Noninvasive Prediction of HER2 Expression in Bladder Cancer Using a Machine Learning Model Based on Ultrasound Radiomics: Facilitating Precision Screening for ADC Targeted Therapy
طورت هذه الدراسة وصادقت على نموذج تعلم آلي قابل للتفسير يعتمد على الراديوميات بالموجات فوق الصوتية، والذي يتنبأ بدقة بحالة تعبير HER2 لدى مرضى سرطان المثانة قبل الجراحة، مما يسهل الفحص الشخصي للعلاجات المستهدفة بالأجسام المضادة المقترنة بالأدوية.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون ولم يصادقوا عليه. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
يُعد سرطان المثانة مرضاً شائعاً وغالباً ما يكون عدوانياً، وهو يصيب الجهاز البولي. وبينما يمكن للأطباء أحياناً السيطرة على الحالات في مراحلها المبكرة، إلا أن السرطان غالباً ما يعود أو ينمو بشكل أعمق داخل جدار المثانة، مما يؤدي إلى وضع أكثر خطورة للمرضى. ويتمثل أحد العوامل الرئيسية في كيفية سلوك هذا المرض في بروتين محدد موجود على سطح الخلايا السرطانية يُسمى "HER2". فعندما يتواجد هذا البروتين بكميات كبيرة، فإنه يعمل كمصدر للوقود، مما يساعد الورم على النمو والانتشار. وفي السنوات الأخيرة، طور الأطباء أدوية جديدة قوية مصممة للبحث عن الخلايا التي تحمل هذا البروتين ومهاجمتها. ومع ذلك، فإن هذه العلاجات لا تعمل إلا إذا كان ورم المريض يحمله بالفعل. وحالياً، الطريقة الوحيدة للتأكد مما إذا كان المريض يمتلك هذا البروتين هي إجراء خزعة، حيث يقوم جراح بإزالة قطعة صغيرة من الأنسجة من المثانة لفحصها تحت المجهر. وتعتبر هذه العملية جراحية (تداخلية)، ويمكن أن تكون مزعجة للمريض، ولأنها لا تأخذ سوى عينة صغيرة جداً من الورم، فقد تغفل عن وجود البروتين إذا لم يكن موزعاً بشكل متساوٍ في كامل الكتلة.
لقد سعى باحثون في المستشفى الثاني بجامعة لانزو لإيجاد طريقة أفضل لرؤية هذا البروتين دون الحاجة إلى القطع داخل الجسم. وقد توجهوا إلى مجال يُسمى "الراديوميكس" (Radiomics)، والذي يتعامل مع الصور الطبية ليس فقط كصور للعين البشرية، بل كمصادر هائلة لبيانات خفية. فبينما ينظر الطبيب إلى صورة الموجات فوق الصوتية ويرى شكل الورم وسطوعه، يمكن للكمبيوتر تحليل آلاف الأنماط الدقيقة في البكسلات التي لا تراها العين البشرية. ويمكن لهذه الأنماط أن تكشف عن تفاصيل حول البنية الداخلية للورم وتكوينه البيولوجي. أراد الفريق معرف- ما إذا كان بإمكانهم استخدام هذه الأنماط الخفية في فحوصات الموجات فوق الصوتية القياسية للتنبؤ بما إذا كان ورم المثانة غنياً ببروتين HER2، وبالتالي مساعدة الأطباء في تحديد من سيستفيد من الأدوية المستهدفة الجديدة قبل إجراء أي جراحة.
ولاختبار هذه الفكرة، راجع الباحثون السجلات الطبية لـ 270 مريضاً تم تشخيص إصابتهم بسرطان المثانة وخضعوا لفحوصات بالموجات فوق الصوتية قبل جراحاتهم. وقد تم فحص أنسجة الورم لكل مريض في الدراسة بعد استئصالها لتحديد حالة HER2 الحقيقية لديهم. ثم أخذ الفريق صور الموجات فوق الصوتية لهذه الأورام واستخدموا برامج متخصصة لاستخراج 1,284 ميزة رقمية مختلفة من كل صورة. وصفت هذه الميزات كل شيء، بدءاً من ملمس سطح الورم وصولاً إلى توزيع السطوع بداخله. ونظراً لأن امتلاك هذا العدد الكبير من الأرقام قد يربك نموذج الكمبيوتر، استخدم الباحثون طريقة إحصائية لتصفية الضجيج والاحتفاظ بالخمس ميزات الأكثر أهمية والتي ساعدت بالفعل في التمييز بين الأورام التي تحتوي على البروتين وتلك التي لا تحتوي عليه.
ومع الحصول على هذه الميزات الخمس الرئيسية، بنى الفريق أربعة نماذج كمبيوتر مختلفة لمعرفة أي منها يمكنه التنبؤ بوجود البروتين بشكل أفضل. وقاموا بتدريب هذه النماذج على جزء كبير من بيانات المرضى ثم اختبروها على الحالات المتبقية لمعرفة مدى أدائها. وأظهرت النتائج أن نوعاً معيناً من النماذج، يُعرف باسم "XGBoost"، كان الأكثر دقة. وعند اختباره على المرضى الذين لم تُستخدم بياناتهم في التدريب، حدد هذا النموذج حالة HER2 بدرجة عالية من الموثوقية، محققاً درجة تشير إلى قوة تنبؤية قوية. كما استخدم الباحثون تقنية لجعل عملية اتخاذ القرار في النموذج واضحة، مما سمح لهم برؤية أي ميزات في الصورة كانت هي المحركة للتنبؤ. وتعد هذه الشفافية أمراً بالغ الأهمية، لأنها تساعد الأطباء على الثقة في أن الكمبيوتر ينظر إلى إشارات بيولوجية حقيقية وليس مجرد ضجيج عشوائي.
تخلص الدراسة إلى أن هذا النهج يقدم طريقة واعدة وغير جراحية للكشف عن تعبير HER2 قبل أن يخضع المريض للجراحة. فمن خلال استخدام فحص بسيط بالموجات فوق الصوتية ونموذج كمبيوتر، يمكن للأطباء تحديد المرضى الذين من المرجح أن يستجيبوا للعلاجات المستهدفة الجديدة، مما يوفر على الآخرين علاجات غير ضرورية. ويقر الباحثون بأن عملهم يعتمد على بيانات مستشفى واحد، وأن حجم العينة، رغم كونه كبيراً، ليس كافياً ليكون الكلمة الفصل. كما أشاروا إلى أن نموذجهم استخدم صور موجات فوق الصوتية قياسية بالأبيض والأسود ولم يتضمن بعد تقنيات تصوير أكثر تقدماً تظهر تدفق الدم. ورغم هذه القيود، تشير النتائج إلى أن التفاصيل غير المرئية داخل صورة روتينية بالموجات فوق الصوتية تحمل أدلة هامة حول الطبيعة الجزيئية لسرطان المثانة، مما يوفر أداة جديدة لتخصيص العلاج في المستقبل.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.