Радиомика и радиогеномика при внутрипеченочной холангиокарциноме
https://doi.org/10.17709/2410-1893-2024-11-1-5
EDN: TLBFTQ
Аннотация
Цель исследования. Аналитический обзор и анализ литературы, посвященной текстурному анализу компьютерных (КТ) и магнитно-р езонансных томограмм (МРТ) в неинвазивной диагностике внутрипеченочной холангиокарциномы (ВПХК) и корреляции с молекулярно- генетическими особенностями и иммунофенотипом опухоли.
Материалы и методы. Проведен поиск научных публикаций и клинических рекомендаций в информационно- аналитических системах PubMed, Scopus за 2012–2022 гг. по ключевым словам: «mri» (МРТ), «radiomics» (радиомика), «texture analysis» (текстурный анализ), «radiogenomics» (радиогеномика), «intrahepatic cholangiocarcinoma» (внутрипеченочный холангиоцеллюлярный рак), «molecular» (молекулярная). После исключения исследований, посвященных техническим аспектам радиомики и описанию отдельных клинических наблюдений, для анализа было отобрано 49 статей.
Результаты. Представленный обзор продемонстрировал широкие возможности и перспективы применения текстурного анализа КТ и МРТ при изучении холангиоцеллюлярного рака, в том числе получены первые результаты в исследовании молекулярных особенностей (сигнатур) этой опухоли. Показана корреляция текстурных характеристик с экспрессией генов иммунотерапевтических мишеней KRAS/NRAS/BRAF, а также мутации IDH1/2. Показатели текстурного анализа были преобладающим независимым предиктором микроваскулярной инвазии, который был основным независимым фактором риска послеоперационного рецидива.
Заключение. Применение текстурного анализа, безусловно, демонстрирует перспективные возможности как в неинвазивной оценке степени гистологической дифференцировки ВПХК, так и в дифференциальной диагностике с гепатоцеллюлярной карциномой и метастазами и требует дальнейшего изучения для систематизации и стандартизации полученных данных.
Об авторах
А. Д. Смирнова
г. Москва, Российская Федерация
Смирнова Александра Дмитриевна – врач-рентгенолог, аспирант отделения лучевых методов диагностики ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр хирургии им. А. В. Вишневского» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Москва, Российская Федерация
Конфликт интересов:
Автор заявляет об отсутствии явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.
Г. Г Кармазановский
г. Москва, Российская Федерация
Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н. И. Пирогова
г. Москва, Российская Федерация
Кармазановский Григорий Григорьевич – д.м.н., профессор, академик РАН, заведующий отделением лучевых методов диагностики ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр хирургии им. А. В. Вишневского» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Москва, Российская Федерация; профессор кафедры лучевой диагностики и терапии медико-биологического факультета ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н. И. Пирогова» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Москва, Российская Федерация ORCID: https://orcid.org/0000-0002-9357-0998, SPIN: 5964-2369, Author ID: 338639, Scopus Author ID: 55944296600
Конфликт интересов:
Автор заявляет об отсутствии явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.
Е. В. Кондратьев
г. Москва, Российская Федерация
Кондратьев Евгений Валерьевич – к.м.н., старший научный сотрудник отделения лучевых методов диагностики ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр хирургии им. А. В. Вишневского» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Москва, Российская Федерация ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7070-3391, SPIN: 2702-6526, AuthorID: 243610, Scopus Author ID: 55865664400, ResearcherID: ABD-5758-2020
Конфликт интересов:
Автор заявляет об отсутствии явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.
Н. А. Карельская
г. Москва, Российская Федерация
Карельская Наталья Александровна – к.м.н., старший научный сотрудник отделения лучевых методов диагностики ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр хирургии им. А. В. Вишневского» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Москва, Российская Федерация ORCID: https://orcid.org/0000-0001-8723-8916, SPIN: 9921-1430, AuthorID: 899039, Scopus Author ID: 57192546234
Конфликт интересов:
Автор заявляет об отсутствии явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.
В. Н. Галкин
г. Москва, Российская Федерация
Галкин Всеволод Николаевич – д.м.н., профессор, главный врач ГБУЗ «Городская клиническая больница им. С. С. Юдина» Департамента здравоохранения г. Москвы, г. Москва, Российская Федерация ORCID: https://orcid.org/0000-0002-6619-6179, SPIN: 3148-4843, AuthorID: 750069, Scopus Author ID: 57190568178
Конфликт интересов:
Автор заявляет об отсутствии явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.
