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【允英學術】剝繭抽絲|允英聯合上海瑞金及上海長海醫院建立小細胞肺癌化療預后預測模型
發布時間: 2023-7-24 8:43:16

    小細胞肺癌(Small cell lung cancer,SCLC)約占全部肺癌患者的15%,但其具有侵襲性強且易轉移的特性,導致患者臨床預后極差,中位生存期不足10個月,5年平均生存率只有3%左右。目前個性化精準醫學方案較少惠及SCLC患者,傳統放化療藥物依然是臨床不可或缺的治療策略。然而,部分SCLC患者對依托泊苷聯合卡鉑或順鉑初發耐藥,這些患者在接受標準一線治療方案后病情可能加速惡化。因此,通過分子檢驗手段主動甄別化療耐藥患者并開展分層管理,對延長患者生存期具有重要意義。

    面對該伴隨診斷技術需求,允英醫療攜手上海瑞金醫院、上海長海醫院開展科研攻關,依托于允英AllNGS? Panel-315一站式檢測平臺產品,借助人工智能機器學習隨機森林聯合支持向量機分類器算法分析,成功證實SDH基因家族突變狀態對中國人群SCLC患者的化療預后具有預測價值。相關研究成果“SDH mutations, as potential predictor of chemotherapy prognosis in small cell lung cancer patients”發表于SCI雜志Discover Oncology(DOI:  10.1007/s12672-023-00685-4)。上海瑞金醫院呼吸與危重癥科項軼主任、上海長海醫院呼吸與危重癥醫學科董宇超主任擔任本論文通訊作者,允英醫療張道允博士與鞏子英博士為共同通訊作者1。



    本研究排除了病理診斷非SCLC、非局限性惡性腫瘤既往史的患者群體后,共回顧性納入了78名接受4-6個周期的一線標準依托泊苷聯合卡鉑或順鉑治療方案的SCLC患者。所有入組患者均提供了質量合格的石蠟包被腫瘤組織樣本,并使用允英AllNGS? Panel-315產品開展了液相雜交捕獲測序。隨后,依據患者總生存期(Overall Survival,OS)是否達到10個月,將患者隊列進一步分為預后好組(OS≥10)與預后差組(OS <10)。初步針對預后好隊列與預后差隊列患者每個基因的突變數進行了聚類分析,結果并未觀察到基因突變豐度與患者化療預后間存在統計學顯著的相關性或預測特征。

    為了進一步深入挖掘兩個隊列間可能存在的潛在分層特征,本研究對預后好組與預后差組患者間的所有基因突變使用隨機森林(Random forest,RF)分類器進行了篩選,并按照突變對分組的貢獻度進行了排序。選取貢獻度最高的前20個突變特征進行后續分析,發現相較于預后好組,預后差組中這些突變出現的頻率更高,并且使用支持向量機(Support vector machine,SVM)算法針對這20個基因建立的預后預測模型能夠很好的評估SCLC患者化療響應幾率(AUC=0.89)。


    有趣的是,所選的20個基因中,SDH家族和其它6個基因在預后差組患者中突變頻率明顯高于預后好組患者,且差異具有統計學顯著性。其中,攜帶SDH家族、PDCD1LG2或STAT3基因突變的患者,其OS明顯短于非攜帶者。




    基于公共數據庫數據,本研究證實了在SCLC患者中,攜帶SDH家族突變者OS相比非攜帶者顯著縮短。為了調查這些基因突變對患者化療預后的影響,本研究進一步依據臨床病理特征將入組患者細分為局限期(Limited-stage,LS)與廣泛期(Extensive-stage,ES)隊列。結果發現,局限期患者隊列中不存在SDH家族突變或PDCD1LG2基因突變,而無論是局限期還是廣泛期患者中,攜帶STAT3突變的患者化療預后均明顯差與非攜帶者,差異有統計學意義,提示這三個基因突變攜帶者疾病更易于進展且腫瘤細胞對一線標準化療表現出耐受性,因此可能是富有臨床應用價值的SCLC化療預后甄別標志物。

    本研究后續對模型中具有輔助預后預測意義的20個基因進行了GO功能與KEGG信號通路富集分析,發現這些基因主要富集在三羧酸循環、碳代謝、氧化磷酸化、鉑類耐藥和PD-L1表達相關通路上,提示這些通路可能對SCLC患者臨床化療藥物敏感性具有重要生物學意義,也可能是SCLC疾病進展的原因之一。

    綜上,本研究基于允英AllNGS?高通量測序檢測數據,借助于機器學習算法,構建了一個用于預測SCLC患者對標準一線化療方案響應幾率的模型。相關成果首次提出SDH基因家族的重要性,拓展了應用于SCLC患者伴隨診斷領域的可選生物標志物信息庫,并為指導SCLC患者化療后生存預測,協助臨床患者分層管理與精準醫療提供了重要參考與理論依據。

參考文獻:
1. Zeng R, Fan X, Yang J, et al. SDH mutations, as potential predictor of chemotherapy prognosis in small cell lung cancer patients. Discov Oncol. 2023;14(1):89. doi:10.1007/s12672-023-00685-4
 
    允英醫療以長三角區域為中心,輻射全中國,公司致力于打造癌癥精準診療的新型生態圈,綜合運用基因突變檢測、基因甲基化檢測、基因編輯重組等生物科技的前沿技術,全方位提供從癌癥早期精準篩查、癌癥靶向用藥檢測、癌癥治療藥物研發一體化的腫瘤精準醫學解決方案。目前在上海、浙江及青海共設有三家實驗室。

    允英醫療成立至今,順利通過由國家衛健委臨檢中心、國家病理質控中心、美國病理學會等機構組織的室間質評。檢驗能力獲得了美國病理學會PT認證,腫瘤核心基因檢測試劑盒通過歐盟CE認證,獲得國家藥品監督管理局(NMPA)注冊批準,且生產管理質量體系獲國際ISO13485認證。目前允英已累計為近三十萬例腫瘤患者提供精準檢測服務,為國內腫瘤精準醫療領域開拓者。同時允英秉承“嚴謹、高效”的理念,堅守分子診斷技術創新與應用探索,為腫瘤精準醫療與伴隨診斷領域的茁壯發展貢獻力量。


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