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基于MCM2表达客观评估预测神经母细胞瘤存活率的风险模型

2023-02-28
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异常的MCM表达与肿瘤发生有关。本研究使用免疫组化和定量分析技术计算130例神经母细胞瘤患者的MCM2/5/6的表达水平,并基于MCM2表达、年龄和国际神经母细胞瘤分期系统(INSS)使用LASSO在TARGET数据集的150例数据上构建风险评分模型,在130例的广州妇女儿童医疗中心(GWCMC)验证集上的结果显示:高风险评分的病例预后表现明显较差。经过多因素变量分析后,风险模型仍然是TARGET数据集生存(总生存[OS]: 风险比[HR] 2.3, 95%可信区间[CI] 1.4-4.0;无事件生存[EFS]: HR 1.8, 95% CI 1.1-3.3.1)和验证集OS(HR8.3, 95% CI 1.6-44.5)的独立因素。

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神经母细胞瘤(NB)是一种胚胎性肿瘤,起源于神经外胚层,约占儿童所有癌症相关死亡率的15%。NB的异质性特征通常表现为不同的临床表现和病程,从自发性消退到危及生命的转移进展,甚至在相同的临床阶段和强化治疗的应用阶段。此外,NB在诊断时发生转移性疾病的频率非常高。尽管在临床中实施了多种方式的抗癌疗法,结合手术联合化疗、放疗,以及基于抗二角神经节苷(GD2)单克隆抗体(mAb)的免疫疗法,NB的整体存活率仍然非常低,特别是对于与复发/转移相关的临床因素和肿瘤生物学定义的高危疾病的NB患者,5年生存率较低,约为50%。迄今为止,目前的风险分类受到时空异质性的限制,迫切需要最佳的生物标志物。因此,确定可靠的生物标志物来优化预后和告知未来的治疗策略是势在必行的。

MCM在DNA复制的起始过程中起着重要的作用,并且MCMs只在细胞周期中表达,因此被认为是有用的增殖标志物。在许多人类癌症中都可以观察到MCM表达的异常,例如,口腔鳞状细胞癌和宫颈癌患者的MCM2表达增加。此外,MCM4和MCM7是比Ki-67治疗食管癌和癌前病变的更好的生物标志物。另一项研究表明,MCM7表达异常可能促进肿瘤的形成、进展和恶性转化。

然而,关于MCM对NB患者预后价值的研究却很少。因此,本研究使用TARGET数据集构建了一个预后风险模型,并使用GWCMC数据集对其进行验证,在130例NB患者的大样本中,基于数字病理和定量分析技术分析MCM2/5/6的表达,以评估NB患者的OS和EFS。本研究探索了预后风险模型和ESTIMATE中基质score和免疫score的关系,这为开发一种能够预测风险的模型提供了更多的信息,并为靶向免疫治疗提供新的线索。

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—  MCM定量分析模块  —

本研究开发了一种MCM2/5/6的自动计数算法,可以分析每张数字切片中有效区面积、阴性和阳性细胞数等定量指标,算法流程图如图1所示。

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—  各类标志物的预后价值  —

在目标数据集中,MCM2/5/6的高表达与较高的死亡风险相关。尽管仅在MCM2和MCM6高表达的NB患者中的EFS中发现了类似的结果(图2D和2F),在广州妇女儿童医疗中心(GWCMC)数据集中,MCM2的高表达仅与较低的OS相关(图3A)。

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—  MCM2、年龄和INSS的联合预后影响  —

为了建立一个更敏感的模型来预测NB的预后,本研究使用LASSO Cox回归算法构建了一个与OS显著相关的预后评分模型。然后使用包括MCM2、年龄和INSS的公式计算每个患者的风险评分,其回归系数加权如下:风险评分=(2.2814 × MCM2阳性表达百分比)+(1.0258×年龄)+(2.465 x INSS)

基于MCM2的风险模型对OS的预后价值明显优于单独的INSS(图4A)。同时,基于MCM2的风险模型对3年或5年OS概率的校准图显示,该模型的预测与TARGET数据集和GWCMC数据集的实际观测结果分别具有最优的一致性(图5)。这表明基于MCM2的预后模型可能为预测NB患者的OS提供更多的生物学信息。
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本研究基于TARGET数据集和自主构建的数据集,证实了MCM2/5/6表达的预后作用,并进一步开发了基于MCM2的风险模型,以评估患者的生存期,其结果优于INSS和年龄。这种基于MCM2的风险模型突出了MCM2的作用,是将来优化NB患者临床决策的一种有效工具。