基于肿瘤组织灌注影像学特征的生物标志物制造技术

本发明专利技术涉及肿瘤生物标志物领域，具体涉及基于肿瘤组织灌注影像学特征的生物标志物。本发明专利技术构建了基于肿瘤组织灌注影像学特征的生物标志物OMP，其通过以“剥洋葱”的方式对肿瘤增强影像进行圈层分割，并经特定参数设置的数据分析后得到。本发明专利技术的生物标志物OMP用于免疫相关治疗效果预测，充分体现了肿瘤异质性对肿瘤诊疗的影响，同时具有操作简单、诊断可靠、安全无创、重复性强等优点，可伴随患者随访影像资料动态评估，作为一种新的标志物具有广泛的应用人群，具有较高的临床应用价值。具有较高的临床应用价值。

【技术实现步骤摘要】
基于肿瘤组织灌注影像学特征的生物标志物


[0001]本专利技术涉及肿瘤生物标志物领域，具体涉及基于肿瘤组织灌注影像学特征的生物标志物。

技术介绍

[0002]肿瘤免疫治疗，特别是免疫检查点抑制剂和CAR
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T细胞治疗，的突破性进展为人类治愈恶性肿瘤带来了希望，但是，目前肿瘤免疫治疗仅让小部分病人长期获益。所以，有效率低的特点一直困扰着临床医生，寻找可靠的生物标志物一直是肿瘤免疫治疗的研究热点。现有预测肿瘤免疫治疗效果的生物标志物主要包括：PD
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L1的表达(TPS、CPS)、肿瘤突变负荷(TMB)、微卫星不稳定(MSI
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H/dMMR)、驱动基因状态、DNA损伤修复相关基因突变情况等手段，其中肿瘤细胞PD
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L1的表达
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肿瘤细胞阳性分数(Tumor cell proportion score,TPS,计算方式为任何强度PD
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L1膜染色肿瘤细胞/肿瘤细胞总数
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100％)—是目前临床获批且唯一由NCCN(美国国立综合癌症网络)指南推荐的预测非小细胞肺癌免疫治疗效果的生物标志物，但它的局限性也是十分明显的。首先，PD
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L1单独使用预测效果不理想。其次，部分患者无法进行PD
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L1检测。肿瘤细胞PD
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L1的表达是基于肿瘤组织活检的有创方法实施的，对患者的身体状况和肿瘤的生长情况有较高的要求。体质差、凝血功能异常或有其他合并症的患者可能无法接受活检，肿瘤靠近大血管或其他重要脏器，或穿刺入路被阻挡等也可能导致患者无法接受活检。第三，恶性肿瘤活检不能对指标进行动态评估。所以，寻找无创的可实时监测的标志物是优化肿瘤免疫治疗的一个迫切需求。
[0003]增强CT是一种在临床上广泛使用的检测肿瘤大小、血管灌注功能等的影像学手段。它通过向血管内注射水溶性碘造影剂后再行CT扫描，血内碘浓度增高后，使病变组织与邻近正常组织间的密度差增加，从而提高病变显示率的影像学检查方法。所以，增强CT是肺癌等多种肿瘤患者随访中的常规检查方法，资料可及性高，数据稳定性好。传统影像学尚无有效预测免疫治疗效果的方法。近年来新兴的影像组学方法通过提取肿瘤CT影像特征和制作免疫治疗效果预测模型，但预测效果不佳。这些方法主要分析影像特征与基因特征、肿瘤免疫特征、异质性特征的相关性，但这些联系的内在肿瘤生物学逻辑关系尚不清楚。而且，现有影像组学预测模型直接使用增强CT中提取的特征，忽视了肿瘤本身高度异质性这一典型特征，也没有考虑造影剂的时空动态分布这一增强CT的典型特征等问题，这类分析方法应用于肿瘤预测容易出现较大偏倚。因此，建立一种真实体现肿瘤组织灌注影像学特征的生物标志物具有重大现实意义和临床应用价值。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于基于肿瘤组织灌注影像学特征的生物标志物。
[0005]本专利技术提供了OMP标志物，其为圈层分割图像的各层相对CT平均值以零层相对CT平均值归一化后的单层相对CT平均值或多层相对CT平均值的和。
[0006]本专利技术中，所述的单层相对CT平均值指圈层分割图像中的任意单层相对CT平均值，其可以为第一层相对CT平均值、第二层相对CT平均值、第三层相对CT平均值、第四层相对CT平均值、第五层相对CT平均值或第六层相对CT平均值等任意数值分割影像相对CT平均值；所述任意数值与圈层分割图像层数相关，其为圈层分割图像分割层数中的任意数值。
[0007]本专利技术中，多层相对CT平均值的和包括但不限于1～2层的和、1～3层的和、3～4层的和、2～4层的和、3层与7层的和、或1、4、5层的和等圈层分割图像中任意两层或两层以上相对CT平均值的和。
[0008]本专利技术中，所述多层相对CT平均值的和还包括任意单层相对CT平均值与任意多层相对CT平均值的和的组合。
[0009]进一步的，在本专利技术的一些实施例中，所述OMP值为圈层分割图像经第零层相对CT平均值归一化后的单层相对CT平均值。
