Rollen af ​​kvantitative CT og radiomiske biomarkører for præcisionsmedicin i lungefibrose (Radiomics)

Idiopatisk lungefibrose (IPF) er fortsat dødelig trods to FDA-godkendte behandlinger. Forceret vital kapacitet (FVC), en endimensionel vurdering af lungefunktion, der kræver tre indsatsafhængige og fejltilbøjelige manøvrer, er standarden til evaluering af sygdommens sværhedsgrad og overvågning af progression. FVC måler indirekte sygdomsaktivitet og er derfor ufølsom over for subtile ændringer. Disse begrænsninger hæmmer terapeutiske forsøg. Score for køn, alder og fysiologi (GAP) forbedres på FVC alene og er den mest anvendte scoringsmodel til prognosticering, men køn og alder påvirkes ikke af behandlingen. Modificerbare mellemliggende molekylære markører og andre målinger til vurdering af sygdommens sværhedsgrad og progression forbliver uopfyldte behov for at hjælpe lægemiddeludvikling og klinisk beslutningstagning. Computertomografi (CT) fanger morfologiske mønstre og omfanget af fibrose noninvasivt. Fremskridt inden for kvantitativ CT muliggør objektiv påvisning og kvantificering af anatomi, og højdimensionelle billedtræk, ofte kaldet radiomiske, kan identificere sub-visuelle karakteristika. Forskerne søger at evaluere radiomiske egenskaber alene og sammen med andre sygdomsdimensioner for prognosticering og respons på behandling i IPF.

Efterforskernes overordnede mål er at identificere og validere radiologiske træk, såsom total omfang af lungefibrose, for sygdomsaktivitet og mellemrespons på terapi og forstå, hvor disse kraftfulde markører skal placeres. Efterforskerne antager, at DTA-score vil bidrage til forudsigelse af sygdomsprogression, og at molekylære markører vil forbedre denne ydeevne.

Mål 1: Forskerne vil validere kvantitative CT- og radiomiske markører for sygdomsprogression ved uafhængig replikation i separate kohorter. Forskerne antager, at kvantitative CT-markører vil forudsige sygdomsprogression i UVA/Chicago-kohorter. Baseline og efterfølgende CT-scanninger er blevet indsamlet frivilligt i mange PFF-PR tilfælde. Efterforskerne foreslår indsamling af 1-årige HRCT'er i UVA/Chicago-deltagere for at evaluere: a) den prognostiske værdi af baseline kvantitativ CT og radiomiske markører (dvs. DTA) til at forudsige tid til progression defineret som enten 10 % relativ nedgang i FVC, lungetransplantation eller død af enhver årsag, b) sammenhænge mellem ændringer i CT-biomarkører på sekventiel CT og ændringer i 1-års FVC og DLCO, og c) ændring i CT i forbindelse med lægemiddelbehandling. Dette mål vil etablere den relative og synergistiske værdi af CT til etablerede fysiologiske markører.

Formål 2: Efterforskerne vil afgøre, om genetiske kandidatvarianter for IPF-følsomhed og overlevelse er forbundet med DTA-scoren og forbedre prædiktiv præstation for overlevelse. Forskerne antager, at varianter i MUC5B-, TOLLIP- og Telomer-længder (TL) vil forbedre DTA-fibrose-scoreassociationer med progressionsfri overlevelse i IPF. Efterforskerne vil udføre en tværsnitsanalyse af PFF-PR tilfælde, der sammenligner kvantitative CT og radiomiske markører ved baseline med og uden "risiko" genotyper for sammenhæng med sværhedsgrad og progression (fald i FVC over tid). Dette vil fastslå, hvilke markører der forbedrer ydeevnen af ​​DTA fibrose-udstrækningsscorerne ved hjælp af Cox-regressionsanalyse og nøjagtighedsmålinger fra mål 1. Fundene vil blive replikeret i UVA/Chicago-kohorten og i den potentielle PRECISIONS-kohorte. Dette mål vil fastslå den additive værdi af genetiske markører.

Mål 3: Efterforskerne vil vurdere, om DTA og radiomiske markører er additive/synergistiske med plasmaprotein og blodtranskriptommarkører for sygdomsprogression. Forskerne antager, at udvalgte protein- og transkriptomiske markører vil vise sig at være additive til DTA-fibrose-udstrækning til forudsigelse af progressionsfri overlevelse, mens andre markører korreleret med DTA ikke vil. Efterforskerne har valgt offentliggjorte markører fra en 4-protein panelsignatur sammen med CCL18 som eksempler, givet deres nuværende niveau af replikation og løfte. Efterforskerne vil også inkludere en 25-gen FVC-prædiktor for sygdomsprogression. Lignende analyser, som skitseret i mål 1 og 2, vil bestemme deres additive informationsværdi.