摘要专业翻译 背景: 嗜酸性粒细胞已成为多种过敏性疾病的重要治疗靶点。本研究旨在将类似思路——利用外周血检测结果识别2型(T2)炎症特征——应用于肿瘤学领域。研究人员采用血常规形态学简易算法(Simple Algorithm for Blood Morphol

  
摘要专业翻译 背景: 嗜酸性粒细胞已成为多种过敏性疾病的重要治疗靶点。本研究旨在将类似思路——利用外周血检测结果识别2型(T2)炎症特征——应用于肿瘤学领域。研究人员采用血常规形态学简易算法(Simple Algorithm for Blood Morphology Analysis,SAMBA)独立于相对比值描述胰腺导管腺癌(PDAC)患者队列的血常规谱,并提出潜在分类方案。 材料与方法: 研究纳入153例经术后组织病理学确诊且未接受过治疗的PDAC患者,其中68例(44.4%)接受根治性手术,85例(55.6%)仅接受姑息治疗或手术活检。SAMBA以实验室参考范围为阈值、以总生存期(overall survival,OS;单位:月)为分析背景加以应用。 结果: 依据实验室参考范围划分的各亚组在疾病分期、分级或切除状态方面无显著差异。基于相关性分析、Kaplan–Meier曲线及总生存期的分类与回归树(classification and regression tree,CART)分析,研究人员提出四种血常规表型:耗竭型、淋巴细胞减少型、T2-low型及T2-high型(中位OS分别为1.5个月,n = 22;4.5个月,n = 12;8.0个月,n = 25;10.0个月,n = 94)。 结论: 研究人员提出以下初步解读:耗竭型可能提示合并感染或显著炎症;淋巴细胞减少型以低淋巴细胞计数为特征,可能反映抗肿瘤免疫活性降低;嗜酸性粒细胞减少型(T2-low)表现为炎症谱相对均衡但T2相关特征有限;嗜酸性粒细胞增多型(T2-high)以其他血常规参数无明显异常为特征,预后相对较好。SAMBA是一种透明、易于解读的算法,有助于标准化并加速免疫肿瘤学领域的初步研究。

论文解读

一、研究背景与问题

胰腺导管腺癌(pancreatic ductal adenocarcinoma,PDAC)是临床上面临多重挑战的恶性肿瘤。尽管部分患者可行手术切除,但总体治疗难度极大。PDAC常被描述为免疫学"冷"肿瘤,但也可能伴发副肿瘤性高嗜酸性粒细胞增多症,对化疗及单药或双药检查点抑制剂治疗均表现出抵抗性。当前及新兴的PDAC治疗策略包括疫苗、过继性淋巴细胞回输及针对恶病质的治疗等,这些策略的优化均依赖精细的患者筛选。
既往研究已开发并评估多种炎症标志物及指数,包括中性粒细胞与淋巴细胞比值(neutrophil-to-lymphocyte ratio,NLR)、淋巴细胞与单核细胞比值(lymphocyte-to-monocyte ratio,LMR)、单核细胞与淋巴细胞比值(monocyte-to-lymphocyte ratio,MLR)、血小板与淋巴细胞比值(platelet-to-lymphocyte ratio,PLR)、系统性免疫炎症指数(systemic immune-inflammation index,SII)及系统性炎症反应指数(systemic inflammation response index,SIRI)等。这些指数具有廉价、易获取、可重复等优点,但其判别价值可能仅体现在识别内环境稳态显著紊乱的患者,难以捕捉预后良好与不良患者之间更为细微的差异。2026年发表的多项荟萃分析虽一致报道炎症指数与多种癌症预后相关,但普遍局限性在于关注比值而非各组成参数的原始数值,这使得难以刻画观察到的关联的性质及潜在机制。
近年来,嗜酸性粒细胞作为多种过敏性疾病关键效应细胞的认识推动其成为治疗靶点,外周血嗜酸性粒细胞计数已成为哮喘分类及生物制剂治疗患者筛选的重要生物标志物。研究人员既往研究已在肿瘤队列中应用类似思路,发现PDAC患者绝对嗜酸性粒细胞计数与总生存期呈正相关。本研究将这一思路扩展至其余主要白细胞群体,独立于相对比值描述PDAC患者血常规形态学谱,并提出供进一步研究的外周血形态学模式分类。

二、研究设计与主要结论

本研究为回顾性队列研究,纳入153例经术后组织病理学确诊且未接受过治疗的PDAC患者,其中68例接受根治性手术,85例接受姑息治疗或仅行手术活检。研究收集年龄、性别、肿瘤位置、疾病分期、肿瘤分级、血常规参数及总生存期等数据,并分析术前24小时内C反应蛋白(C-reactive protein,CRP)水平。血常规样本于术前24小时内采集,采用Sysmex XN-2000全自动血液分析仪处理。
研究得出以下主要结论:第一,PDAC患者的血常规参数可能与生存期相关,绝对白细胞计数可部分反映组织(包括肿瘤及其微环境)中的炎症过程;第二,有必要对PDAC患者的免疫状态进行更精细的表征。NLR等指数可用于一般风险分层,但由于其合并多个参数,无法区分中性粒细胞增多伴正常淋巴细胞计数与中性粒细胞正常伴淋巴细胞减少等不同情形,可能遗漏与免疫学解读相关的信息。

