Kunstig intelligens til hjælp til ikke-småcellet lungekræft: Mål kræftbiologi og behandlingsrespons via billeddannelse (SALMON)

Lungekræft er den førende årsag til kræftrelaterede dødsfald på verdensplan og tegner sig for anslået 2,1 millioner dødsfald i 2018. Omkring 80%-85% af lungekræfttilfældene er NSCLC. De vigtigste undertyper af NSCLC er adenokarcinom, pladecellekarcinom og storcellet karcinom. Disse undertyper, som starter fra forskellige typer lungeceller, er grupperet sammen som NSCLC. Af disse grunde er valget af NSCLC til dette forsøg det mest relevante, da der er en klar samfundsmæssig byrde/klinisk behov, som vil blive behandlet i SALMON.

Der er et presserende behov for at afdække den genetiske og molekylære sammensætning af tumorer, da denne information ville fremskynde udviklingen af ​​mere effektive kræftbehandlinger. Da tumorer er forskellige i deres biologiske sammensætning, kan behandlinger nu ofte skræddersyes til individuelle patienter, i en strategi, der kaldes personlig medicin. NSCLC illustrerer perfekt dette paradigme med behandlinger enten rettet mod veldefinerede onkogene veje (epidermal vækstfaktor receptor (EGFR) mutationer, Anaplastisk lymfom kinase (ALK) & receptor tyrosinkinase 1 (ROS1) gen omarrangementer, B-hurtigt accelereret fibrosarcoma gen ( BRAF) mutationer), og til såkaldt "vildtype" NSCLC, immunterapi (med eller uden kemoterapi). Den seneste udvikling af forskellige typer immunterapi har ført til lovende fremskridt i behandlingen af ​​patienter med NSCLC i fremskreden eller metastatisk sygdom.

Medicinsk billeddannelse spiller en central rolle i vurderingen af ​​tumorer, herunder lungekræft, da den giver ikke-invasivt funktionerne til at identificere, karakterisere og iscenesætte den lokale tumor og dens overordnede metastatiske byrde. Informationen fra billeddannelse kan stadig forbedres med en grundig efterbehandlingsanalyse af billederne, hvor "radiomiks" er det mest sofistikerede værktøj til kvantitativ billeddannelse. Gennem radiomik kan de opnåede billeddannelsesdata knyttes til tumorens specifikke biologiske egenskaber, erhvervet enten fra vævs- eller flydende biopsier. Viden om dette er dog fragmenteret til dato.

Det første formål med dette forsøg er at generere et radiomiksatlas (rATLAS), der giver en bredere forbindelse mellem biologiske deskriptorer og medicinske billeddannelsesfunktioner i NSCLC, for til sidst at identificere onkologiske veje gennem medicinske billeder og kvantificere den samlede byrde af specifikke markører for målrettede terapier. Specielt billeddannende biomarkører, der kan forudsige immunfølsomhed og mere præcist forudsige prognosen end de eksisterende, vil blive vurderet på de medicinske billeder og sammenlignet med vævs- og væskebiopsier.

Ud over NSCLC-diagnose og iscenesættelse spiller billeddiagnostik også en nøglerolle i evalueringen af ​​patientens opfølgning, hvilket repræsenterer guldstandarden for vurdering af respons på terapi. Imidlertid er vurderingen af ​​medicinske billeder modtagelig for radiologens fortolkning, og der er blevet gjort mange forsøg på at imødegå dette problem i de sidste årtier. RECIST er et endimensionelt mål (korteste/længste diameter i måleplanet) skabt i 2000, opdateret i 2009 (RECIST 1.1), med en afdeling for immunterapi afsluttet i 2017 (iRECIST). RECIST, i al dens forskellige deklination, bruges til at vurdere, om en tumor hos cancerpatienter skrider frem, går tilbage eller ikke ændrede sig før og efter en begivenhed, såsom terapi. RECIST-kriterier anerkendes både i EU og i USA. Selvom det repræsenterer et internationalt forsøg på at overvinde den subjektive evaluering af tumorrespons på kræftbehandling, forbliver skævhederne i målinger, da de er afhængige af menneskelige vurderinger. I 1976 anerkendte Moertel og Hanley, at "kulminationen af ​​de fleste eksperimentelle terapeutiske forsøg for solide tumorer opstår, når en [læge] placerer en lineal eller skydelære over en klump og forsøger at estimere dens størrelse," og med denne måling kommer den uundgåelige komponent af mennesket. fejl. I 2021 er dette problem stadig til stede i klinisk praksis, men i de seneste år har kunstig intelligens (AI) vist bemærkelsesværdige fremskridt inden for billedgenkendelsesopgaver inden for forskning.

