Kasvaimen metastaasien ennustaminen käyttämällä kohde-elimen/primaarivaurion fuusioradiomiikkamallia

Metastaasi on pahanlaatuisten kasvainten tärkeä biologinen ominaisuus, ja se on myös tärkein syöpäpotilaiden lopputulokseen vaikuttava tekijä. Useimpien syöpäpotilaiden suora kuolema on metastaattisten leesioiden massavaikutus tai metastaattisten kohde-elinten toiminnan menetys. Siksi onkologian alan kiireellisistä ja vaivalloisista tehtävistä on tutkia pahanlaatuisten kasvainten etäpesäkkeiden patofysiologista mekanismia ja löytää uusia kohteita uusien menetelmien muodostamiseksi kasvaimen etäpesäkkeiden varhaiseen diagnosointiin ja hoitoon.

Kasvainmetastaasi on jatkuva ja asteittainen prosessi. Kasvainsolut primaarisessa kasvaimessa lisääntyivät, kasvainsolut irtosivat primaarisesta kasvaimesta, tunkeutuivat tyvikalvoon, tunkeutuivat verisuoniin, imusuoniin tai kehon onteloon ja siirtyivät toiseen paikkaan tai elimeen verenvirtauksen ja imusolmukkeen mukana. Kasvainsolut tarttuivat kohde-elimen kapillaareihin, tunkeutuivat verisuoniin muodostaen mikroetäpesäkkeitä, solujen lisääntymistä ja tuottivat uusia verisuonia ja muodostivat sekundäärisiä kasvaimia, jotka olivat samantyyppisiä kuin primaarinen kasvain. Ne voivat tunkeutua ja muodostaa etäpesäkkeitä uudelleen. Etäpesäkkeiden muodostumisprosessissa geenimutaatiot ja niitä seuraavat muutokset kasvainsolujen immunogeenisyydessä edistävät paikallisen kasvainkudosta estävän mikroympäristön muodostumista, mikä vaimentaa isännän immuunijärjestelmää ja johtaa kasvaimen etäpesäkkeisiin.

Aiemmat tutkimukset ovat havainneet, että kasvaimen etäpesäkkeillä on elinspesifisyyttä, jota kutsutaan "elintropismiksi". Toisin sanoen erityyppisillä kasvaimilla on taipumus metastasoitua eri elimiin. Esimerkiksi keuhkosyöpä metastasoituu usein aivoihin, paksusuolen- ja haimasyöpä yleensä maksaan, rintasyöpä ja eturauhassyöpä yleensä luuhun ja niin edelleen. Siksi Stephen Paget, brittiläinen patologi, esitti ja kehitti "siemen- ja maaperäteoriansa" yli sata vuotta sitten ja puolusti sitä, että etäpesäkkeiden leviäminen edellyttää kasvainsolujen eli "siementen" leviämistä ja ihanteellisen ympäristön vastaanottamiseen. elimiä eli "hedelmällistä maaperää". Hän ehdotti tässä teoriassa, että onnistunut etäpesäkkeiden leviäminen kaukaisiin elimiin ei edellytä vain kasvainsoluja, joilla on metastaattista potentiaalia (siemenet), vaan myös sopivan isäntäelimen (maaperän). Kasvaimen etenemisen aikana sekä pahanlaatuiset solut että viereisten kudosten markkinarako muokkaavat kasvaimen mikroympäristön immuunisolujen koostumusta ja fenotyyppisiä tyyppejä. Metastaattiset kasvaimet (siemenet) säilyttävät geneettiset ominaisuudet, kun ne siirtyvät erilaisiin elinspesifisiin kudosympäristöihin (maaperään). Ei riitä, että kasvainsolut saavuttavat tietyn elinkudoksen, vaan se vaatii myös kasvainsolujen (siemenet) ja elimen mikroympäristön (maaperän) välistä koordinaatiota, jotta se istuu ja kasvaa sopivassa ympäristössä (maaperässä) ja muodostuu etäpesäkkeitä. "Siemen- ja maaperäteoriassa" siementen sisäisten ominaisuuksien on osoitettu vaikuttavan useisiin keskeisiin siirtoprosesseihin. Toisaalta harvat tutkimukset ovat keskittyneet maaperän (kohde-elimen) luontaisten ominaisuuksien ja pahanlaatuisten kasvainten etäpesäkkeiden muodostumisen väliseen suhteeseen, yksi tärkeimmistä syistä on, että usein ei ole eettistä tehdä invasiivista tutkimusta kohde-elimessä. potilaista, joilla ei ole etäpesäkkeitä.