[0010]在另一些实施例中，本专利技术所述的OMP值为圈层分割图像经第零层相对CT平均值归一化后的第一层相对CT平均值和第二层相对CT平均值的和。
[0011]在另一些实施例中，本专利技术所述的OMP值为圈层分割图像经第零层相对CT平均值归一化后的第一层相对CT平均值、第二层相对CT平均值和第三层相对CT平均值的和。
[0012]在另一些实施例中，本专利技术所述的OMP值为圈层分割图像经第零层相对CT平均值归一化后第一层相对CT平均值、第二层相对CT平均值、第三层相对CT平均值和第四层相对CT平均值的和。
[0013]本专利技术中，所述OMP标志物可用于肿瘤免疫相关治疗效果的预测。经过无数尝试表明，经零层相对CT平均值归一化后，以第一层相对CT平均值和第二层相对CT平均值的和、以第一到第三层相对CT平均值的和，或第一到第四层相对CT平均值的和为OMP值时，均可对肿瘤免疫相关治疗效果进行预测，但以第一层相对CT平均值和第二层相对CT平均值的和作为OMP时肿瘤免疫相关治疗预测效果最佳。在本专利技术的一些具体的实施例中，OMP的预测效力可达到0.791，表示该方法可以将大约79％的治疗敏感型患者筛选出来，其将在后续治疗中受益。
[0014]本专利技术所述的“肿瘤免疫相关治疗”是指肿瘤免疫治疗，或其与其他肿瘤治疗手段的联合治疗。其他肿瘤治疗手段包括但不限于化疗、靶向治疗、抗血管生成治疗、放射治疗、介入治疗、纳米药物治疗等。
[0015]本专利技术所述的OMP标志物用于肿瘤免疫相关治疗效果的预测，是利用肿瘤影像圈层灌注水平OMP值与临床治疗反应相关性分析得出OMP截断值，此OMP截断值可应用于肿瘤免疫相关治疗效果预测。本专利技术的一些具体的实施例中，以第一层相对CT平均值和第二层相对CT平均值的和作为OMP与临床治疗反应相关性分析得出OMP截断值为0.32。若获得的OMP值大于此截断值，则可将其用于可进行肺癌免疫相关治疗效果的预测，其预测结果准确。
[0016]进一步的，所述肿瘤包括原发肿瘤及其转移瘤。
[0017]更进一步的，所述肿瘤包括肺癌、乳腺癌、肝癌、食管癌、结直肠癌、胰腺癌、头颈部肿瘤、中枢神经系统肿瘤、妇科肿瘤、软组织肉瘤中的至少一种。
[0018]本专利技术中，所述相对CT平均值(Mean)为各体素相对CT值之和除以体素个数得到。在本专利技术的一些具体实施例中，体素尺寸为1mm
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1mm
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1mm，其他特定尺寸可由重采样获
得，所述体素、重采样等均为本领域人员所熟知。
[0019]所述相对CT值通过原始CT值Min
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max规范化后得到，所述Min
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max规范化公式为：Value normalization＝(Value origin
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Value min)/(Value max
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.OMP标志物，其特征在于，其为圈层分割图像的各层相对CT平均值以零层相对CT平均值归一化后的单层相对CT平均值或多层相对CT平均值的和。2.根据权利要求1所述的OMP标志物，其特征在于，所述各层相对CT平均值为各层体素相对CT值之和与各层体素个数的比值；所述相对CT值通过原始CT值Min
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max规范化后得到，所述Min
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max规范化公式为：Value normalization＝(Value origin
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Value min)/(Value max
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Value min)；其中，Value origin为分割影像原始CT值；Value max为所有分割影像中的最大原始CT值；Value min为所有分割影像中的最小原始CT值。3.根据权利要求1或2所述的OMP标志物，其特征在于，所述圈层分割图像的获取方法为：肿瘤实性部分增强CT影像重采样后勾画感兴趣体积获得分割图像，后以自外层向内层剥洋葱的方式逐层分割获得圈层分割图像。4.根据权利要求3所述的OMP标志物，其特征在于，所述勾画为手动勾画与自动勾画相结合；当所述癌症为肺癌时所述自动勾画阈值为
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50HU～200HU。5.根据权利要求3所述的OMP标志物，其特征在于，所述逐层分割的厚度为0.5mm～10mm。6.根据权利要求1～5任一项所述的OMP标志物，其特征在于，所述肿瘤影像包括肺癌影像、乳腺癌影像、肝癌影像、食管癌影像、结直肠癌影像、胰腺癌影像、头颈部肿瘤影像、中...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄玉辉，刘振华，秦颂兵，朱波，贾罄竹，赵苗苗，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：