自動化所構建局部晚期鼻咽癌智能臨床決策支持系統

　　鼻咽癌是我國華南地區的高發癌種。在我國，新確診的70%鼻咽癌患者都已經屬于局部晚期，對于局部晚期鼻咽癌患者，美國NCCN指南推薦進行同期放化療（CCRT，chemoradiotherapy），或者在CCRT基礎上進行誘導化療（ICT，induction chemotherapy），即ICT+CCRT。研究表明相比于CCRT，ICT+CCRT能為患者帶來8%-9%的3年無進展生存（FFS，failure-free survival）的獲益，但是接受ICT的患者要承受更高的毒副反應，并且患者對ICT的治療敏感性表現出了極大的差異，有9.1%的患者表現出極差的治療反應，11.3%的患者表現出極好的治療反應。這說明ICT+CCRT并不適合所有局部晚期鼻咽癌患者，亟需開發一種新的方法，在治療前篩選出對ICT治療敏感的患者。

　　針對這一挑戰性的臨床問題，中國科學院自動化研究所分子影像重點實驗室應用影像組學研究組開發出了一種新的影像學標志物（Induction Chemotherapy Outcome Score，ICTOS），利用治療前的MR影像預測患者對CCRT和ICT+CCRT的療效反應，從而篩選最佳治療方案。該研究從中山大學腫瘤防治中心收集254例回顧性和248前瞻性的鼻咽癌患者臨床數據和多序列MR影像，使用回顧性數據作為訓練集，前瞻性數據作為驗證集。該研究對每個MR序列影像提取273個定量影像組學特征，通過分析發現來自對比劑增強T1加權序列的3個MR影像特征與治療療效顯著相關，將這些特征可以組合為一個影像學標志物ICTOS。研究發現高ICTOS的局部晚期鼻咽癌患者，采用ICT+CCRT治療可獲得近90%的5年FFS，比只用CCRT治療的5年FFS提高36.9%，對此類患者可推薦ICT+CCRT治療。低ICTOS的局部晚期鼻咽癌患者，采用ICT+CCRT和CCRT之間沒有顯著的FFS差異（如圖1所示）。

　　雖然低ICTOS的鼻咽癌患者不能從ICT+CCRT中獲得顯著的FFS提升，但由于這類患者的5年FFS（71.4%）并不高，所以不能認為對這類患者只進行CCRT就足夠。為此，研究人員對驗證集中的低ICTOS鼻咽癌患者通過T分期，N分期，pEBV DNA和腫瘤體積進行危險度分層，將帶有兩種以上高危因子的患者劃為高危組，其余的劃為低危組。如圖2所示，通過Kaplan-Meier曲線，發現低危組患者和高危組患者的FFS曲線之間存在顯著的差異，且低危組患者具有高達86.3%的5年FFS，因此可推薦此類患者接受CCRT治療，而高危組患者只有60.8%的5年FFS，此類患者既不能從ICT中獲益，進行CCRT治療還具有較差的預后，對此類患者可以推進更激進的治療方案。

　　綜上所述，結合ICTOS和預后風險因子，研究人員為局部晚期鼻咽癌患者建立了一套臨床決策支持系統：1）高ICTOS患者：推薦ICT+CCRT，2）低ICTOS且低危患者：推薦只接受CCRT，3）低ICTOS且高危患者：推薦進行其它治療方案。

　　相關研究工作發表于內科領域期刊BMC Medicine。中科院分子影像重點實驗室副研究員董迪為第一作者，張帆（中山大學第五附屬醫院）和碩士生鐘連珍（分子影像重點實驗室）為并列第一作者，田捷（分子影像重點實驗室）、馬俊（中山大學腫瘤防治中心）和唐玲瓏（中山大學腫瘤防治中心）為并列通訊作者。該研究得到國家自然科學基金、科技部重點研發計劃、北京市科委項目、中科院青促會等的資助。

圖1. 高ICTOS和低ICTOS患者不同治療方案的FFS。紅色曲線為ICT治療，黑色曲線為ICT+CCRT治療。

圖2. 低ICTOS患者中高風險和低風險組的FFS。紅色曲線為高風險組，黑色曲線為低風險組。