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新技术可预测一次治疗后的化疗效果

虽然乳腺癌的早期检测至关重要,但在手术前对新辅助化疗治疗效果的早期预测也可能为改变治疗并对患者的生活质量产生重大影响提供机会之窗。

圣路易斯华盛顿大学的一个跨学科研究小组发现,在患者第一次术前新辅助化疗后,结合来自肿瘤生物标志物、超声和超声引导的弥散光学断层扫描 (DOT) 的数据提供了高度准确的预测肿瘤对治疗的反应如何。华盛顿大学医学院和巴恩斯犹太医院的一项临床试验结果于2021 年 5 月 10 日在线发表在乳腺癌研究与治疗杂志上。

McKelvey 工程学院生物医学工程和医学院放射学教授 Quing Zhu 带领工程师和放射科医师团队在为期三年的临床试验中参与了包括三阴性乳腺癌在内的各种类型乳腺癌患者的临床试验。癌症、人表皮生长因子受体 2 (HER2+) 和雌激素受体阳性/人表皮生长因子 2 阴性 (ER+/​​HER2-)。朱说,通过在新辅助化疗的第一个周期后进行成像,根据所使用的治疗方案类型,时间从两到三周不等。基于肿瘤生物标志物和成像参数的预测模型可以预测癌症的反应情况。

“我们发现肿瘤生物标志物和近红外和超声成像参数一起将是最好的早期预测因子,可以为我们提供 0.94 的接收操作曲线下面积或 AUC,”联合超声和近红外成像的先驱朱说。 - 用于癌症诊断和治疗评估的红外成像方式。“如果我们将成像扩展到新辅助治疗的第 3 周期结束,即六个月治疗期的 1 1/2 到两个月,预测可以达到 AUC 0.97,这是有关监测新辅助化疗治疗反应的文献中最好的。 ”

在该研究中,38 名乳腺癌女性患者在开始新辅助化疗前、前三个治疗周期结束时和手术前接受了超声和超声引导的 DOT。DOT 系统由一个 10 厘米的手持探头和一个在朱的实验室开发的近红外系统组成,该系统可以在不到 4 秒的时间内从 9 个来源和 14 个探测器的乳房中无创地获取数据。

“在这项技术中,近红外光被传送到乳房组织并被肿瘤吸收,”朱说。“如果没有肿瘤,反射回乳房组织表面的光线会更强。使用断层扫描图像重建算法,可以重建肿瘤吸收图,并且可以从吸收图计算总血红蛋白浓度多个光波长,总血红蛋白浓度与肿瘤血管直接相关,这项技术非常灵敏,光穿透深度可以达到4厘米到5厘米,但分辨率较低,所以我们将其与超声波耦合以提高分辨率。 ”

朱说,通过这种双模态组合,研究人员可以确定肿瘤的脉管系统或血管网络是否在减少,肿瘤大小是否在缩小,这预示着良好的治疗反应。否则,肿瘤可能对治疗没有反应,医生可能会考虑早期手术或更改为不同的治疗方案以改善患者的治疗结果。

展望未来,朱希望将 DOT 系统做得更小,以便它可以在输液诊所的患者床边使用。最终,她希望将其与现有的紧凑且低成本的超声机器集成,以提供双模态成像评估。她正在与大学的技术管理办公室合作,将该技术商业化,该技术正在申请美国专利。

“我们可以在治疗前和早期治疗周期对患者进行成像,以帮助医生确定哪些人有反应,哪些人没有反应,”她说。“如果我们能尽早做出决定,我们就不必继续给患者服用有毒的化疗药物,并在治疗结束时发现肿瘤对药物没有反应。”

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