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自动化所构建局部晚期鼻咽癌智能临床决策支持系统

2019.11.01

　　鼻咽癌是我国华南地区的高发癌种。在我国，新确诊的70%鼻咽癌患者都已经属于局部晚期，对于局部晚期鼻咽癌患者，美国NCCN指南推荐进行同期放化疗（CCRT，chemoradiotherapy），或者在CCRT基础上进行诱导化疗（ICT，induction chemotherapy），即ICT+CCRT。研究表明相比于CCRT，ICT+CCRT能为患者带来8%-9%的3年无进展生存（FFS，failure-free survival）的获益，但是接受ICT的患者要承受更高的毒副反应，并且患者对ICT的治疗敏感性表现出了极大的差异，有9.1%的患者表现出极差的治疗反应，11.3%的患者表现出极好的治疗反应。这说明ICT+CCRT并不适合所有局部晚期鼻咽癌患者，亟需开发一种新的方法，在治疗前筛选出对ICT治疗敏感的患者。

　　针对这一挑战性的临床问题，中国科学院自动化研究所分子影像重点实验室应用影像组学研究组开发出了一种新的影像学标志物（Induction Chemotherapy Outcome Score，ICTOS），利用治疗前的MR影像预测患者对CCRT和ICT+CCRT的疗效反应，从而筛选最佳治疗方案。该研究从中山大学肿瘤防治中心收集254例回顾性和248前瞻性的鼻咽癌患者临床数据和多序列MR影像，使用回顾性数据作为训练集，前瞻性数据作为验证集。该研究对每个MR序列影像提取273个定量影像组学特征，通过分析发现来自对比剂增强T1加权序列的3个MR影像特征与治疗疗效显著相关，将这些特征可以组合为一个影像学标志物ICTOS。研究发现高ICTOS的局部晚期鼻咽癌患者，采用ICT+CCRT治疗可获得近90%的5年FFS，比只用CCRT治疗的5年FFS提高36.9%，对此类患者可推荐ICT+CCRT治疗。低ICTOS的局部晚期鼻咽癌患者，采用ICT+CCRT和CCRT之间没有显著的FFS差异（如图1所示）。

　　虽然低ICTOS的鼻咽癌患者不能从ICT+CCRT中获得显著的FFS提升，但由于这类患者的5年FFS（71.4%）并不高，所以不能认为对这类患者只进行CCRT就足够。为此，研究人员对验证集中的低ICTOS鼻咽癌患者通过T分期，N分期，pEBV DNA和肿瘤体积进行危险度分层，将带有两种以上高危因子的患者划为高危组，其余的划为低危组。如图2所示，通过Kaplan-Meier曲线，发现低危组患者和高危组患者的FFS曲线之间存在显著的差异，且低危组患者具有高达86.3%的5年FFS，因此可推荐此类患者接受CCRT治疗，而高危组患者只有60.8%的5年FFS，此类患者既不能从ICT中获益，进行CCRT治疗还具有较差的预后，对此类患者可以推进更激进的治疗方案。

　　综上所述，结合ICTOS和预后风险因子，研究人员为局部晚期鼻咽癌患者建立了一套临床决策支持系统：1）高ICTOS患者：推荐ICT+CCRT，2）低ICTOS且低危患者：推荐只接受CCRT，3）低ICTOS且高危患者：推荐进行其它治疗方案。

　　相关研究工作发表于内科领域期刊BMC Medicine。中科院分子影像重点实验室副研究员董迪为第一作者，张帆（中山大学第五附属医院）和硕士生钟连珍（分子影像重点实验室）为并列第一作者，田捷（分子影像重点实验室）、马俊（中山大学肿瘤防治中心）和唐玲珑（中山大学肿瘤防治中心）为并列通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、科技部重点研发计划、北京市科委项目、中科院青促会等的资助。