三、关键技术方法

研究采用自行设计的血常规形态学简易算法(SAMBA),包含五个标准化步骤:应用实验室参考范围界定白细胞计数阈值;识别相关变量以避免冗余信息;在选定临床背景(本研究以总生存期为主要终点)下评估;采用分类与回归树(CART)分析进行重分类以总结前述发现;通过Cox比例风险回归评估分类的预后相关性。CART参数设置为最大节点数6、最小终末节点规模10、候选预测变量为LYMPH、MONO和EOS、连续因变量为生存时间、分裂准则为Gini系数。统计软件采用Statistica 13.1及Numiqo在线软件。样本队列来源于波兰罗兹医科大学。

四、研究结果

亚组特征比较: 依据实验室参考范围划分的嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、单核细胞、淋巴细胞及中性粒细胞亚组在疾病分期、分级或切除状态方面无显著差异。MONO 0.31–0.81 G/L亚组6个月生存率高于MONO < 0.31 G/L或> 0.81 G/L亚组;LYMPH < 1.1 G/L亚组6个月及12个月生存率均低于LYMPH 1.1–2.5 G/L和> 2.5 G/L亚组;NEU ≤ 6.1 G/L亚组6个月及12个月生存率均高于NEU > 6.1 G/L亚组。CRP水平在各亚组间亦存在差异。
相关性分析: NEU与MONO呈中等程度相关(r = 0.46),EOS与BASO呈中等程度相关(r = 0.48)。BASO因与CRP的关联性与EOS相似而被排除,NEU和MONO因与CRP关系不一致而保留,提示二者可能反映不同的潜在过程。
生存分析: Kaplan–Meier曲线显示MONO亚组和LYMPH亚组间生存曲线差异显著,中间范围(MONO 0.31–0.81 G/L,LYMPH 1.1–2.5 G/L)预后最佳,低值和高值极端预后较差。BASO不能区分生存曲线,EOS和NEU曲线在约20个月随访时交叉。
CART分类: 基于CART模型提出四种血常规表型:耗竭型(中位OS 1.5个月,n = 22)、淋巴细胞减少型(中位OS 4.5个月,n = 12)、T2-low型(中位OS 8.0个月,n = 25)及T2-high型(中位OS 10.0个月,n = 94)。各表型间临床特征无显著差异,但OS差异显著。
Cox回归分析: 单因素Cox回归识别出IV期疾病、耗竭型和淋巴细胞减少型表型、LYMPH ≤ 1.1 G/L、MONO > 0.8 G/L、NLR > 5及CA 19–9和CA 125水平与死亡风险显著相关。多因素Cox回归分析中,血常规形态学表型在完整模型和最佳拟合模型(含分期及CA 19–9水平)中均保持独立预后因素。

五、讨论与结论

免疫表型分析可理解为识别患者免疫谱的特定特征。既往研究已提出"炎症型""免疫排斥型"和"免疫荒漠型"等肿瘤免疫框架,但这些复杂评估需要大量专业知识和资源。血常规衍生比值如NLR、MLR和SIRI已被广泛研究,但SIRI在数学上存在若干局限:LYMPH为分母而分子为NEU与MONO之积,NEU与MONO相关,且NEU值通常远高于LYMPH或MONO,导致SIRI与NEU和MONO正相关、与LYMPH负相关,且与EOS不相关。NLR和MLR具有类似局限。
SAMBA提供了一种更细致解读血常规形态学的方式,使分类依据透明化并保留可能具有信息量的原始数据。保留原始值对统计解读和临床实践均具重要意义:中性粒细胞减少症与化疗并发症评估相关,嗜酸性粒细胞增多症与T2相关疾病相关,淋巴细胞增多症与血液学相关。原始血细胞计数还可能提供独立或协调生物学过程的信息。
本研究存在若干局限:患者招募并非最优,因排除接受术前化疗者以确保血常规结果不受治疗影响;队列相对较小且疾病分期异质性较大;无法获取术后治疗数据;CART提供的是简化分类,可能存在过拟合;SAMBA表型在同一队列中衍生和评估,不构成独立验证;SAMBA方法的新颖性及缺乏直接可比研究限制了结果解读的背景。
研究人员提出以下初步解读:耗竭型可能反映显著的肿瘤相关炎症或合并感染,并与免疫细胞功能障碍相关;淋巴细胞减少型可能提示抗肿瘤或抗病毒免疫能力降低,可能与肿瘤诱导的细胞因子或淋巴细胞生成受损有关;嗜酸性粒细胞减少型(T2-low)可能反映炎症谱相对均衡但T2相关免疫活性有限;嗜酸性粒细胞增多型(T2-high)可能无其他白细胞计数的重大异常。免疫状态变化(包括营养不良相关淋巴细胞减少)也可能导致预后差异。
研究结论指出:血常规参数可能与PDAC患者生存相关,绝对白细胞计数可部分反映组织炎症过程;有必要对PDAC患者免疫状态进行更精细表征;NLR等指数虽可用于一般风险分层,但因其合并多个参数而无法区分不同细胞谱系的变化模式,可能遗漏免疫学解读相关信息。尽管研究若干方面仍不明确,但肿瘤队列中进一步的免疫学研究可能改善患者分类,大规模研究仍有大量待探索空间,免疫表型分析最终可能为个体化癌症治疗作出贡献。
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