Forutsi tumormetastase ved å bruke en målorgan/primær lesjonsfusjonsradiomiksmodell

Metastase er et viktig biologisk trekk ved ondartede svulster, og det er også hovedfaktoren som påvirker utfallet av kreftpasienter. Den direkte døden til de fleste kreftpasienter er masseeffekten av metastatiske lesjoner eller tap av metastatisk målorganfunksjon. Derfor har det blitt en av de presserende og vanskelige oppgavene innen onkologi å utforske den patofysiologiske mekanismen til malign tumormetastase og finne nye mål for å danne nye metoder for tidlig diagnose og behandling av tumormetastaser.

Tumormetastase er en kontinuerlig og gradvis prosess. Tumorceller i den primære svulsten prolifererte, tumorceller kastet ut fra den primære svulsten, invaderte basalmembranen, invaderte blodårer, lymfekar eller kroppshulrom og migrerte til et annet sted eller organ med blodstrømmen og lymfestrømmen. Tumorceller festet seg til kapillærene i målorganet, penetrerte blodårene for å danne mikrometastaser, celleproliferasjon og produserte nye blodårer, og dannet sekundære svulster av samme type som primærsvulsten. De kan invadere og metastasere igjen. I prosessen med metastase fremmer genmutasjoner og påfølgende endringer i immunogenisiteten til tumorceller dannelsen av lokalt tumorvevshemmende mikromiljø, som undertrykker vertens immunsystem og fører til tumormetastase.

Tidligere studier har funnet at tumormetastaser har organspesifisitet, kalt "Organ-tropisme". Det vil si at forskjellige typer svulster har en tendens til å metastasere til forskjellige organer. For eksempel metastaserer lungekreft ofte til hjernen, tykktarmskreft og bukspyttkjertelkreft metastaserer vanligvis til leveren, brystkreft og prostatakreft metastaserer vanligvis til beinet, og så videre. Derfor la Stephen Paget, en britisk patolog, frem og utdypet sin "frø- og jordteori" for mer enn hundre år siden, og talte for at metastasering krever spredning av tumorceller, det vil si "frø", og det ideelle miljøet for mottak organer, det vil si "fruktbar jord". Han foreslo i denne teorien at vellykket metastasering til fjerne organer krever ikke bare tumorceller med metastatisk potensial (frø), men også et passende vertsorgan (jord). Under tumorprogresjon formes sammensetningen og fenotypiske typer immunceller i tumormikromiljøet av både ondartede celler og nisjen til tilstøtende vev. Metastatiske svulster (frø) vil beholde genetiske egenskaper når de overføres til forskjellige organspesifikke vevsmiljøer (jord). Det er ikke nok at tumorceller når et bestemt organvev, men krever også koordinering mellom tumorceller (frø) og organmikromiljø (jord) for å plante og vokse i et passende miljø (jord) og bli metastatiske foci. I "frø- og jordteorien" har de iboende egenskapene til frø vist seg å påvirke ulike nøkkeloverføringsprosesser. På den annen side har få studier fokusert på forholdet mellom de iboende egenskapene til jord (målorgan) og dannelsen av ondartet tumormetastaser, en av hovedårsakene er at det ofte ikke er etisk å drive invasiv forskning på målorganet. av pasienter uten metastaser.

Radiomik er et fremvoksende felt, som utvikler nye biomarkører gjennom kvantitativ analyse av bildeundersøkelsesbilder av pasienter, som kan studere og analysere de potensielle patofysiologiske egenskapene til områder av interesse på en ikke-invasiv måte. Tidligere studier har vist at radiomiksstudier av frø (primære svulster) kan forutsi metastaser av mange ondartede svulster, noe som etablerer radiomikaliske bevis for "frø og jord"-teorien fra frøperspektivet. Radiomikstudier fra jordsmonnets perspektiv (målorganet for metastasering) er imidlertid sjeldne. Ved å ta hjernemetastaser av lungekreft som et eksempel, evaluerer de fleste eksisterende radiomikalier som bruker informasjon om hjerneavbildning, bare områdene der hjernemetastaser har oppstått. Tatt i betraktning at radiomikalier også kan trekke ut biologiske trekk fra målorganer som ennå ikke har metastasert, har vår gruppe funnet at radiomiksanalyse av MR-bilder av hjernen før behandling av lungekreftpasienter uten hjernemetastaser ved baseline effektivt kan forutsi sannsynligheten for hjernemetastaser i en viss periode. tid. Denne studien avslørte også for første gang at målorganet uten metastase (jord) også spiller en nøkkelrolle i forekomsten av ondartet svulstmetastase.

Resultatene av denne studien antyder også at malignitetsprediksjonsmodellen avledet fra radiomikalier kan være et lovende verktøy for screening av pasienter med høy risiko for tumormetastaser. Integrerte risikoprediksjonsmodeller som tar hensyn til frø- og jordegenskaper kan hjelpe til med å veilede klinisk praksis (f.eks. strengere overvåking av høyrisikopasienter eller bruk av mer intensiv systemisk behandling).

Avslutningsvis er det nødvendig å utforske anvendeligheten av denne frø- og jordteoribaserte radiomikromodellen for kreftprediksjon for å verifisere dens universalitet og kliniske anvendelsesutsikter. I denne studien vil vi samle bildeinformasjon av pasientenes primære lesjoner og potensielle metastatiske målorganer i en rekke vanlige svulster (lungekreft, tykktarmskreft, brystkreft, etc.). Å utforske ytelsen til radiomikromodellen "frø og jord" for å forutsi kreftmetastasemønstre (hjernemetastaser av lungekreft, levermetastaser av kolorektal kreft, lungemetastaser av brystkreft), for å etablere en ikke-invasiv, kostnadseffektiv og effektiv radiomiks prediksjonsmodell for å skille "høy risiko" og "lav risiko" kreftmetastaser i tilsvarende krefttyper. Å gi et teoretisk grunnlag for videre utforming av individualisert diagnose og behandlingsstandarder for pasienter med ondartede svulster.