Forudsigelse af tumormetastaser ved at anvende en målorgan/primær læsionsfusionsradiomikmodel

Metastase er et vigtigt biologisk træk ved ondartede tumorer, og det er også den vigtigste faktor, der påvirker kræftpatienters udfald. Den direkte død for de fleste cancerpatienter er masseeffekten af ​​metastatiske læsioner eller tab af metastatisk målorganfunktion. Derfor er det blevet en af ​​de presserende og besværlige opgaver inden for onkologi at udforske den patofysiologiske mekanisme ved malign tumormetastase og finde nye mål til at danne nye metoder til tidlig diagnosticering og behandling af tumormetastaser.

Tumormetastase er en kontinuerlig og gradvis proces. Tumorceller i den primære tumor prolifererede, tumorceller faldt fra den primære tumor, invaderede basalmembranen, invaderede blodkar, lymfekar eller kropshulrum og migrerede til et andet sted eller organ med blodgennemstrømningen og lymfestrømmen. Tumorceller klæbte til kapillærerne i målorganet, trængte ind i blodkarrene for at danne mikrometastaser, celleproliferation og producerede nye blodkar og dannede sekundære tumorer af samme type som den primære tumor. De kan invadere og metastasere igen. I processen med metastase fremmer genmutationer og efterfølgende ændringer i immunogeniciteten af ​​tumorceller dannelsen af ​​lokalt tumorvævshæmmende mikromiljø, som undertrykker værtens immunsystem og fører til tumormetastase.

Tidligere undersøgelser har fundet ud af, at tumormetastaser har organspecificitet, kaldet "Organ-tropisme". Det vil sige, at forskellige typer tumorer har tendens til at metastasere til forskellige organer. For eksempel metastaserer lungekræft ofte til hjernen, tyktarmskræft og bugspytkirtelkræft metastaserer almindeligvis til leveren, brystkræft og prostatacancer metastaserer almindeligvis til knoglen og så videre. Derfor fremlagde og uddybede Stephen Paget, en britisk patolog, sin "frø- og jord-teori" for mere end hundrede år siden, og talte for, at metastasering kræver spredning af tumorceller, det vil sige "frø", og det ideelle miljø til at modtage organer, det vil sige "frugtbar jord". Han foreslog i denne teori, at vellykket metastasering til fjerne organer ikke kun kræver tumorceller med metastatisk potentiale (frø), men også et passende værtsorgan (jord). Under tumorprogression formes sammensætningen og fænotypiske typer af immunceller i tumormikromiljøet af både maligne celler og nichen i tilstødende væv. Metastatiske tumorer (frø) vil bevare genetiske egenskaber, når de overføres til forskellige organspecifikke vævsmiljøer (jord). Det er ikke nok for tumorceller at nå et bestemt organvæv, men det kræver også koordinationen mellem tumorceller (frø) og organmikromiljø (jord) for at plante og vokse i et passende miljø (jord) og blive metastatiske foci. I "frø- og jord-teorien" har frøs iboende egenskaber vist sig at påvirke forskellige nøgleoverførselsprocesser. På den anden side har få undersøgelser fokuseret på forholdet mellem de iboende egenskaber af jord (målorgan) og dannelsen af ​​malign tumormetastaser, en af ​​hovedårsagerne er, at det ofte ikke er etisk at udføre invasiv forskning på målorganet. af patienter uden metastase.

Radiomik er et spirende felt, som udvikler nye biomarkører gennem kvantitativ analyse af billeddiagnostiske undersøgelsesbilleder af patienter, som kan studere og analysere de potentielle patofysiologiske karakteristika for områder af interesse på en ikke-invasiv måde. Tidligere undersøgelser har vist, at radiomik undersøgelser af frø (primære tumorer) kan forudsige metastaser af mange ondartede tumorer, hvilket etablerer radiomik evidens for "frø og jord"-teorien set fra frøs perspektiv. Radiomikstudier fra jordbundens perspektiv (målorganet for metastasering) er dog sjældne. Tager man hjernemetastaserne fra lungekræft som et eksempel, evaluerer de fleste eksisterende radiomikalier, der bruger hjernebilleddannelsesinformation, kun de områder, hvor hjernemetastaser er opstået. I betragtning af, at radiomikrofoner også kan udtrække biologiske træk fra målorganer, der endnu ikke er metastaseret, har vores gruppe fundet ud af, at radiomiksanalyse af MR-billeder af lungekræftpatienter i hjernen før behandling af lungekræftpatienter uden baseline-hjernemetastase effektivt kan forudsige sandsynligheden for hjernemetastasering i en vis periode. tid. Denne undersøgelse afslørede også for første gang, at målorganet uden metastaser (jord) også spiller en nøglerolle i forekomsten af ​​malign tumormetastaser.

Resultaterne af denne undersøgelse tyder også på, at malignitetsforudsigelsesmodellen afledt af radiomikalier kunne være et lovende værktøj til screening af patienter med høj risiko for tumormetastaser. Integrerede risikoforudsigelsesmodeller, der tager hensyn til frø- og jordkarakteristika, kan hjælpe med at vejlede klinisk praksis (f.eks. mere streng overvågning af højrisikopatienter eller brug af mere intensiv systemisk behandling).

Afslutningsvis er det nødvendigt yderligere at udforske anvendeligheden af ​​denne frø- og jordteori-baserede radiomikromodel til kræftforudsigelse for at verificere dens universalitet og kliniske anvendelsesmuligheder. I denne undersøgelse vil vi indsamle billeddiagnostisk information om patienters primære læsioner og potentielle metastatiske målorganer i en række almindelige tumorer (lungekræft, kolorektal cancer, brystkræft osv.). At udforske ydeevnen af ​​"frø og jord"-radiomikmodellen til at forudsige kræftmetastasemønstre (hjernemetastaser af lungekræft, levermetastaser af kolorektal cancer, lungemetastaser af brystkræft), for at etablere en ikke-invasiv, omkostningseffektiv og effektiv radiomiks forudsigelsesmodel til at skelne mellem "høj risiko" og "lav risiko" cancermetastaser i tilsvarende cancertyper. At give et teoretisk grundlag for den videre dannelse af individualiseret diagnose og behandlingsstandarder for patienter med ondartede tumorer.