帮助癌症患者避免过度辐射

凯斯西储大学领导的科学家团队已经使用人工智能(AI)来确定哪些头颈部癌症患者可以从减少放疗和化疗等治疗强度中受益。

研究人员使用的人工智能工具与他们在过去十年中在凯斯西储计算成像和个人诊断中心(CCIpD)开发的工具相似。

在这个案例中，他们要求计算机分析组织样本的数字化图像，这些样本取自六个医院系统中439名患有一种头颈部癌症的患者，这种癌症被称为人类乳头瘤病毒(HpV)相关的口咽鳞状细胞癌(OpCSCC)。

计算机程序成功地识别出了一组患者，他们可能受益于显著减少的放射治疗剂量。

虽然这种分析是回溯性的——也就是说，计算机分析来自病人的数据，在这些数据中，最终结果是已知的——研究人员说，他们的下一步可能是在临床试验中测试其准确性。

他们的研究最近发表在《国家癌症研究所杂志》上。

这项工作由CCIpD主任Anant Madabhushi领导，他是凯斯工程学院的Donnell研究所生物医学工程教授，以及Germán Corredor prada, CCIpD实验室的研究助理。

尽管大多数人乳头瘤病毒驱动的癌症患者仍然会从积极治疗中受益——还有那些癌症与病毒无关的患者——研究人员说，他们的研究揭示了一个重要的群体正在接受比他们需要的更积极的治疗来获得良好的结果。

研究人员说，临床医生不能简单地从单纯的组织扫描中做出区分。因此，几乎所有这些癌症患者——无论是否由hpv引起——都接受了一个完整的化疗和放疗疗程。

Madabhushi说:“我们对许多病人进行了过度的化疗和放疗，而他们并不需要这些，因为我们没有办法找出哪些病人会从降级中受益。”“我们现在说的是，我们现在这么做了——有一天，医生可以调整我们护理病人的方式，而不仅仅是给每一个走进来的人标准的高剂量辐射。”

Madabhushi说，对这些患者来说，减少辐射也可以帮助减轻“辐射治疗的毒性”，这意味着他们可以经历更少的副作用，如口干、吞咽功能障碍和味觉变化。

克利夫兰诊所头颈部和皮肤癌放射治疗主任、该研究的合作者Shlomo Koyfman说:“已经有正在进行的国家临床试验，研究如何降低HpV阳性口咽癌患者的放射治疗和化疗强度。”“然而，正确地选择理想的患者进行这种治疗减少一直是一个挑战。这种成像分类器可以帮助我们更好地为这些新的治疗模式选择患者。”

10所院校合作

Corredor说，其他研究人员已经在测试降低治疗强度是否能使一些患者受益。但他说，这项新研究如果在人体试验中得到验证，可以为医生提供一个工具，让他们更好地决定谁应该接受化疗或放射治疗。

Corredor说:“也许我们可以减少一些人的治疗强度，给他们更好的生活质量，因为化疗和放疗通常有非常强烈的副作用。”

另外还有20多名科学家参与了这项研究，其中包括来自凯斯西部保护区的6名科学家。

“很长一段时间以来，我们一直能够用显微镜观察患者的肿瘤，但现在，有了这项技术，我们可以从形态学中提取有意义的信息，对预后和预测有帮助。”范德比尔特大学医学中心病理学、微生物学和免疫学教授、研究合作者小詹姆斯·刘易斯说。

还有来自克利夫兰和旧金山退伍军人事务(VA)医疗中心的科学家和医生;贝勒医学院;南加州永久医疗集团;德克萨斯大学西南医学中心;加州大学圣地亚哥分校;圣路易斯的华盛顿大学。

HpV

根据世界卫生组织(World Health Organization)的数据，头颈部癌症每年共发生50多万例病例，导致30万人死亡，成为全球第六大癌症。

HpV是最常见的性传播感染(STI)， 2018年感染了约4300万人，根据疾病控制中心的数据此外，HpV约占美国口咽癌病例的75%。

由Case Western reserve领导的研究小组从常规数字化病理切片中分离出的影像生物标志物，将揭示hpv相关的癌症患者，这些患者可以避免更严厉的治疗，而是接受低剂量的辐射或根本不接受辐射。

Corredor说，该系统能够准确地定义“癌细胞周围淋巴细胞的空间排列或结构”。淋巴细胞是白细胞的一种，是免疫系统的一部分，它攻击入侵的细菌、病毒和毒素。

这项新工作也建立在CCIpD之前的研究基础上，该研究开发了用于头颈部癌症风险分层和预后预测的新型成像生物标志物，今年早些时候发表了一篇论文的 临床调查杂志 另一个在杂志上在肿瘤领域．