Rollen til kvantitative CT og radiomiske biomarkører for presisjonsmedisin i lungefibrose (Radiomics)

Idiopatisk lungefibrose (IPF) er fortsatt dødelig til tross for to FDA-godkjente behandlinger. Forsert vitalkapasitet (FVC), en endimensjonal vurdering av lungefunksjon som krever tre innsatsavhengige og feilutsatte manøvrer, er standarden for å evaluere alvorlighetsgraden av sykdommen og overvåke progresjon. FVC måler indirekte sykdomsaktivitet og er dermed ufølsom for subtile endringer. Disse begrensningene hindrer terapeutiske forsøk. Kjønn, alder og fysiologi (GAP)-poengsum forbedres på FVC alene og er den mest brukte skåringsmodellen for prognose, men kjønn og alder påvirkes ikke av behandlingen. Modifiserbare mellomliggende molekylære markører og andre beregninger for å vurdere alvorlighetsgrad og progresjon av sykdommen forblir udekkede behov for å hjelpe medikamentutvikling og klinisk beslutningstaking. Computertomografi (CT) fanger ikke-invasivt morfologiske mønstre og omfanget av fibrose. Fremskritt innen kvantitativ CT muliggjør objektiv deteksjon og kvantifisering av anatomi, og høydimensjonale bildefunksjoner, ofte kalt radiomiske, kan identifisere subvisuelle egenskaper. Etterforskerne søker å evaluere radiomiske trekk alene og i forbindelse med andre sykdomsdimensjoner for prognose og respons på behandling i IPF.

Etterforskernes overordnede mål er å identifisere og validere radiologiske trekk, slik som total omfang av lungefibrose, for sykdomsaktivitet og intermediær respons på terapi, og forstå hvor disse kraftige markørene skal plasseres. Etterforskerne antar at DTA-score vil bidra til å forutsi sykdomsprogresjon og at molekylære markører vil forbedre denne ytelsen.

Mål 1: Etterforskerne vil validere kvantitative CT og radiomiske markører for sykdomsprogresjon ved uavhengig replikasjon i separate kohorter. Etterforskerne antar at kvantitative CT-markører vil forutsi sykdomsprogresjon i UVA/Chicago-kohorter. Baseline og påfølgende CT-skanninger har blitt samlet inn frivillig i mange PFF-PR tilfeller. Etterforskerne foreslår innsamling av 1-årige HRCT-er hos UVA/Chicago-deltakere for å evaluere: a) den prognostiske verdien av baseline kvantitativ CT og radiomiske markører (dvs. DTA) ved å forutsi tid til progresjon definert som enten 10 % relativ nedgang i FVC, lungetransplantasjon eller død av en hvilken som helst årsak, b) assosiasjoner mellom endringer i CT-biomarkører på sekvensiell CT og endringer i 1-års FVC og DLCO, og c) endring i CT forbundet med medikamentell behandling. Dette målet vil etablere den relative og synergistiske verdien av CT til etablerte fysiologiske markører.

Mål 2: Etterforskerne vil avgjøre om genetiske kandidatvarianter for IPF-følsomhet og overlevelse er assosiert med DTA-skåren og forbedre prediktiv ytelse for overlevelse. Etterforskerne antar at varianter i MUC5B-, TOLLIP- og Telomere-lengder (TL) vil forbedre DTA-fibrose-scoreassosiasjoner med progresjonsfri overlevelse i IPF. Etterforskerne vil utføre en tverrsnittsanalyse av PFF-PR-tilfeller som sammenligner kvantitative CT- og radiomiske markører ved baseline med og uten "risiko"-genotyper for assosiasjon med alvorlighetsgrad og progresjon (nedgang i FVC over tid). Dette vil finne ut hvilke markører som forbedrer ytelsen til DTA-fibrose-gradsskårene ved å bruke Cox-regresjonsanalyse og nøyaktighetsmålinger fra Mål 1. Funnene vil bli replikert i UVA/Chicago-kohorten og i den potensielle PRECISIONS-kohorten. Dette målet vil etablere den additive verdien av genetiske markører.

Mål 3: Etterforskerne vil vurdere om DTA og radiomiske markører er additive/synergistiske med plasmaprotein og blodtranskriptommarkører for sykdomsprogresjon. Etterforskerne antar at utvalgte protein- og transkriptomiske markører vil vise seg å være additive til DTA-fibrosegrad for prediksjon av progresjonsfri overlevelse, mens andre markører korrelert med DTA ikke vil. Etterforskerne har valgt publiserte markører fra en 4-protein panelsignatur, sammen med CCL18, som eksempler, gitt deres nåværende replikasjonsnivå og løfte. Etterforskerne vil også inkludere en 25-geners FVC-prediktor for sykdomsprogresjon. Lignende analyser, som skissert i mål 1 og 2, vil bestemme deres additive informasjonsverdi.