人工智能助力非小细胞肺癌：通过成像测量癌症生物学和治疗反应 (SALMON)

肺癌是全球癌症相关死亡的主要原因，2018 年估计有 210 万人死亡。 大约 80%-85% 的肺癌是 NSCLC。 NSCLC的主要亚型是腺癌、鳞状细胞癌和大细胞癌。 这些亚型起源于不同类型的肺细胞，被归类为 NSCLC。 由于这些原因，为该试验选择 NSCLC 是最相关的，因为 SALMON 将解决明确的社会负担/临床需求。

迫切需要揭示肿瘤的遗传和分子组成，因为这些信息将加速更有效的癌症疗法的开发。 由于肿瘤的生物构成不同，现在通常可以根据个体患者的情况量身定制治疗方法，这种策略被称为个性化医疗。 NSCLC 完美地说明了这一范例，治疗要么针对明确定义的致癌途径（表皮生长因子受体 (EGFR) 突变、间变性淋巴瘤激酶 (ALK) 和受体酪氨酸激酶 1 (ROS1) 基因重排、B-快速加速纤维肉瘤基因 ( BRAF) 突变），对于所谓的“野生型”NSCLC，免疫疗法（有或没有化疗）。 不同类型免疫疗法的最新发展已使晚期或转移性疾病 NSCLC 患者的治疗取得了可喜的进展。

医学成像在评估肿瘤（包括肺癌）中起着关键作用，因为它提供了非侵入性的特征来识别、表征和分期局部肿瘤及其整体转移负荷。 通过对图像进行彻底的后处理分析，成像提供的信息仍然可以得到改善，“放射组学”是定量成像最复杂的工具。 通过放射组学，获得的成像数据可以与从组织或液体活检中获得的肿瘤的特定生物学特性相关联。 然而，迄今为止，这方面的知识是零散的。

该试验的第一个目标是生成放射组学图谱 (rATLAS)，在 NSCLC 的生物学描述符和医学影像特征之间提供更广泛的联系，最终通过医学图像识别肿瘤通路，并量化靶向治疗的特定标志物的总体负担。 特别是，可以预测免疫敏感性并比现有的更准确地预测预后的成像生物标志物将在医学图像上进行评估，并与组织和液体活检进行比较。

除了NSCLC的诊断和分期，影像学在患者随访评估中也起着关键作用，是评估治疗反应的金标准。 然而，医学图像的评估服从于放射科医生的解释，并且在过去的几十年中已经进行了许多尝试来面对这个问题。 RECIST 是 2000 年创建的一维测量（测量平面中的最短/最长直径），2009 年更新（RECIST 1.1），免疫治疗的分支于 2017 年完成（iRECIST）。 RECIST 以其所有不同的倾斜度，用于评估癌症患者的肿瘤在某些事件（例如治疗）前后是否正在进展、消退或没有变化。 RECIST 标准在欧盟和美国均得到认可。 尽管代表了克服肿瘤对癌症治疗反应的主观评估的国际尝试，但测量的偏差仍然存在，因为它依赖于人类评估。 1976 年，Moertel 和 Hanley 承认，“当 [医生] 将尺子或卡尺放在肿块上并试图估计其大小时，大多数实体瘤实验性治疗试验都会达到顶点”错误。 到 2021 年，这个问题仍然存在于临床实践中，但在过去几年中，人工智能 (AI) 在研究图像识别任务方面取得了显着进展。

因此，研究人员建议通过我们试验的第二个目标来消除测量偏差的缺点，该试验的重点是验证用于评估治疗反应的新的自动化 RECIST (aRECIST) 工作流程。

在进行任何筛查程序之前，将从每位患者那里获得一份签名并注明日期的知情同意书。 参与者将被前瞻性地注册到 rATLAS，同时注册到 rATLAS 和 aRECIST，或被视为筛选失败。 如果注册，则应分配一个独特的研究特定主题编号，将签署知情同意书，并将包括以下评估：

