开发并验证一种临床影像组学列线图用于预测患有2型糖尿病的肝细胞癌患者微波消融术后早期复发

《Cancer Management and Research》:Development and Validation of a Clinical Radiomics Nomogram for Predicting Early Recurrence After Microwave Ablation in Hepatocellular Carcinoma Patients With Type 2 Diabetes

【字体: 时间:2026年07月19日 来源:Cancer Management and Research 2.6

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  目的 开发并验证一种无创模型,用于预测患有肝细胞癌(HCC)并合并2型糖尿病(T2D)的患者微波消融(MWA)后早期复发(ER)。方法 这项回顾性研究纳入了186例接受MWA的HCC合并T2D患者,并分为训练队列(n=149)和验证队列(n=37)。研究人员提

  
目的 开发并验证一种无创模型,用于预测患有肝细胞癌(HCC)并合并2型糖尿病(T2D)的患者微波消融(MWA)后早期复发(ER)。方法 这项回顾性研究纳入了186例接受MWA的HCC合并T2D患者,并分为训练队列(n=149)和验证队列(n=37)。研究人员提取了术前临床参数和门静脉期MRI(磁共振成像)影像组学特征。在特征选择后,使用K-近邻(KNN)算法构建了影像组学评分(RAD-score)。研究人员使用逻辑回归构建了临床模型,并建立了整合临床因素和RAD-score的列线图。研究人员使用ROC(受试者工作特征)曲线、校准曲线和决策曲线分析(DCA)评估了模型性能。Kaplan-Meier曲线、病理分析和免疫组织化学验证了预后分层。结果 研究人员识别出四个核心影像组学特征。组合列线图在训练队列中AUC(曲线下面积)达到0.877,在验证队列中达到0.846,优于单独的临床模型(AUC 0.718)和影像组学模型(AUC 0.774)。在验证队列中,敏感性、特异性和阴性预测值分别为80.0%、83.8%和90.1%。DCA显示在阈值概率0.1–0.9范围内具有显著净获益。高风险患者的复发风险在训练队列中高5.8倍,在验证队列中高2.51倍,且无进展生存期(PFS)显著缩短。病理和免疫组织化学分析证实高风险组具有更具侵袭性的肿瘤特征(微血管侵犯(MVI)、低分化、厚梁型、CD34表达和glypican-3(GPC-3)表达率更高)。结论 该列线图能够满意地预测HCC合并T2D患者MWA术后两年内的早期复发,从而实现个体化的术后监测和干预。
**论文解读:基于临床影像组学列线图预测2型糖尿病合并肝细胞癌患者微波消融术后早期复发**

**研究背景与问题**

原发性肝癌是全球第六大常见恶性肿瘤,其中肝细胞癌(HCC)约占75%–85%。微波消融(MWA)是早期HCC患者无法手术切除时的首选根治性治疗之一,其总生存期和无病生存期与手术相当,且并发症更少、住院时间更短、费用更低、可重复性强。然而,消融术后早期复发(ER)仍是临床面临的重大挑战,既往研究报道肝硬化相关HCC患者五年复发率可高达70%,其中术后前两年内复发风险最高。已明确的复发风险因素包括肿瘤大小、数目、组织学分化等级和肝硬化分期,但针对特定合并症(尤其是2型糖尿病,T2D)患者人群的复发风险谱尚不清晰。

近年来,研究证实T2D与肝脏疾病进展存在双向相互作用,是HCC发生的独立危险因素。糖尿病通过胰岛素抵抗、高胰岛素血症、慢性氧化应激和持续性炎症反应加速肝纤维化及恶性转化,使HCC风险增加2至3倍。同时,肝硬化本身会破坏葡萄糖代谢稳态,诱发肝源性糖尿病,形成糖尿病-肝硬化-HCC的恶性循环。合并糖尿病和肝硬化的患者比单一疾病患者HCC发生风险显著更高,诊断HCC后全因死亡和疾病进展风险也大幅升高。因此,HCC合并T2D患者构成了术后复发的高危人群,具有独特的临床特征和复发预防需求,但目前缺乏针对该人群的无创、精准预测工具。

**研究目的**

研究人员旨在开发并验证一种整合术前临床因素与MRI(磁共振成像)影像组学特征的无创模型,用于预测HCC合并T2D患者MWA术后两年内的早期复发,以实现个体化术后监测和干预。

