定量超聲影像組學預測乳腺癌新輔助化療療效并指導個性化治療的隨機II期臨床試驗結果

《npj Precision Oncology》：Quantitative ultrasound imaging for predicting response and guiding personalized neoadjuvant chemotherapy in breast cancer: randomized phase 2 clinical trial results

【字體： 大 中 小 】 時間：2025年12月05日 來源：npj Precision Oncology 8

　　

在乳腺癌治療領域，新輔助化療已成為局部晚期和不可手術乳腺癌的標準治療方案，特別是對于人類表皮生長因子受體2(HER2)陽性和三陰性乳腺癌患者。傳統療效評估方法存在明顯局限性——醫生需要等待多個化療周期甚至完成全部治療后，通過手術標本的病理檢查才能確認治療效果。這種延遲判斷導致非響應患者不得不承受無效化療的毒副作用，錯失及時調整治療方案的最佳時機。

為解決這一臨床難題，加拿大Sunnybrook健康科學中心的研究團隊開展了一項創新性研究，探索利用定量超聲技術實現早期療效預測的可能性。該研究成果發表于《npj Precision Oncology》，為乳腺癌精準醫療提供了新的技術路徑。

技術方法概述

本研究采用前瞻性隨機對照試驗設計，納入120例II-III期乳腺癌患者。研究人員使用臨床超聲系統采集腫瘤射頻數據，通過定量超聲參數（包括Mid-band fit(MBF)、Spectral slope(SS)、Spectral intercept(SI)、Average acoustic concentration(AAC)和Average scatterer diameter(ASD)）量化腫瘤微結構變化。基于支持向量機-徑向基函數(SVM-RBF)算法構建預測模型，在治療第4周對患者進行響應分類。

研究結果

患者特征與響應分布

2018年6月至2023年9月期間，研究共納入120例合格患者，隨機分為標準組(57例)和實驗組(63例)。兩組基線特征均衡，中位年齡均為50歲，最常見分子亞型為雌激素受體(ER)/孕激素受體(PR)陽性HER2陰性（標準組56.1%，實驗組46%）。最終病理響應率分別為93.0%（標準組）和96.8%（實驗組）。

預測模型性能

QUS影像組學模型在治療第4周展現出卓越的預測能力，總體準確率達到92%，靈敏度93%，特異度83%，陽性預測值高達99%。模型基于四個關鍵紋理特征（△SS-con、△SI-ene、△SI-hom和△ASD-cor）進行判斷，這些特征分別反映了散射體大小異質性、散射體濃度變異性和散射體大小均勻性的變化。

個性化治療指導價值

實驗組中，8例患者被預測為非響應者，其中4例（50%）根據預測結果調整了治療方案。調整策略包括提前從阿霉素-環磷酰胺(AC)方案轉向紫杉醇(T)治療，或提前進行手術切除。值得注意的是，這些治療調整均未預先設定，完全由臨床醫生根據QUS預測報告自主決定。

與傳統影像比較優勢

研究發現，QUS參數變化比腫瘤大小改變更早預測治療響應。治療第4周時，QUS類別分數在響應組與非響應組間已存在顯著差異（p=0.00425），而同期腫瘤大小變化尚無統計學意義（p=0.0977）。這表明QUS能夠檢測到先于形態學改變的腫瘤微環境變化。

模型局限性分析

研究也揭示了當前模型的局限性。由于大多數患者對化療敏感（響應率達95%），模型在識別非響應者方面訓練不足，導致陰性預測值較低（38%）。多數誤分類患者存在特殊腫瘤特征，如腫瘤壞死、黏液性特征或弱響應（腫瘤縮小不足30%或細胞性降至5%以下但未達尺寸標準）。

結論與展望

這項II期隨機對照試驗證實，基于定量超聲的影像組學方法能夠在新輔助化療早期準確預測治療響應，為個性化治療調整提供客觀依據。與正電子發射斷層掃描(PET)等傳統功能影像技術相比，QUS具有成本低、便攜性好、無輻射暴露等優勢，更易在臨床推廣。

未來研究方向包括擴大樣本量以優化模型性能，特別是提高對非響應者的識別能力；開發能夠區分完全緩解與部分緩解的精細預測模型；以及開展多中心驗證確保結果的普遍適用性。這項技術有望重塑乳腺癌新輔助治療范式，實現真正意義上的動態治療個性化。