重塑前列腺癌精准诊疗:影像基因组学、诊疗一体化与AI生物标志物的前沿融合
2025-12-20

前列腺癌中,传统影像学检查是诊断和分期的基石,但其敏感性和特异性有限,尤其是在早期转移性或复发性前列腺癌中。近年来,分子影像学、诊疗一体化和计算技术的进步推动了一场诊断范式转变,使用靶向前列腺特异性膜抗原(PSMA)放射性示踪剂的正电子发射断层扫描(PET)已经改变了前列腺癌的诊断模式,靶向PSMA的放射配体疗法(RLT)更引入了一种将分子诊断与治疗联系起来的新型诊疗一体化模式。


不久前发表于Cancers (Basel)的一篇综述[1]总结了当前关于前列腺癌诊疗一体化策略的循证医学证据,阐述了分子放射性示踪剂、PSMA靶向疗法、影像学-生物标志物整合方法以及AI驱动工具在推进前列腺癌精准肿瘤学中的应用。

 

PSMA PET在前列腺癌分期中的应用


对于高危前列腺癌患者,PSMA PET/CT在检测盆腔淋巴结和远处转移性疾病方面相较于传统影像学更准确。III期、多中心、随机临床研究proPSMA试验显示了PSMA PET/CT的临床应用价值,多项荟萃分析和系统评价证实了proPSMA试验的结果。在检测前列腺外侵犯和精囊侵犯方面,68Ga PSMA PET/MRI显示出比PSMA PET/CT和多参数MRI更高的敏感性和特异性。18F-PSMA-1007 PET/CT在前列腺癌区域分期方面也显示出比多参数MRI更优的准确性。


准确的淋巴结分期是高危前列腺癌手术管理中的重要环节,虽然盆腔淋巴结清扫术(PLND)可以提供组织病理学诊断,但它可能带来手术并发症,患者获益也尚未完全确定。近期的多中心试验评估了PSMA PET/CT作为一种无创替代方案的临床价值,然而,PSMA PET/CT在检测极微小转移灶方面的敏感性有限,使其无法作为高危患者PLND的明确替代方案。

 

PSMA PET在生化复发中的应用


由于PSMA PET在低PSA水平下相比传统影像学技术具有更优的敏感性和特异性,因此其已成为评估前列腺癌生化复发(BCR)的首选影像学手段之一。


在最近一项系统评价和荟萃分析中纳入了8119名根治性前列腺切除或放疗后BCR的患者,即使在低PSA水平下,PSMA PET/CT在复发部位也显示出了很高的检出率,包括局部病灶、淋巴结和远处转移病灶。此外,多项前瞻性研究表明其对治疗决策有显著影响。

 

RLT——诊疗一体化


在PSMA阳性的患者中,RLT(例如177Lu-PSMA 617)可以靶向前列腺癌细胞,同时降低对大多数正常组织的伤害。目前该策略广泛应用于转移性去势抵抗性前列腺癌(mCRPC)患者。


177Lu-PSMA-617是一种小分子PSMA配体,在III期VISION试验中,针对既往接受过雄激素受体通路抑制剂(ARPI)和一种或两种紫杉烷方案治疗的mCRPC患者,对比单独标准治疗(SOC),在SOC基础上加用177Lu-PSMA-617显著改善了总生存期(OS)和影像学无进展生存期(rPFS)。同样,在TheraP随机II期试验中,在多西他赛和ARPI经治的mCRPC中,对比卡巴他赛,177Lu-PSMA-617显示出更高的前列腺特异性抗原(PSA)反应率和更长的PFS,以及更好的安全性。目前,相关联合疗法也正在研究中。此外,靶向PSMA的抗体偶联药物和细胞疗法等新型治疗手段同样在快速发展中。

 

人工智能(AI)


AI正在迅速改变前列腺癌的检测和诊断,特别是通过将深度学习和机器学习应用于MRI和其他影像学模式。AI模型在识别前列腺癌方面已被证明具有高准确性,或可达到甚至超过放射科医生,在回顾性和前瞻性多中心研究中也得到越来越多的验证。基于AI的模型,使用机器学习算法整合影像学特征(如PI-RADS评分)与临床变量(年龄、PSA、前列腺体积、PSA水平、直肠指检结果、家族史、活检结果等),以预测前列腺癌并减少不必要的活检,更先进的影像学指标则进一步增强了AI模型的性能。目前,基于AI的放射组学和多组学模型正在开发中,未来将有望用于风险分层、肿瘤分级和治疗反应预测。

 

影像基因组学


影像基因组学是一个跨学科领域,它将影像学数据与肿瘤组织的基因组信息整合起来,可以作为疾病生物标志物。其主要目标是建立从影像中提取的视觉表型(如MRI或CT扫描的纹理特征)与肿瘤分子改变之间的量化关联。这种整合使得能够开发出反映癌症生物学行为、支持风险分层、预测治疗反应并指导个性化临床决策的预测模型。近年来,多项研究探索了影像基因组学在前列腺癌中的适用性,此外影像基因组学也被用于作为识别肿瘤侵袭性的生物标志物。除了改进对癌症的预测,影像基因组学可能有助于识别具有更高侵袭性的病灶。

 

前列腺癌中的液体活检与影像学相关性


液体活检是一种新兴的非有创性方法,通过外周血中的循环成分实现肿瘤的分子特征分析。在晚期前列腺癌中,三个主要成分值得关注:循环肿瘤DNA、循环肿瘤细胞和雄激素受体剪接变异体AR-V7。这些生物标志物提供了关于肿瘤负荷、克隆异质性和治疗耐药性的宝贵信息,补充了传统的影像学技术和功能影像学。其中,循环肿瘤DNA作为mCRPC中独立的预后标志物,补充了影像学和分子分析在决策中的作用。然而,不应忽视ctDNA当前的局限性。例如,某些肿瘤不会向循环中释放足够的肿瘤DNA,导致局部或低负荷疾病中的假阴性。此外,技术和临床验证阈值尚未标准化,也可能影响对患者的评估。

 

讨论

 

在过去十年中,分子影像学已经改变了前列腺癌的诊断和治疗格局,重新定义了疾病的检测、表征和管理方式。PSMA靶向成像已经重新定义了前列腺癌的诊断格局,在所有疾病阶段实现了更早的检测、改进的风险分层和生物学指导的治疗。同时,诊疗一体化模式则逐渐通过PSMA靶向RLT得以实现,直接将分子成像与精准治疗联系起来。快速发展的AI则已经成为前列腺癌成像中的重要辅助工具。


展望未来,前列腺癌管理的未来在于将这些进展无缝整合到全流程管理中。随着这些技术的成熟,它们不仅将完善诊断和治疗,还将不断适应每位患者的个体情况。尽管它们的临床应用仍然面对很多挑战,但这些创新的融合已经在重塑临床实践。它们的持续发展有望完善患者分层、改善临床结局,并加速向精准肿瘤学的过渡——标志着为前列腺癌患者开启真正个性化医疗新时代的开始。


参考文献
1.Dorado CQ, Ramírez AS, Pérez MP, Centeno MS, Mici LP, Güemez CM, Albers Acosta E, Luis GC, Costal M, Diez PT, Laorden NR, Díaz RJ, Velasco Balanza C, Manso LSJ. Redefining Prostate Cancer Precision: Radiogenomics, Theragnostics, and AI-Driven Biomarkers. Cancers (Basel). 2025 Nov 24;17(23):3747.

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