Radiomiikka on nouseva ala, joka kehittää potilaiden kuvantamistutkimuskuvien kvantitatiivisen analyysin avulla uusia biomarkkereita, joilla voidaan tutkia ja analysoida kiinnostavien alueiden mahdollisia patofysiologisia ominaisuuksia non-invasiivisesti. Aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että siementen (primaaristen kasvainten) radiomiikan tutkimukset voivat ennustaa monien pahanlaatuisten kasvainten etäpesäkkeitä, mikä vahvistaa radiomiikan näyttöä "siementen ja maaperän" teorialle siementen näkökulmasta. Radiomiikan tutkimukset maaperän (etäpesäkkeiden kohdeelin) näkökulmasta ovat kuitenkin harvinaisia. Ottaen esimerkkinä keuhkosyövän aivometastaasit, useimmat olemassa olevat radiomiikkatutkimukset, joissa käytetään aivojen kuvantamistietoja, arvioivat vain alueita, joilla aivometastaaseja on esiintynyt. Ottaen huomioon, että radiomiikka voi poimia myös biologisia piirteitä kohde-elimistä, jotka eivät vielä ole metastasoineet, ryhmämme on havainnut, että keuhkosyöpäpotilaiden, joilla ei ole aivometastaasin lähtötasoa, hoitoa edeltäneiden aivojen MRI-kuvien radiomiikka-analyysi voi tehokkaasti ennustaa aivometastaasien todennäköisyyden tietyn ajanjakson aikana. aika. Tämä tutkimus paljasti myös ensimmäistä kertaa, että kohde-elimellä ilman etäpesäkkeitä (maaperällä) on myös keskeinen rooli pahanlaatuisten kasvainten etäpesäkkeiden esiintymisessä.

Tämän tutkimuksen tulokset viittaavat myös siihen, että radiomiikasta johdettu pahanlaatuisuuden ennustemalli voisi olla lupaava työkalu potilaiden seulomiseen, joilla on suuri kasvaimen metastaasin riski. Integroidut riskinennustemallit, jotka ottavat huomioon siementen ja maaperän ominaisuudet, voivat auttaa ohjaamaan kliinistä käytäntöä (esim. korkean riskin potilaiden tiukempaa seurantaa tai intensiivisemmän systeemisen hoidon käyttö).

Yhteenvetona voidaan todeta, että on tarpeen edelleen tutkia tämän siemen- ja maaperäteoriaan perustuvan radiomiikkamallin soveltuvuutta syövän ennustamiseen sen universaalisuuden ja kliinisen sovellusmahdollisuuksien varmistamiseksi. Tässä tutkimuksessa keräämme kuvantamistietoja potilaiden lähtötilanteen primaarisista leesioista ja mahdollisista metastaattisista kohde-elimistä useissa yleisissä kasvaimissa (keuhkosyöpä, paksusuolensyöpä, rintasyöpä jne.). Tutkia "siemen- ja maaperä"-radiomiikkamallin suorituskykyä syövän etäpesäkkeiden ennustamisessa (keuhkosyövän aivometastaasit, paksusuolensyövän metastaasit maksassa, rintasyövän keuhkometastaasit), jotta voidaan luoda ei-invasiivinen, kustannustehokas ja tehokas radiomiikan ennustemalli "korkean riskin" ja "pienen riskin" syövän metastaasien erottamiseksi vastaavissa syöpätyypeissä. Tarjota teoreettinen perusta yksilöllisten diagnoosi- ja hoitostandardien edelleen muodostamiselle potilaille, joilla on pahanlaatuisia kasvaimia.