Role kvantitativního CT a radiomických biomarkerů pro přesnou medicínu u plicní fibrózy (Radiomics)

Idiopatická plicní fibróza (IPF) zůstává smrtelná navzdory dvěma terapiím schváleným FDA. Forsírovaná vitální kapacita (FVC), jednorozměrné hodnocení funkce plic, které vyžaduje tři manévry závislé na úsilí a náchylné k chybám, je standardem pro hodnocení závažnosti onemocnění a sledování progrese. FVC nepřímo měří aktivitu onemocnění, a proto je necitlivý na jemné změny. Tato omezení brání terapeutickým studiím. Skóre pohlaví, věku a fyziologie (GAP) zlepšuje pouze FVC a je nejpoužívanějším skórovacím modelem pro prognózu, ale pohlaví a věk nejsou ovlivněny léčbou. Modifikovatelné intermediární molekulární markery a další metriky pro hodnocení závažnosti a progrese onemocnění zůstávají nenaplněny potřebami pro vývoj léčiv a klinické rozhodování. Počítačová tomografie (CT) zachycuje morfologické vzorce a rozsah fibrózy neinvazivně. Pokroky v kvantitativním CT umožňují objektivní detekci a kvantifikaci anatomie a vysoce rozměrné rysy obrazu, často nazývané radiomické, mohou identifikovat subvizuální charakteristiky. Vyšetřovatelé se snaží vyhodnotit radiomické rysy samostatně a ve spojení s dalšími dimenzemi onemocnění pro prognózu a odpověď na léčbu u IPF.

Celkovým cílem výzkumníků je identifikovat a ověřit radiologické rysy, jako je celkový rozsah plicní fibrózy, pro aktivitu onemocnění a střední odpověď na terapii, a pochopit, kam umístit tyto silné markery. Vyšetřovatelé předpokládají, že skóre DTA přispěje k predikci progrese onemocnění a že molekulární markery tuto výkonnost zvýší.

Cíl 1: Výzkumníci ověří kvantitativní CT a radiomické markery progrese onemocnění nezávislou replikací v samostatných kohortách. Vyšetřovatelé předpokládají, že kvantitativní CT markery budou predikovat progresi onemocnění v UVA/Chicagských kohortách. U mnoha případů PFF-PR byly dobrovolně odebrány základní a následné CT skeny. Vyšetřovatelé navrhují sběr jednoletých HRCT u účastníků UVA/Chicaga k vyhodnocení: a) prognostické hodnoty výchozího kvantitativního CT a radiomických markerů (tj. DTA) v predikci doby do progrese definované buď jako 10% relativní pokles FVC, transplantace plic nebo úmrtí z jakékoli příčiny, b) souvislosti mezi změnami v biomarkerech CT na sekvenčním CT a změnami v FVC a DLCO za 1 rok a c) změna CT spojená s medikamentózní léčbou. Tento cíl stanoví relativní a synergickou hodnotu CT vůči zavedeným fyziologickým markerům.

Cíl 2: Vyšetřovatelé určí, zda kandidátské genetické varianty pro citlivost a přežití IPF jsou spojeny se skóre DTA a zlepší prediktivní výkon pro přežití. Vyšetřovatelé předpokládají, že varianty délek MUC5B, TOLLIP a telomer (TL) zvýší asociaci skóre DTA fibrózy s přežitím bez progrese u IPF. Vyšetřovatelé provedou průřezovou analýzu případů PFF-PR srovnáním kvantitativních CT a radiomických markerů na počátku studie s a bez „rizikových“ genotypů pro asociaci se závažností a progresí (pokles FVC v průběhu času). Tím se zjistí, jaké markery zlepšují výkonnost skóre rozsahu fibrózy DTA pomocí Coxovy regresní analýzy a metriky přesnosti z cíle 1. Zjištění budou replikována v kohortě UVA/Chicago a v prospektivní kohortě PRECISIONS. Tento cíl stanoví aditivní hodnotu genetických markerů.

Cíl 3: Vyšetřovatelé posoudí, zda jsou DTA a radiomické markery aditivní/synergické s markery plazmatického proteinu a krevních transkriptomů pro progresi onemocnění. Výzkumníci předpokládají, že vybrané proteinové a transkriptomické markery se ukáží jako aditivní k rozsahu fibrózy DTA pro predikci přežití bez progrese, zatímco jiné markery korelující s DTA nikoli. Výzkumníci vybrali publikované markery z podpisu panelu 4 proteinů spolu s CCL18 jako příklady, vzhledem k jejich současné úrovni replikace a příslibu. Vyšetřovatelé také zahrnou 25genový FVC prediktor progrese onemocnění. Podobné analýzy, jaké jsou uvedeny v Cílích 1 a 2, určí jejich aditivní informační hodnotu.