DCE-MRI 放射组学与血管基因学互补亚组及其乳腺癌预后分层研究

《Breast Cancer Research》：Integrative analysis of DCE-MRI radiomics and genomics reveals complementary characterization of treatment response–associated tumor vascular heterogeneity in breast cancer

　　

摘要

背景

动态对比增强磁共振成像（DCE-MRI）和血管相关基因表达从宏观影像学和微观分子角度描述了肿瘤的血管结构，这些结构支持肿瘤的灌注和药物输送。我们的研究旨在探讨这两种方法所揭示的互补性血管异质性。

材料与方法

分析了932名高风险II/III期乳腺癌患者的治疗前DCE-MRI数据及mRNA表达情况。通过重复性放射组学特征和血管相关基因的k均值聚类方法，分别识别出影像学亚组和基因亚组。通过考察这些亚组之间的关联、在受体定义亚型和PAM50亚型中的分布情况、通路富集模式、经HR/HER2状态调整后的病理完全缓解（pCR）关联以及远处无复发生存期（DRFS）分层中的差异，来评估影像学亚组和基因亚组的互补性。

结果

发现了三个影像学亚组（影像学亚组1至亚组3的比例分别为24.8%、34.3%和40.9%）和三个基因亚组（基因亚组1至亚组3的比例分别为33.6%、29.2%和37.2%），它们之间的关联较弱（Cramér’s V = 0.068；p = 0.073）。影像学亚组与受体定义亚型和PAM50亚型的关联较弱（Cramér’s V = 0.073和0.115），而基因亚组之间的关联较强（Cramér’s V = 0.306和0.418）。影像学亚组和基因亚组在通路富集模式上存在差异，其中影像学亚组与代谢通路和基质信号通路相关，而基因亚组与DNA修复、氧化代谢和免疫信号通路相关（FDR q < 0.05）。影像学亚组和基因亚组在pCR关联上也存在差异，影像学亚组2与更高的pCR相关（调整后的OR = 1.409；LR p = 0.027），而基因亚组1和基因亚组2分别与较低的pCR相关（调整后的OR = 0.597和2.217；LR p < 0.003）。影像学亚组的预后区分能力优于基因亚组（C指数分别为0.624和0.589；整体log-rank p值分别为0.008和0.015）。

结论

DCE-MRI放射组学和血管基因组学亚组揭示了肿瘤血管异质性的不同维度。它们独特的生物学和临床关联性表明，将基于影像学和基因的血管表型整合用于乳腺癌患者的分层具有潜在价值。