腫瘤新輔助治療效果智能評估研究取得進展

根據美國國家綜合癌症網路（NCCN）和中國臨床腫瘤學會（CSCO）最新腫瘤治療指南，手術之前的新輔助治療已成為直腸癌、乳腺癌等多種腫瘤的標準治療方案的重要組成部分。患者通過新輔助治療可實現腫瘤降期，使不可手術患者達到手術條件，特別是可能達到病理學完全緩解（pathological complete response, pCR），從而可能避免手術。但目前只能通過術後病理對新輔助治療效果進行評估，既無法篩選pCR患者使其免於手術，又不能排除治療不敏感患者使其免於無效的治療。因此，亟需採用影像定量分析的方法，實現對新輔助治療效果的無創評估。

中國科學院自動化研究所分子影像重點實驗室研究員田捷團隊基於醫學影像大數據人工智慧分析方法的多年積累，將腫瘤新輔助治療效果智能評估作為團隊重點攻關方向，與國內多家醫院合作，開展了一系列醫工交叉研究工作，在直腸癌、乳腺癌等腫瘤的新輔助治療效果評估上取得系列進展，相關工作發表於臨床腫瘤類期刊Clinical Cancer Research、腫瘤影像類期刊Radiothearpy and Oncology、腫瘤外科類期刊Annals of Surgical Oncology 等一系列腫瘤類國際學術期刊，獲得歐洲癌症科學院院士等國際權威臨床專家的積極評價以及世界最大的臨床腫瘤學會美國臨床腫瘤學會（ASCO）教育手冊的引用評價。

近期，團隊與南方醫院主任醫師陳春林合作在局部晚期宮頸癌新輔助治療效果評估的多中心臨床研究中取得新進展，相關研究成果發表於柳葉刀（Lancet）子刊EBioMedicine。

宮頸癌是女性最常見的惡性腫瘤之一。術前的新輔助治療能夠減少腫瘤體積，使無法切除的腫瘤具有可手術性，因此，新輔助治療加根治性子宮切除手術正在逐步成為替代同步放化療的治療策略。對於新輔助治療不敏感的患者而言，其接受了不必要的治療和可能產生的毒副反應，錯過了最佳治療時機。因此，在新輔助治療前預測患者對治療的敏感性對於指導更佳的治療方案具有重大意義。

該研究與南方醫院、鄭州大學第一、第二附屬醫院、河南省人民醫院、青島大學附屬醫院等8家醫院合作，收集了272例進行新輔助治療的局部晚期宮頸癌患者數據，包括多序列MRI（包含T1和T2序列）以及相應臨床資料。從影像中提取患者瘤內和瘤周的定量影像組學特徵，在訓練集（由5家醫院組成）上建立了預測模型，並在測試集（由其他三家醫院組成）上進行模型驗證。結果顯示，結合T1、T2序列的瘤內和瘤周特徵的預測模型優於單序列影像組合模型。

該論文由來自貴州大學計算機學院碩士二年級訪問學生孫彩霞作為第一作者，田欣（南方醫院）、劉振宇（中科院分子影像重點實驗室）、李維麗（南方醫院）為共同第一作者，田捷與南方醫院陳春林、劉萍、貴州大學教授王麗會為該論文的共同通訊作者，組成了一個典型的醫工交叉合作研究團隊，共同完成了相關研究工作。論文的工作得到國家自然科學基金、科技部國家重點研發計劃、北京市自然科學基金、中科院青促會等的資助。

圖：A、影像組學特徵表達熱圖；B、訓練集和測試集不同模型間性能比較

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