将从医疗档案和记录中获取每位参与者的以下数据：

• 人口统计数据（年龄、性别、种族、国家）；
• 人体测量数据（以 kg 为单位的体重、以 cm 为单位的身高、以 kg/m^2 为单位的体重指数 (BMI)）；
• 病史（合并症、肿瘤相关病史、慢性阻塞性肺病 (COPD)、间质性肺病 (ILD)、肺血管疾病、NSCLC 相关病史）；
• 物质使用（香烟/电子烟/酒精）、持续时间和剂量/频率[需要吸烟，其他可选]；
• 仅与免疫治疗、化疗、放疗和靶向治疗相关的伴随治疗（亚型、药物名称、治疗线（一线/二线/三线）、停药原因（完成方案/完成反应/疾病进展/毒性/其他）；
• 东部肿瘤合作组 (ECOG) 表现状态（0 至 5）；
• 组织学诊断（腺癌、鳞状细胞癌、大细胞癌、腺鳞状细胞癌、其他）；
• 实验室数据：血液学（血红蛋白、血细胞比容、白细胞、中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、淋巴细胞、单核细胞、血小板）和化学（钠、碳酸氢盐、氯化物、钙、白蛋白、镁、磷酸盐、血尿素氮、蛋白质、尿素、钾、肌酐、估计肾小球滤过率、胆红素、直接胆红素、天冬氨酸氨基转移酶 (AST)、丙氨酸氨基转移酶 (ALT)、碱性磷酸酶、乳酸脱氢酶 (LDH)、癌胚抗原 (CEA)、鳞状细胞癌 (SCC)）。

根据临床检查和影像学（以及多学科讨论报告，如果可用），将记录每位参与者的以下数据： 初步诊断时的临床肿瘤分期 (cTNM)。

放射科将为每个参与者记录以下数据： 已在现场按照护理标准 (SoC) 执行的分期计算机断层扫描 (CT) 扫描数据将进行伪匿名处理，并连同正电子发射断层扫描一起发送给中央读取器(PET)/CT 和脑磁共振成像 (MRI) 扫描，根据患者分期获得（如果可用）。

然后，根据组（aRECIST 或 rATLAS），还将考虑以下步骤：

rATLAS：根据护理标准在参与地点进行的组织活检诊断样本（最好是 1 个块或 25 张幻灯片 - 最低要求：10 张幻灯片）将被运送到中心实验室进行致癌生物标志物测试。 在此基线访问之后，rATLAS 的所有参与者都可以根据 SoC 开始他们的治疗。 rATLAS 研究在此基线和注册访问后结束。

aRECIST：将获得液体活检（血样，1 管 10 毫升）并在 2 天内运送到中心实验室进行致癌生物标志物检测。 为了不影响治疗决策，只有在做出有关 NSCLC 治疗的决定后，生物标志物结果才会与网站共享。 根据护理标准在参与地点进行的 ATLAS 组织活检诊断样本（最好是 1 个块或 25 张幻灯片 - 最少需要：10 张幻灯片）将被运送到中心实验室进行致癌生物标志物测试。 在无法获得标准组织活检的情况下，可以分析细针活检和通过细针穿刺获得的每个 SoC 的细胞，并按照特定程序发送到中心实验室。 应该有足够的材料可供分析，否则就无法进行基因检测。

基线后，aRECIST 组的所有参与者将接受标准化疗和/或免疫治疗，并将随访最多 2 年，以通过成像参数和液体活检调查可能的治疗反应（手动局部和中央和自动 RECIST）。 根据 SoC，这些参与者需要在影像学随访的 5 天内（之前或之后）在 3、6、12 和 24 个月时返回诊所进行液体活检（2 管 10 mL）。 现场工作人员将负责提供根据 SoC 拍摄的所有相关治疗后 CT 扫描（和 PET/CT 扫描，如果可用）的副本以及当地 RECIST 评分、NSCLC 治疗信息（类别、剂量、持续时间）和 NSCLC 相关事件。 将根据护理标准（大约在 3、6、12 和 24 个月）在时间点收集数据。 参与者对 aRECIST 的参与将在基线后 2 年或更早结束，以防死亡或研究人员认为需要提前终止的任何事件。

特别是，现场工作人员将负责提供液体活检（2 管，每管 10 毫升）并在 3（访视 1）、6（访视 2）、12（访视 3）和 24（访视 4）共享以下数据) 个月):

• 根据 SoC 获取的所有相关治疗后 CT 扫描的副本 - 以及 PET/CT 扫描（如果有）
• 每个参与者的 CT 采集的详细描述，包括造影剂注射特征
• 使用 RECIST 1.1 标准（手动本地阅读）对治疗反应进行本地阅读，以及评估每个参与者所需的时间，
• 在进行 CT 扫描后 5 天内进行液体活检（2 管，每管 10 毫升）以供参与者跟进
• NSCLC 治疗信息（类别、剂量、持续时间、特定时间范围）
• NSCLC 相关事件。

任何 rATLAS 参与者都被视为在执行初始基线访问（第 0 天）后完成了研究，除了那些也参与 aRECIST 的参与者。 aRECIST 的参与者被视为在 2 年随访期后或更早完成研究，以防死亡或研究者认为需要提前终止的任何事件。