概述
由于腹膜肿瘤尤其是继发腹膜肿瘤患者数量多、治疗难度大、效果不明显,腹膜肿瘤的诊断、治疗持续受到临床医学界关注。腹膜肿瘤诊疗和技术的CACA指南,持续在国内推广。C-HIPEC的规范操作培训也在持续推进。
免疫微环境在腹膜癌的发生发展过程中起着关键作用,腹膜腔免疫微环境的评估与调节也是腹膜癌研究和临床领域的热点之一。在腹膜腔免疫微环境评估方面,最突出的进展就是以单细胞测序、质谱流式、质谱成像、生物芯片等为代表的高通量、多组学检测技术在腹膜腔免疫微环境评估中的应用。
既往认为胆胰肿瘤一旦腹膜转移则治疗手段有限,预后不容乐观。但随着治疗理念的更新和以肿瘤细胞减灭术(CRS)+腹腔热灌注化疗(HIPEC)为核心的治疗策略的建立,患者的预后和生活质量已经得到了极大的改善,甚至有部分患者可能获得临床治愈。纳米药物、PIPAC技术、近红外荧光引导手术等更多新的方法依然在探索中。
人工智能可以辅助腹膜肿瘤的早期筛查和诊断,通过分析大量的医学影像数据,如CT扫描、MRI和超声等,人工智能可以快速准确地检测和定位腹膜肿瘤,帮助医生在早期阶段发现病变,并及时制定治疗方案。
1.癌性急腹症是值得临床关注的“盲点”
肿瘤腹膜转移是造成癌性急腹症的重要原因。癌性急腹症,也称为恶性肿瘤相关急腹症,是指由恶性肿瘤导致、或者各种抗肿瘤治疗手段引发的以急性腹痛为主要临床表现的一种非围手术期腹部急性病变[18],包括穿孔、梗阻、扭转、出血、血管栓塞、感染(如化疗引起的腹腔急性感染、肿瘤继发的急性胰腺炎、腹水继发感染)等,属于肿瘤急症范畴,是综合医院急诊常见病种,占急诊收治急腹症患者的11.6%[19]、肿瘤急症的40%[20],往往不在肿瘤专科医院收治。
癌性急腹症往往在肿瘤背景下合并严重的感染。消化道穿孔、破裂,消化道内容物、消化液和肠道细菌进入腹腔,引起腹腔感染,继发脓毒血症;即使消化道的解剖完整性未被破坏,肿瘤患者处于免疫抑制状态,在发生梗阻、肠道缺血等情况下,肠道屏障功能受损,发生菌群移位,细菌和内毒素透过受损的肠屏障进入腹膜腔和血液循环,也可引起腹腔感染和脓毒血症。一方面,失调、持续、慢性化的炎症有力与肿瘤的进展;另一方面,急性炎症又通过诱导抗肿瘤免疫反应杀伤肿瘤细胞[21]。如何理解腹腔感染与腹膜肿瘤相互作用,如何评估和调节感染状态下特殊的腹膜腔肿瘤微环境、调控炎症的启动与消退,是癌性急腹症领域尚待解决的问题。
2.腹部肿瘤腹膜转移风险的多组学评估
肿瘤的腹膜转移是一个复杂的生物学事件[22]。在转移过程中,肿瘤细胞、免疫细胞、间皮细胞、内皮细胞、基质细胞等细胞成分,和细胞因子、炎症因子、趋化因子、膜蛋白、分泌型蛋白酶、抗体、补体、外泌体和细胞外囊泡等分泌性介质,都参与到腹膜腔肿瘤微环境的形成和肿瘤腹膜转移的生物学过程中,在基因转录调控、表观遗传修饰、代谢重编程、免疫微环境、肿瘤及肠道微生态等多维度发生着复杂的交互变化。
多组学评估已经应用于复杂生物学事件的临床评估[23]。单一维度的评估手段难以描述肿瘤腹膜转移和腹膜腔肿瘤微环境的形成这样多维度交互变化的复杂生物学事件。随着以单细胞测序、质谱流式、质谱成像、生物芯片等为代表的高通量技术被广泛应用,人们可以从基因组学、转录组学、蛋白质组学、免疫组学、表观遗传组学、代谢组学、微生态组学、影像组学等多维度、大规模获取生物学事件多组学数据,通过生物信息学手段整合分析多组学数据,描述生命过程的全貌,系统评估个体的生物学状态。
3.腹膜腔的免疫调节策略防治腹膜肿瘤
针对腹膜肿瘤发生和转移的“土壤”,实现对腹膜腔微环境的调节已有一定的临床基础,如腹膜透析就是一种直接调节腹膜腔的方式,而中药通过胃肠道给药(口服、鼻饲或灌肠)治疗腹腔感染等则是一种间接调节方式。