А. Ю. Попов
г. Москва, Российская Федерация
Попов Анатолий Юрьевич – к.м.н., заведующий отделением противоопухолевой лекарственной терапии ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр хирургии им. А. В. Вишневского» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Москва, Российская Федерация ORCID: https://orcid.org/0000-0001-6267-8237, SPIN: 6197-2060, AuthorID: 1177757, Scopus Author ID: 57192589967
Конфликт интересов:
Автор заявляет об отсутствии явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.
Б. Н. Гурмиков
г. Москва, Российская Федерация
Гурмиков Беслан Нуралиевич – д.м.н., доцент, заведующий онкологическим отделением хирургических методов лечения ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр хирургии им. А. В. Вишневского» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Москва, Российская Федерация ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5958-3608, SPIN: 1322-3629, AuthorID: 727742, Scopus Author ID: 57211081722
Конфликт интересов:
Автор заявляет об отсутствии явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.
Д. В. Калинин
г. Москва, Российская Федерация
Калинин Дмитрий Валерьевич – к.м.н., врач-патологоанатом патологоанатомического отделения ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр хирургии им. А. В. Вишневского» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Москва, Российская Федерация ORCID: https://orcid.org/0000-0001-6247-9481, SPIN: 5563-5376, Author ID: 758757, Scopus Author ID: 57224357019, Researcher ID: N-9383-2015
Конфликт интересов:
Автор заявляет об отсутствии явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.
Список литературы
1. Гурмиков Б. Н. Молекулярно-генетические аспекты внутрипеченочного холангиоцеллюлярного рака: обзор литературы. Успехи молекулярной онкологии. 2019;6(1):37–43. https://doi.org/10.17650/2313-805x-2019-6-1-37-43
2. Кармазановский Г. Г. Роль МСКТ и МРТ в диагностике очаговых заболеваний печени. Анналы хирургической гепатологии. 2019;24(4):91–110. https://doi.org/10.16931/1995-5464.2019491-110
3. Rizvi S, Khan SA, Hallemeier CL, Kelley RK, Gores GJ. Cholangiocarcinoma – evolving concepts and therapeutic strategies. Nat Rev Clin Oncol. 2018 Feb;15(2):95–111. https://doi.org/10.1038/nrclinonc.2017.157
4. Razumilava N, Gores GJ. Cholangiocarcinoma. Lancet. 2014 Jun 21;383(9935):2168–79. https://doi.org/10.1016/s0140-6736(13)61903-0
5. Гурмиков Б. Н., Коваленко Ю. А., Вишневский В. А., Чжао А. В. Внутрипеченочный холангиоцеллюлярный рак: диагностика и лечение. Анналы хирургической гепатологии. 2018;23(4):108–117. https://doi.org/10.16931/1995-5464.20184108-117
6. Chang YT, Chang MC, Huang KW, Tung CC, Hsu C, Wong JM. Clinicopathological and prognostic significances of EGFR, KRAS and BRAF mutations in biliary tract carcinomas in Taiwan. J Gastroenterol Hepatol. 2014 May;29(5):1119–1125. https://doi.org/10.1111/jgh.12505
7. Abou-Alfa GK, Macarulla T, Javle MM, Kelley RK, Lubner SJ, Adeva J, et al. Ivosidenib in IDH1-mutant, chemotherapy-refractory cholangiocarcinoma (ClarIDHy): a multicentre, randomised, double-blind, placebo-controlled, phase 3 study. Lancet Oncol. 2020 Jun;21(6):796–807. https://doi.org/10.1016/s1470-2045(20)30157-1 Epub 2020 May 13. Erratum in: Lancet Oncol. 2020 Oct;21(10):e462. Erratum in: Lancet Oncol. 2024 Feb;25(2):e61.
8. Wang Sh, Wu Y, Lui T, Weng Sh, You H, Wei Y, et al. Amplification and overexpression of the MET gene in intrahepatic cholangiocarcinoma correlate with adverse pathological features and worse clinical outcome. Int J Clin Exp Pathol. 2017;10(6):6809–6817.
