《Cancer Letters》:A Deep Learning Pathomic Signature Predicts Survival and Recurrence in Pancreatic Ductal Adenocarcinoma Independent of CA19-9
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胰腺导管腺癌预后分层模型开发及验证。基于深度学习的病理特征签名PCPS_DL通过分析252例医院数据和TCGA外队列183例,有效预测总生存(C-index 0.64)和复发无病生存(0.61),尤其在CA19-9阴性患者中实现显著分层(OS HR=9.26,RFS HR=5.02),生物学机制关联免疫抑制微环境与基底样上皮表型。
作者名单:杨博涵、刘欣欣、魏建雷、徐立志、张金鑫、范明赫、侯玉坤、张福生、陈一然、刘伟康、李阳阳、刘卓、陈凯、田晓东、杨银模、马永苏
单位:北京大学第一医院肝胆胰外科,北京大学健康科学中心,中国北京市100034
摘要
由于现有分期系统的局限性以及血清生物标志物CA19-9在部分患者群体中的无效性,胰腺导管腺癌(PDAC)的分层仍然具有挑战性。我们利用来自本单位252名患者以及TCGA外部队列中183名患者的常规苏木精-伊红(H&E)染色全切片图像,开发并验证了一种基于深度学习的病理学特征标志物(PCPSDL)。PCPSDL能够准确预测患者的总体生存率和无复发生存率(内部C指数分别为0.64和0.61,外部C指数分别为0.62和0.61)。重要的是,该标志物能够将CA19-9阴性的患者有效分为高风险组和低风险组,这两组患者的预后存在显著差异(总体生存率:风险比=9.26,P<0.001;无复发生存率:风险比=5.02,P<0.001)。生物学分析表明,高风险评分与免疫抑制性微环境及基底样上皮细胞状态相关。本研究证实了PCPSDL作为一种强大的、具有生物学意义的、可临床应用的预后生物标志物,有助于为PDAC患者制定个性化治疗方案,尤其是对于那些缺乏传统血清学标志物的患者。
研究背景
胰腺导管腺癌(PDAC)是一种高度侵袭性的胃肠道恶性肿瘤,其5年生存率低至13%。该疾病发病隐匿,超过一半的患者在初次诊断时已处于局部晚期或转移阶段。因此,未经新辅助治疗(NAT)的患者中仅有约20-30%适合接受手术切除。即使接受了手术治疗,患者的预后仍然较差。
参与者
补充表1列出了PKUFH训练组(n=177)和PKUFH内部测试组(n=75)患者的临床病理特征。在研究的252名患者中,58.73%(148/252)为男性,中位年龄为65岁(范围58-71岁)。由于PDAC在远处转移后手术治疗效果不佳,M1期患者在该队列中极为罕见。此外,近90%(225/252)的PDAC患者存在神经周围受累现象。
讨论
胰腺导管腺癌(PDAC)是一种预后极差的胃肠道恶性肿瘤。即使接受了根治性手术,患者的长期生存率仍然很低,这主要是由于肿瘤本身的生物学侵袭性、术后高复发率以及对传统治疗(包括化疗和免疫疗法)的强烈耐药性。因此,准确识别高复发风险的PDAC患者至关重要。
研究设计与参与者
本研究已获得北京大学第一医院(PKUFH)伦理委员会的批准。部分患者在手术前签署了知情同意书,其余患者的授权则通过电话或电子邮件在随访期间获得,从而允许我们使用他们的诊断数字病理切片和临床病理数据进行科学研究。研究方案已获得PKUFH生物医学伦理委员会的批准。
作者贡献声明
陈一然:研究、数据整理
张福生:研究、数据整理
侯玉坤:研究、数据整理
杨银模:撰写、审稿与编辑、监督、资金筹集
徐立志:研究、数据整理
田晓东:撰写、审稿与编辑、监督
魏建雷:研究、数据整理
范明赫:研究、数据整理
马永苏:撰写、审稿与编辑、监督
张金鑫:研究、数据整理
数据获取
出于患者隐私考虑,本研究分析的H&E图像和临床信息不对外公开。如需用于非商业研究的去标识化数据版本,可联系通讯作者B.H.Y.(邮箱:ybh000814@163.com)。所有合理请求将在14个工作日内得到处理。特征预处理和模型训练的代码可访问以下链接://github.com/AugustineYang-med/Preliminary-Pathomics-Model-for-PDAC
利益冲突
作者声明不存在任何可能影响本研究结果的利益冲突。
致谢
本研究得到了以下机构的支持:国家重点研发计划(2023YFC2413400、2021YFA0909900)、国家自然科学基金(项目编号82171722、82271764、82471772)、北京大学医学部与X合作的关键技术研发项目(2024YXXLHGG008)、密歇根医学-北京大学第一医院联合转化与临床研究机构(BMU2025JI002)、北京医师科学家培训项目(BJPSTP-2025-08)以及相关基础研究基金。