Искусственный интеллект в помощь немелкоклеточному раку легкого: оценка биологии рака и реакции на лечение с помощью визуализации (SALMON)

Рак легких является ведущей причиной смерти от рака во всем мире, на его долю в 2018 году пришлось около 2,1 миллиона смертей. Около 80-85% случаев рака легкого составляют НМРЛ. Основными подтипами НМРЛ являются аденокарцинома, плоскоклеточный рак и крупноклеточный рак. Эти подтипы, которые начинаются из разных типов клеток легких, сгруппированы вместе как НМРЛ. По этим причинам выбор NSCLC для этого исследования является наиболее важным, поскольку существует четкая социальная нагрузка / клиническая потребность, которые будут решаться в SALMON.

Существует острая необходимость в раскрытии генетического и молекулярного состава опухолей, поскольку эта информация ускорит разработку более эффективных методов лечения рака. Поскольку опухоли различаются по своему биологическому составу, лечение теперь часто может быть адаптировано к конкретным пациентам в рамках стратегии, называемой персонализированной медициной. Немелкоклеточный рак легкого прекрасно иллюстрирует эту парадигму с помощью методов лечения, направленных либо на четко определенные пути онкогенеза (мутации рецептора эпидермального фактора роста (EGFR), генные перестройки киназы анапластической лимфомы (ALK) и рецептора тирозинкиназы 1 (ROS1), либо на ген B-быстроускоренной фибросаркомы ( мутации BRAF), а для так называемого НМРЛ «дикого типа» — иммунотерапию (с химиотерапией или без нее). Недавнее развитие различных видов иммунотерапии привело к многообещающим достижениям в лечении пациентов с НМРЛ на поздних стадиях или с метастазами.

Медицинская визуализация играет ключевую роль в оценке опухолей, включая рак легких, поскольку она обеспечивает неинвазивные функции для идентификации, характеристики и определения стадии локальной опухоли и ее общего метастатического бремени. Информация, предоставляемая визуализацией, может быть улучшена с помощью тщательного анализа изображений после обработки, при этом «радиомика» является наиболее сложным инструментом для количественной визуализации. С помощью радиомики полученные данные визуализации можно связать с конкретными биологическими свойствами опухоли, полученными либо из ткани, либо из жидкой биопсии. Однако на сегодняшний день знания об этом фрагментарны.

Первой целью этого исследования является создание атласа радиомики (rATLAS), который обеспечивает более широкую связь между биологическими дескрипторами и особенностями медицинской визуализации при НМРЛ, чтобы в конечном итоге идентифицировать онкологические пути с помощью медицинских изображений и количественно оценить общую нагрузку конкретных маркеров для таргетной терапии. В частности, визуализирующие биомаркеры, которые могут прогнозировать иммуночувствительность и более точно предсказывать прогноз, чем существующие, будут оцениваться на медицинских изображениях и сравниваться с тканевыми и жидкими биоптатами.

Помимо диагностики и определения стадии НМРЛ, визуализация также играет ключевую роль в оценке последующего наблюдения за пациентом, представляя собой золотой стандарт для оценки ответа на терапию. Однако оценка медицинских изображений поддается интерпретации рентгенологом, и в последние десятилетия было предпринято много попыток решить эту проблему. RECIST — это одномерная мера (самый короткий/самый длинный диаметр в плоскости измерения), созданная в 2000 г., обновленная в 2009 г. (RECIST 1.1), с завершенным ответвлением для иммунотерапии в 2017 г. (iRECIST). RECIST во всех его различных вариантах используется для оценки того, прогрессирует ли опухоль у онкологических больных, регрессирует ли она или не изменилась до и после какого-либо события, такого как терапия. Критерии RECIST признаны как в ЕС, так и в США. Несмотря на то, что это международная попытка преодолеть субъективную оценку реакции опухоли на лечение рака, погрешности измерений остаются, поскольку они основаны на оценках человека. В 1976 году Мёртель и Хэнли признали, что «кульминация большинства экспериментальных терапевтических испытаний солидных опухолей происходит, когда [врач] прикладывает линейку или штангенциркуль к уплотнению и пытается оценить его размер», и с этим измерением приходит неизбежный компонент человеческой ошибка. В 2021 году эта проблема все еще присутствует в клинической практике, но в последние годы искусственный интеллект (ИИ) продемонстрировал значительный прогресс в задачах распознавания изображений в исследованиях.

Таким образом, исследователи предлагают устранить недостатки, связанные с погрешностью измерений, с помощью второй цели нашего исследования, которая сосредоточена на проверке нового автоматизированного рабочего процесса RECIST (aRECIST) для оценки ответа на терапию.

Подписанная и датированная форма информированного согласия будет получена от каждого пациента до проведения любых процедур скрининга. Участники будут перспективно зачислены только в rATLAS, как в rATLAS, так и в aRECIST, или будут рассматриваться как не прошедшие скрининг. В случае регистрации будет присвоен уникальный номер субъекта для конкретного исследования, будет подписана форма информированного согласия, и будут включены следующие оценки:

Следующие данные будут получены для каждого участника из медицинских файлов и записей:

• Демографические данные (возраст, пол, раса, страна);
• Антропометрические данные (вес в кг, рост в см, индекс массы тела (ИМТ) в кг/м^2);
• Медицинский анамнез (сопутствующие заболевания, онкологический анамнез, хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ), интерстициальное заболевание легких (ИЗЛ), заболевания легочных сосудов, анамнез, связанный с НМРЛ);
• Употребление психоактивных веществ (сигареты/электронные сигареты/алкоголь), продолжительность и доза/частота [курение обязательно, другие по желанию];
• сопутствующее лечение, связанное только с иммунотерапией, химиотерапией, лучевой терапией и таргетной терапией (подтип, название препарата, линия лечения (первая/вторая/третья линия), причина прекращения лечения (завершенный режим/полный ответ/прогрессирование заболевания/токсичность/другое);
• статус эффективности Восточной кооперативной онкологической группы (ECOG) (от 0 до 5);
• гистологический диагноз (аденокарцинома, плоскоклеточный рак, крупноклеточный рак, аденоплоскоклеточный рак, др.);
• Лабораторные данные: гематология (гемоглобин, гематокрит, лейкоциты, нейтрофилы, эозинофилы, базофилы, лимфоциты, моноциты, тромбоциты) и биохимия (натрий, бикарбонаты, хлориды, кальций, альбумин, магний, фосфаты, азот мочевины крови, белок, мочевина, калий, креатинин, расчетная скорость клубочковой фильтрации, билирубин, прямой билирубин, аспартатаминотрансфераза (АСТ), аланинаминотрансфераза (АЛТ), щелочная фосфатаза, лактатдегидрогеназа (ЛДГ), раково-эмбриональный антиген (СЕА), плоскоклеточный рак (ПКР)).

На основании клинического осмотра и визуализации (и отчета о междисциплинарном обсуждении, если таковой имеется) для каждого участника будут записаны следующие данные: Клиническая стадия опухоли (cTNM) при первоначальном диагнозе.

В отделении рентгенологии для каждого участника будут записаны следующие данные: данные компьютерной томографии (КТ), уже выполненные на месте в соответствии со стандартом медицинской помощи (SoC), будут псевдоанонимизированы и отправлены на центральный считыватель вместе с позитронно-эмиссионной томографией. (ПЭТ)/КТ и магнитно-резонансная томография (МРТ) головного мозга, полученные для каждой стадии пациента, если они доступны.

Затем, в зависимости от группы (aRECIST или rATLAS), также будут рассмотрены следующие шаги:

rATLAS: диагностические образцы биопсии ткани (в идеале 1 блок или 25 предметных стекол — минимум 10 предметных стекол), выполненные в участвующем центре в соответствии со стандартом медицинской помощи, будут отправлены в центральную лабораторию для тестирования на онкогенные биомаркеры. После этого исходного визита все участники rATLAS могут начать лечение в соответствии с SoC. Исследование rATLAS заканчивается после исходного уровня и визита для включения в исследование.

aRECIST: Будет получена жидкая биопсия (образец крови, 1 пробирка 10 мл) и отправлена ​​в течение 2 дней в центральную лабораторию для тестирования онкогенных биомаркеров. Чтобы не влиять на принятие терапевтических решений, результаты биомаркеров будут переданы в центры только после того, как будет принято решение о терапии НМРЛ. Диагностические образцы биопсии ткани, которые были получены для ATLAS (в идеале 1 блок или 25 предметных стекол — минимум 10 предметных стекол), выполненные в участвующем центре в соответствии со стандартом медицинской помощи, будут отправлены в центральную лабораторию для тестирования онкогенетических биомаркеров. В тех случаях, когда стандартная биопсия ткани не может быть получена, тонкоигольная биопсия и клетки, полученные в соответствии с SoC путем тонкоигольной аспирации, могут быть проанализированы и отправлены в центральную лабораторию в соответствии со специальными процедурами. Для анализа должно быть достаточно материала, иначе генетическое тестирование будет невозможно.

После исходного уровня все участники группы aRECIST будут проходить стандартную химиотерапию и/или иммунотерапию и будут находиться под наблюдением в течение максимум 2 лет для изучения возможного ответа на лечение (ручной местный и центральный и автоматический RECIST) с помощью параметров визуализации и жидкостной биопсии. Этим участникам необходимо будет вернуться в клинику для жидкостной биопсии (2 пробирки по 10 мл) через 3, 6, 12 и 24 месяца в течение 5 дней (до или после) после их последующей визуализации в соответствии с SoC. Именно персонал учреждения будет нести ответственность за предоставление копии всех соответствующих КТ-сканирований после лечения (и ПЭТ/КТ-сканирования, если таковые имеются), сделанных в соответствии с SoC, вместе с местной оценкой RECIST, информацией о лечении НМРЛ (класс, доза, продолжительность) и явления, связанные с НМРЛ. Данные будут собираться в определенные моменты времени в соответствии со стандартом лечения (приблизительно через 3, 6, 12 и 24 месяца). Участие участника в aRECIST прекращается через 2 года после исходного уровня или ранее в случае смерти или любого события, которое, по мнению исследователя, требует досрочного прекращения.

В частности, сотрудники центра будут нести ответственность за предоставление жидкой биопсии (2 пробирки по 10 мл каждая) и обмен следующими данными на 3 (посещение 1), 6 (посещение 2), 12 (посещение 3) и 24 (посещение 4). ) месяцы):

• Копия всех соответствующих КТ-сканирований после лечения и ПЭТ/КТ-сканов, если они доступны, согласно SoC.
• Подробное описание получения КТ для каждого участника, включая характеристики введения контрастного вещества.
• Локальное чтение ответа на лечение с использованием критериев RECIST 1.1 (ручное локальное чтение), а также время, необходимое для оценки каждого участника,
• Жидкая биопсия (2 пробирки по 10 мл каждая) в течение 5 дней после компьютерной томографии, выполненной для последующего наблюдения участников.
• Информация о лечении НМРЛ (класс, доза, продолжительность, конкретные сроки)
• События, связанные с НМРЛ.

Любой участник rATLAS считается завершившим исследование после проведения исходного исходного визита (день 0), за исключением тех, кто также участвует в aRECIST. Участники aRECIST считаются завершившими исследование после 2-летнего периода наблюдения или ранее в случае смерти или любого события, которое, по мнению исследователя, требует досрочного прекращения.