Efterforskerne foreslår således at eliminere manglerne ved målebias med det andet formål med vores forsøg, der er fokuseret på validering af en ny automatiseret RECIST (aRECIST) arbejdsgang til vurdering af terapirespons.

En underskrevet og dateret informeret samtykkeformular vil blive indhentet fra hver patient, før der udføres screeningsprocedurer. Deltagerne bliver prospektivt kun tilmeldt rATLAS, til både rATLAS og aRECIST, eller betragtes som skærmfejl. Hvis du er tilmeldt, tildeles et unikt studiespecifikt emnenummer, informeret samtykke vil blive underskrevet, og følgende evalueringer vil blive inkluderet:

Følgende data vil blive indhentet for hver deltager fra medicinske filer og journaler:

• Demografiske data (alder, køn, race, land);
• Antropometriske data (vægt i kg, højde i cm, kropsmasseindeks (BMI) i kg/m^2);
• Sygehistorie (komorbiditeter, onkologi-relateret historie, kronisk obstruktiv lungesygdom (KOL), interstitiel lungesygdom (ILD), lungekarsygdom, historie relateret til NSCLC);
• Stofbrug (cigaretter/e-cigaretter/alkohol), varighed og dosis/hyppighed [rygning påkrævet, andet valgfrit];
• Samtidig behandling kun forbundet med immunterapi, kemoterapi, strålebehandling og målrettet terapi (undertype, lægemiddelnavn, behandlingslinje (første/anden/tredje linie), årsag til seponering (afsluttet kur/afsluttet respons/progressionssygdom/toksicitet/andet);
• Eastern Cooperative Oncology Group (ECOG) præstationsstatus (0 til 5);
• Histologisk diagnose (adenokarcinom, planocellulært karcinom, storcellet karcinom, adenosquamøst cellekarcinom, andet);
• Laboratoristiske data: Hæmatologi (hæmoglobin, hæmatokrit, leukocytter, neutrofiler, eosinofiler, basofiler, lymfocytter, monocytter, blodplader) og kemi (natrium, bicarbonat, chlorid, calcium, albumin, magnesium, fosfat, blodurinstof nitrogen, kalium, urinstof, kreatinin, estimeret glomerulær filtrationshastighed, bilirubin, direkte bilirubin, aspartataminotransferase (AST), alaninaminotransferase (ALT), alkalisk fosfatase, lactatdehydrogenase (LDH), carcinoembryonalt antigen (CEA), pladecellecarcinom (SCC)).

Fra klinisk undersøgelse og billeddiagnostik (og multidisciplinær diskussionsrapport, hvis tilgængelig) vil følgende data blive registreret pr. deltager: Klinisk tumorstadieinddeling (cTNM) ved indledende diagnose.

Fra røntgenafdelingen vil følgende data blive registreret pr. deltager: Staging computed tomography (CT) scanningsdata, der allerede er udført på stedet pr. standard of care (SoC), vil blive pseudo-anonymiseret og sendt til den centrale læser sammen med Positron Emission Tomography (PET)/CT- og hjernemagnetisk resonansbilleddannelse (MRI)-scanninger opnået pr. patientstadieinddeling, når de er tilgængelige.