**主要技术方法**

本研究为回顾性单中心研究,队列来源于2015年1月1日至2019年12月30日期间在东方肝胆外科医院住院的HCC合并T2D患者,共纳入186例患者,按约4:1比例分为训练队列(n=149)和验证队列(n=37)。研究人员提取术前门静脉期MRI影像组学特征,经Spearman相关分析(阈值0.90)和LASSO(最小绝对收缩和选择算子)回归降维筛选出4个核心特征,在6种机器学习算法(逻辑回归、支持向量机、K-近邻、极端随机树、轻量梯度提升机、多层感知机)中比较性能,最终选择K-近邻(KNN)算法构建影像组学评分(RAD-score)。临床模型通过单因素和多因素逻辑回归筛选独立预测因子(消融次数和肝炎状态)。整合RAD-score与两个临床因素构建组合列线图。模型评估采用ROC曲线、校准曲线和决策曲线分析(DCA),并通过Kaplan-Meier生存曲线、病理分析及免疫组化进行生物学验证。

**研究结果**

**患者特征**:训练队列和验证队列的基线临床和肿瘤特征无显著差异(所有P>0.05)。术后两年内,总复发率为65.05%(121/186),训练队列65.10%(97/149),验证队列64.86%(24/37)。

**影像组学模型性能**:从108个提取的影像组学特征中,经Spearman相关和LASSO回归筛选出4个非零系数核心特征构建RAD-score。在6种候选算法中,KNN模型在训练队列中AUC最高(0.826),在验证队列中保持最高AUC(0.774),且两队列AUC差值仅0.052,表明过拟合风险低。验证队列中KNN模型敏感性62.5%,特异性84.6%,阳性预测值(PPV)88.2%。

**临床模型与组合列线图**:单因素逻辑回归识别消融次数(P=0.023)和肝炎状态(P=0.031)为显著预测因子,纳入多因素逻辑回归构建临床模型。临床模型在训练队列AUC为0.732,验证队列为0.718。组合列线图整合RAD-score和两个临床因素,训练队列AUC达0.877,验证队列达0.846。DeLong检验证实组合模型在验证队列中显著优于临床模型(P=0.008)和影像组学模型(P=0.041)。验证队列中组合列线图敏感性80.0%,特异性83.8%,阴性预测值(NPV)90.1%,准确率82.0%。校准曲线显示预测概率与实际观察结果良好一致,DCA显示在阈值概率0.1–0.9范围内组合列线图提供显著净获益。

**风险分层与生物学验证**:以验证队列中位列线图评分为界值,将患者分为低风险和高风险组。训练队列中,高风险组(n=75)早期复发率93.3%,中位PFS 6个月,低风险组(n=74)复发率36.5%,中位PFS未达到,风险比(HR)为5.8(95% CI: 3.66–9.2, P<0.001)。验证队列中,高风险组(n=13)复发率84.6%,中位PFS 9个月,低风险组(n=24)复发率54.2%,中位PFS 23个月,HR为2.51(95% CI: 1.11–5.67, P=0.022)。对复发后接受挽救性切除的41例患者(占复发患者的33.88%)进行病理和免疫组化分析,高风险组(24例)与低风险组(17例)相比,厚梁型比例更高(70.8% vs 40.0%, P=0.030),低分化比例更高(75.0% vs 44.0%, P=0.027),微血管侵犯(MVI)阳性率更高(70.6% vs 35.0%, P=0.031),CD34表达率更高(95.8% vs 76.0%, P=0.047),glypican-3(GPC-3)表达率更高(78.3% vs 45.5%, P=0.023),表明高风险组肿瘤具有更强的侵袭性生物学行为。

**结论**

该研究基于HCC合并T2D患者的单中心队列,开发并内部验证了整合临床特征与MRI影像组学的列线图,用于预测MWA术后两年内的早期复发。模型在该研究人群中表现出良好的判别能力、校准度和临床实用性,表明其作为该特定患者群体术前无创风险评估工具的潜力。若在外部队列中得到验证,该工具可辅助临床识别高风险患者,促进个体化术后监测策略和辅助干预,最终支持改善患者管理。未来需进一步开展前瞻性多中心验证和技术优化,以确认其更广泛的临床适用性。该论文发表在《Cancer Management and Research》。
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