9. Zhang J, Wu Z, Zhao J, Liu S, Zhang X, Yuan F, Shi Y, Song B. Intrahepatic cholangiocarcinoma: MRI texture signature as predictive biomarkers of immunophenotyping and survival. Eur Radiol. 2021 Jun;31(6):3661–3672. https://doi.org/10.1007/s00330-020-07524-y
10. Sadot E, Simpson AL, Do RK, Gonen M, Shia J, Allen PJ, et al. Cholangiocarcinoma: Correlation between Molecular Profiling and Imaging Phenotypes. PLoS One. 2015 Jul 24;10(7):e0132953. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0132953
11. Попов Е. В., Кривоногов Н. Г., Округин С. А., Сазонова С. И. Радиомический анализ изображений в кардиологии: возможности перспективы применения: обзор литературы. Лучевая диагностика и терапия. 2022;13(2):7–15. https://doi.org/10.22328/2079-5343-2022-13-2-7-15
12. Ma X, Liu L, Fang J, Rao S, Lv L, Zeng M, et al. MRI features predict microvascular invasion in intrahepatic cholangiocarcinoma. Cancer Imaging. 2020 Jun 23;20(1):40. https://doi.org/10.1186/s40644-020-00318-x
13. Shao C, Chen J, Chen J, Shi J, Huang L, Qiu Y. Histological classification of microvascular invasion to predict prognosis in intrahepatic cholangiocarcinoma. Int J Clin Exp Pathol. 2017 Jul 1;10(7):7674–7681.
14. Гурмиков Б. Н., Чжао А. В. и др. Холангиоцеллюлярная карцинома. Монография. М.: «ГЭОТАР-Медиа»; 2021; с. 5–20.
15. Zhang H, Yang T, Wu M, Shen F. Intrahepatic cholangiocarcinoma: Epidemiology, risk factors, diagnosis and surgical management. Cancer Lett. 2016 Sep 1;379(2):198–205. dhttps://doi.org/10.1016/j.canlet.2015.09.008
16. Chung YE, Kim MJ, Park YN, Choi JY, Pyo JY, Kim YC, et al. Varying appearances of cholangiocarcinoma: radiologic-pathologic correlation. Radiographics. 2009 May-Jun;29(3):683–700. https://doi.org/10.1148/rg.293085729
17. Fujita N, Asayama Y, Nishie A, Ishigami K, Ushijima Y, Takayama Y, et al. Mass-forming intrahepatic cholangiocarcinoma: Enhancement patterns in the arterial phase of dynamic hepatic CT – Correlation with clinicopathological findings. Eur Radiol. 2017 Feb;27(2):498–506. https://doi.org/10.1007/s00330-016-4386-3
18. Chalasani N, Baluyut A, Ismail A, Zaman A, Sood G, Ghalib R, et al. Cholangiocarcinoma in patients with primary sclerosing cholangitis: a multicenter case-control study. Hepatology. 2000 Jan;31(1):7–11. https://doi.org/10.1002/hep.510310103
19. Nanashima A, Sakamoto I, Hayashi T, Tobinaga S, Araki M, Kunizaki M, et alT. Preoperative diagnosis of lymph node metastasis in biliary and pancreatic carcinomas: evaluation of the combination of multi-detector CT and serum CA19-9 level. Dig Dis Sci. 2010 Dec;55(12):3617–3626. https://doi.org/10.1007/s10620-010-1180-y
20. Noji T, Kondo S, Hirano S, Tanaka E, Suzuki O, Shichinohe T. Computed tomography evaluation of regional lymph node metastases in patients with biliary cancer. Br J Surg. 2008 Jan;95(1):92–96. https://doi.org/10.1002/bjs.5920
21. Zhan PC, Yang T, Zhang Y, Liu KY, Li Z, Zhang YY, et al. Radiomics using CT images for preoperative prediction of lymph node metastasis in perihilar cholangiocarcinoma: a multi-centric study. Eur Radiol. 2023 Aug 17. https://doi.org/10.1007/s00330-023-10108-1
22. Spolverato G, Kim Y, Alexandrescu S, Marques HP, Lamelas J, Aldrighetti L, et al. Management and Outcomes of Patients with Recurrent Intrahepatic Cholangiocarcinoma Following Previous Curative-Intent Surgical Resection. Ann Surg Oncol. 2016 Jan;23(1):235–243. https://doi.org/10.1245/s10434-015-4642-9
23. Ciresa M, De Gaetano AM, Pompili M, Saviano A, Infante A, Montagna M, et al. Enhancement patterns of intrahepatic mass-forming cholangiocarcinoma at multiphasic computed tomography and magnetic resonance imaging and correlation with clinicopathologic features. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2015 Aug;19(15):2786–2797.