Afhængigt af gruppe (aRECIST eller rATLAS) vil følgende trin også blive overvejet:

rATLAS: Diagnostiske prøver af vævsbiopsi (ideelt set 1 blok eller 25 objektglas - minimum påkrævet: 10 objektglas) udført på det deltagende sted pr. plejestandard vil blive sendt til det centrale laboratorium til testning på onkogene biomarkører. Efter dette baseline-besøg kan alle deltagere i rATLAS starte deres behandling i henhold til SoC. rATLAS-undersøgelsen slutter efter dette baseline- og tilmeldingsbesøg.

aRECIST: En flydende biopsi vil blive udtaget (blodprøve, 1 rør á 10 ml) og sendt inden for 2 dage til det centrale laboratorium for onkogen biomarkørtestning. For ikke at påvirke den terapeutiske beslutningstagning, vil biomarkørresultater først blive delt med stederne, efter at beslutningen om NSCLC-behandling er truffet. Diagnostiske prøver af vævsbiopsi, som er opnået for ATLAS (ideelt set 1 blok eller 25 objektglas - minimum påkrævet: 10 objektglas) udført på det deltagende sted pr. standardbehandling vil blive sendt til det centrale laboratorium for onkogenetisk biomarkørtestning. I de tilfælde, hvor der ikke opnås standardvævsbiopsi, kan finnålsbiopsi og celler opnået pr. SoC ved finnålsaspiration analyseres og sendes til det centrale laboratorium efter specifikke procedurer. Der skulle være tilstrækkeligt materiale til rådighed til at blive analyseret, ellers ville den genetiske testning ikke være mulig.

Efter baseline vil alle deltagere i aRECIST-gruppen gennemgå standard kemoterapi og/eller immunterapi og vil blive fulgt op i maksimalt 2 år for at undersøge en mulig behandlingsrespons (manuel lokal & central og automatiseret RECIST) ved billeddiagnostiske parametre og flydende biopsi. Disse deltagere skal vende tilbage til klinikken for flydende biopsier (2 rør á 10 ml) efter 3, 6, 12 og 24 måneder inden for 5 dage (før eller efter) efter deres billeddiagnostiske opfølgning i henhold til SoC. Det er stedets personale, der vil være ansvarlig for at give en kopi af alle relevante CT-scanninger efter behandling (og PET/CT-scanninger, hvis de er tilgængelige) som taget i henhold til SoC sammen med lokal RECIST-scoring, NSCLC-behandling(er) information (klasse, dosis, varighed) og NSCLC-relaterede hændelser. Dataene vil blive indsamlet på tidspunkter i henhold til standard pleje (ved ca. 3, 6, 12 og 24 måneder). Deltagerens deltagelse i aRECIST ophører 2 år efter baseline eller tidligere i tilfælde af dødsfald eller enhver begivenhed, som efter investigatorens mening kræver en tidlig opsigelse.

Navnlig vil personalet på stedet være ansvarlig for at give en flydende biopsi (2 rør på hver 10 ml) og at dele følgende data ved 3 (besøg 1), 6 (besøg 2), 12 (besøg 3) og 24 (besøg 4) ) måneder):

• En kopi af alle relevante CT-scanninger efter behandling - og PET/CT-scanninger, hvis de er tilgængelige - som taget i henhold til SoC
• Detaljeret beskrivelse af CT-indsamling for hver deltager, inklusive kontrastmiddelinjektionskarakteristika
• Lokal aflæsning af behandlingsrespons ved at bruge RECIST 1.1-kriterier (manuel lokal aflæsning) sammen med den nødvendige tid til at evaluere hver deltager,
• En flydende biopsi (2 rør på 10 ml hver) inden for 5 dage efter CT-scanningen udført til deltageropfølgning
• NSCLC behandling(er) information (klasse, dosis, varighed, specifikke tidsrammer)
• NSCLC-relaterede hændelser.

Enhver rATLAS-deltager anses for at have gennemført undersøgelsen efter at have udført det indledende baseline-besøg (dag 0), bortset fra dem, der også deltager i aRECIST. Deltagere i aRECIST anses for at have afsluttet undersøgelsen efter den 2-årige opfølgningsperiode eller tidligere i tilfælde af dødsfald eller enhver begivenhed, som efter investigatorens mening kræver en tidlig afslutning.