小细胞肺癌(Small cell lung cancer,SCLC)约占全部肺癌患者的15%,但其具有侵袭性强且易转移的特性,导致患者临床预后极差,中位生存期不足10个月,5年平均生存率只有3%左右。目前个性化精准医学方案较少惠及SCLC患者,传统放化疗药物依然是临床不可或缺的治疗策略。然而,部分SCLC患者对依托泊苷联合卡铂或顺铂初发耐药,这些患者在接受标准一线治疗方案后病情可能加速恶化。因此,通过分子检验手段主动甄别化疗耐药患者并开展分层管理,对延长患者生存期具有重要意义。
面对该伴随诊断技术需求,金沙娱场城61665携手上海瑞金医院、上海长海医院开展科研攻关,依托于金沙娱场城61665AllNGS™ Panel-315一站式检测平台产品,借助人工智能机器学习随机森林联合支持向量机分类器算法分析,成功证实SDH基因家族突变状态对中国人群SCLC患者的化疗预后具有预测价值。相关研究成果“SDH mutations, as potential predictor of chemotherapy prognosis in small cell lung cancer patients”发表于SCI杂志Discover Oncology(DOI: 10.1007/s12672-023-00685-4)。上海瑞金医院呼吸与危重症科项轶主任、上海长海医院呼吸与危重症医学科董宇超主任担任本论文通讯作者,金沙娱场城61665张道允博士与巩子英博士为共同通讯作者1。
本研究排除了病理诊断非SCLC、非局限性恶性肿瘤既往史的患者群体后,共回顾性纳入了78名接受4-6个周期的一线标准依托泊苷联合卡铂或顺铂治疗方案的SCLC患者。所有入组患者均提供了质量合格的石蜡包被肿瘤组织样本,并使用金沙娱场城61665AllNGS™ Panel-315产品开展了液相杂交捕获测序。随后,依据患者总生存期(Overall Survival,OS)是否达到10个月,将患者队列进一步分为预后好组(OS≥10)与预后差组(OS <10)。初步针对预后好队列与预后差队列患者每个基因的突变数进行了聚类分析,结果并未观察到基因突变丰度与患者化疗预后间存在统计学显著的相关性或预测特征。
为了进一步深入挖掘两个队列间可能存在的潜在分层特征,本研究对预后好组与预后差组患者间的所有基因突变使用随机森林(Random forest,RF)分类器进行了筛选,并按照突变对分组的贡献度进行了排序。选取贡献度最高的前20个突变特征进行后续分析,发现相较于预后好组,预后差组中这些突变出现的频率更高,并且使用支持向量机(Support vector machine,SVM)算法针对这20个基因建立的预后预测模型能够很好的评估SCLC患者化疗响应几率(AUC=0.89)。
有趣的是,所选的20个基因中,SDH家族和其它6个基因在预后差组患者中突变频率明显高于预后好组患者,且差异具有统计学显著性。其中,携带SDH家族、PDCD1LG2或STAT3基因突变的患者,其OS明显短于非携带者。
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