24. Park HJ, Park B, Park SY, Choi SH, Rhee H, Park JH, et al. Preoperative prediction of postsurgical outcomes in mass-forming intrahepatic cholangiocarcinoma based on clinical, radiologic, and radiomics features. Eur Radiol. 2021 Nov;31(11):8638–8648. https://doi.org/10.1007/s00330-021-07926-6
25. Hu LS, Weiss M, Popescu I, Marques HP, Aldrighetti L, Maithel SK, et al. Impact of microvascular invasion on clinical outcomes after curative-intent resection for intrahepatic cholangiocarcinoma. J Surg Oncol. 2019 Jan;119(1):21–29. https://doi.org/10.1002/jso.25305
26. Zhang L, Yu X, Wei W, Pan X, Lu L, Xia J, et al. Prediction of HCC microvascular invasion with gadobenate-enhanced MRI: correlation with pathology. Eur Radiol. 2020 Oct;30(10):5327–5336. https://doi.org/10.1007/s00330-020-06895-6
27. Silva M, Maddalo M, Leoni E, Giuliotti S, Milanese G, Ghetti C, et al. Integrated prognostication of intrahepatic cholangiocarcinoma by contrast-enhanced computed tomography: the adjunct yield of radiomics. Abdom Radiol (NY). 2021 Oct;46(10):4689–4700. https://doi.org/10.1007/s00261-021-03183-9
28. Park HJ, Park B, Lee SS. Radiomics and Deep Learning: Hepatic Applications. Korean J Radiol. 2020 Apr;21(4):387–401. https://doi.org/10.3348/kjr.2019.0752
29. Pavic M, Bogowicz M, Würms X, Glatz S, Finazzi T, Riesterer O, et al. Influence of inter-observer delineation variability on radiomics stability in different tumor sites. Acta Oncol. 2018 Aug;57(8):1070–1074. https://doi.org/10.1080/0284186x.2018.1445283
30. Shafiq-Ul-Hassan M, Zhang GG, Latifi K, Ullah G, Hunt DC, Balagurunathan Y, et al. Intrinsic dependencies of CT radiomic features on voxel size and number of gray levels. Med Phys. 2017;44(3):1050–1062. https://doi.org/10.1002/mp.12123
31. Grobmyer SR, Wang L, Gonen M, Fong Y, Klimstra D, D'Angelica M, et al. Perihepatic lymph node assessment in patients undergoing partial hepatectomy for malignancy. Ann Surg. 2006 Aug;244(2):260–264. https://doi.org/10.1097/01.sla.0000217606.59625.9d
32. Zhang S, Huang S, He W, Wei J, Huo L, Jia N, et al. Radiomics-Based Preoperative Prediction of Lymph Node Metastasis in Intrahepatic Cholangiocarcinoma Using Contrast-Enhanced Computed Tomography. Ann Surg Oncol. 2022 Oct;29(11):6786–6799. https://doi.org/10.1245/s10434-022-12028-8
33. Liang W, Xu L, Yang P, Zhang L, Wan D, Huang Q, et al. Novel Nomogram for Preoperative Prediction of Early Recurrence in Intrahepatic Cholangiocarcinoma. Front Oncol. 2018 Sep 4;8:360. https://doi.org/10.3389/fonc.2018.00360
34. Chu H, Liu Z, Liang W, Zhou Q, Zhang Y, Lei K, et al. Radiomics using CT images for preoperative prediction of futile resection in intrahepatic cholangiocarcinoma. Eur Radiol. 2021 Apr;31(4):2368–2376. https://doi.org/10.1007/s00330-020-07250-5
35. Zhu Y, Mao Y, Chen J, Qiu Y, Guan Y, Wang Z, He J. Radiomics-based model for predicting early recurrence of intrahepatic mass-forming cholangiocarcinoma after curative tumor resection. Sci Rep. 2021 Sep 15;11(1):18347. https://doi.org/10.1038/s41598-021-97796-1
36. Zhou Y, Zhou G, Zhang J, Xu C, Wang X, Xu P. Radiomics signature on dynamic contrast-enhanced MR images: a potential imaging biomarker for prediction of microvascular invasion in mass-forming intrahepatic cholangiocarcinoma. Eur Radiol. 2021 Sep;31(9):6846–6855. https://doi.org/10.1007/s00330-021-07793-1
37. Qian X, Lu X, Ma X, Zhang Y, Zhou C, Wang F, et al. A Multi-Parametric Radiomics Nomogram for Preoperative Prediction of Microvascular Invasion Status in Intrahepatic Cholangiocarcinoma. Front Oncol. 2022 Feb 24;12:838701. https://doi.org/10.3389/fonc.2022.838701
38. Yang Y, Zou X, Zhou W, Yuan G, Hu D, Kuang D, et al. Multiparametric MRI-Based Radiomic Signature for Preoperative Evaluation of Overall Survival in Intrahepatic Cholangiocarcinoma After Partial Hepatectomy. J Magn Reson Imaging. 2022 Sep;56(3):739–751. https://doi.org/10.1002/jmri.28071
39. Xu X, Zhang HL, Liu QP, Sun SW, Zhang J, Zhu FP, et al. Radiomic analysis of contrast-enhanced CT predicts microvascular invasion and outcome in hepatocellular carcinoma. J Hepatol. 2019 Jun;70(6):1133–1144. https://doi.org/10.1016/j.jhep.2019.02.023
40. Hennedige TP, Neo WT, Venkatesh SK. Imaging of malignancies of the biliary tract- an update. Cancer Imaging. 2014 Apr 22;14(1):14. https://doi.org/10.1186/1470-7330-14-14
41. Xu X, Mao Y, Tang Y, Liu Y, Xue C, Yue Q, et al. Classification of Hepatocellular Carcinoma and Intrahepatic Cholangiocarcinoma Based on Radiomic Analysis. Comput Math Methods Med. 2022 Feb 21;2022:5334095. https://doi.org/10.1155/2022/5334095
42. Banales JM, Marin JJG, Lamarca A, Rodrigues PM, Khan SA, Roberts LR, et al. Cholangiocarcinoma 2020: the next horizon in mechanisms and management. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2020 Sep;17(9):557–588. https://doi.org/10.1038/s41575-020-0310-z
43. Zhu H, Ji K, Wu W, Zhao S, Zhou J, Zhang C, et al. Describing Treatment Patterns for Elderly Patients with Intrahepatic Cholangiocarcinoma and Predicting Prognosis by a Validated Model: A Population-Based Study. J Cancer. 2021 Mar 30;12(11):3114–3125. https://doi.org/10.7150/jca.53978
44. Perrin T, Midya A, Yamashita R, Chakraborty J, Saidon T, Jarnagin WR, et al. Short-term reproducibility of radiomic features in liver parenchyma and liver malignancies on contrast-enhanced CT imaging. Abdom Radiol (NY). 2018 Dec;43(12):3271–3278. https://doi.org/10.1007/s00261-018-1600-6
45. Banerjee S, Wang DS, Kim HJ, Sirlin CB, Chan MG, Korn RL, et al. A computed tomography radiogenomic biomarker predicts microvascular invasion and clinical outcomes in hepatocellular carcinoma. Hepatology. 2015 Sep;62(3):792–800. https://doi.org/10.1002/hep.27877
46. Yang L, Dong D, Fang M, Zhu Y, Zang Y, Liu Z, et al. Can CT-based radiomics signature predict KRAS/NRAS/BRAF mutations in colorectal cancer? Eur Radiol. 2018 May;28(5):2058–2067. https://doi.org/10.1007/s00330-017-5146-8
47. Hoivik EA, Hodneland E, Dybvik JA, Wagner-Larsen KS, Fasmer KE, Berg HF, et al. A radiogenomics application for prognostic profiling of endometrial cancer. Commun Biol. 2021 Dec 6;4(1):1363. https://doi.org/10.1038/s42003-021-02894-5
48. Segal E, Sirlin CB, Ooi C, Adler AS, Gollub J, Chen X, et al. Decoding global gene expression programs in liver cancer by noninvasive imaging. Nat Biotechnol. 2007 Jun;25(6):675–680. https://doi.org/10.1038/nbt1306
49. Idris T, Barghash M, Kotrotsou A, Huang HJ, Subbiah V, Kaseb AO, et al. CT-based radiogenomic signature to identify isocitrate dehydrogenase(IDH)1/2 mutations in advanced intrahepatic cholangiocarcinoma. Journal of Clinical Oncology. 2019;37(15). https://doi.org/10.1200/jco.2019.37.15_suppl.4081
Рецензия
Для цитирования:
Смирнова А.Д., Кармазановский Г.Г., Кондратьев Е.В., Карельская Н.А., Галкин В.Н., Попов А.Ю., Гурмиков Б.Н., Калинин Д.В. Радиомика и радиогеномика при внутрипеченочной холангиокарциноме. Research'n Practical Medicine Journal. 2024;11(1):54-69. https://doi.org/10.17709/2410-1893-2024-11-1-5. EDN: TLBFTQ
For citation:
Smirnova A.D., Karmazanovsky G.G., Kondratyev E.V., Karelskaya N.A., Galkin V.N., Popov A.Yu., Gurmikov B.N., Kalinin D.V. Radiomics and radiogenomics in intrahepatic cholangiocarcinoma. Research and Practical Medicine Journal. 2024;11(1):54-69. (In Russ.) https://doi.org/10.17709/2410-1893-2024-11-1-5. EDN: TLBFTQ