目前,各种类型的载体(药物递送系统)的开发,使针对腹膜腔肿瘤微环境的调节成为可能[24]。由于腹膜腔存在类似血-脑屏障的血-腹膜屏障,传统的全身药物治疗很难透过血-腹膜屏障在目标部位达到有效治疗浓度。针对腹膜腔环境开发的载体需要从质、量、空间、时间四个方面解决传统治疗方式的局限性。质:不仅可以装载小分子药物,还可以递送多肽、蛋白质、非编码RNA、甚至活细胞等纳米、微米级的生物活性结构。量:药物载体需解决部分药物(如某些中药单体)吸收困难、生物利用度低、水溶性差、不能透过血-腹膜屏障、在腹膜目标部位药物浓度低的问题。空间:载体本身天然具备靶向性,或通过工程化改造赋予载体靶向能力,将药物靶向作用于肿瘤及肿瘤微环境,提高疗效和针对性,降低免疫原性,降低毒副作用。时间:载体可控制药物的释放条件和释放速度,避免药物被过快清除,在目标部位维持稳定的药物浓度。目前,针对腹膜腔环境的药物递送系统包括偶联靶向递送系统(如抗体-药物偶联物ADC、siRNA–N-乙酰半乳糖胺偶联物)、颗粒载体递送系统(脂质体、病毒、外泌体、细胞外囊泡、活细胞)、非颗粒载体递送系统(如植入物、薄膜、凝胶),可直接注入或植入腹膜腔,也可利用肿瘤新生血管通透性增大的特点经血管给药[25]。
4.人工智能辅助腹膜肿瘤治疗决策
人工智能辅助决策在医学领域的应用已经展现出巨大的潜力,尤其在腹膜肿瘤研究中,其作用和发展正逐渐引起广泛关注。人工智能技术可以对大量的临床数据进行分析和解读,提供快速、准确的诊断和治疗建议,为医生和患者做出更明智的决策。
人工智能可以辅助腹膜肿瘤的早期筛查和诊断,通过分析大量的医学影像数据,如CT扫描、MRI和超声等,人工智能可以快速准确地检测和定位腹膜肿瘤,帮助医生在早期阶段发现病变,并及时制定治疗方案。此外,人工智能还能辅助医生对病灶进行分类和分级,预测肿瘤的生长速度和转移潜力,为个体化治疗提供参考。在治疗决策和规划方面,人工智能也扮演十分重要的角色。通过整合患者的临床资料、病理学数据、基因组学信息以及大规模的临床试验结果,其可以生成个性化的治疗方案[26]。
人工智能辅助决策在腹膜肿瘤研究中的发展前景广阔,但也面临一些挑战和限制。一方面,人工智能算法的可解释性是一个重要问题。在医疗领域,决策的可解释性对于医生和患者来说至关重要。人工智能算法往往是基于大量的训练数据进行学习和预测,但其内部的决策过程往往是黑箱式的,难以解释[27]。因此,如何提高人工智能算法的可解释性,使其决策过程可以被医生和患者理解和接受,是一个亟待解决的问题。数据质量和隐私问题是人工智能应用的另一个关键挑战。人工智能算法需要大量的高质量数据进行训练和验证,但医疗数据的收集和共享涉及到患者隐私和数据安全的问题。如何在保护患者隐私的前提下,实现数据的共享和合理利用,是一个需要解决的难题。
5.PIPAC的临床应用评价
Guel-Klein S等人[28]在PubMed中使用“PIPAC”和“胃癌”或“结直肠癌”等关键词和正在进行的临床试验进行了系统检索。总结到PIPAC作为一种新的局部给药方法,其主要优点是与治疗相关的并发症发病率低。PIPAC为基础和转化研究、全身治疗和腹腔内气雾剂递送之间的新协同提供了多种机会。此外,PIPAC可以通过使用免疫调节剂针对血管生成、上皮间充质转化或癌症相关成纤维细胞的靶向治疗来改变腹膜癌的肿瘤微环境。目前,多项转化和临床研究正在评估其作为姑息治疗、新辅助治疗或辅助治疗的肿瘤学益处。
Case A等人[29]综述了PIPAC治疗胃癌伴腹膜转移(GCPM)的疗效、耐受性和对生活质量的影响,得出PIPAC可为GCPM患者提供良好的生存效益,且毒性低使患者生活质量基本不受影响。Di Giorgio A等人[30]对PIPAC的可行性、安全性和有效性进行了系统回顾和荟萃分析。结果显示,在最新可用的研究中,数据具有很高的异质性,在每个原发性肿瘤来源的亚群分析中,68%的研究记录了肿瘤病理消退。他们建议为进入PIPAC项目的患者制定统一的选择标准,并强调对PIPAC报告和数据集的项目进行标准化的迫切需要。
Somashekhar SP等人[31]回顾性队列研究了多个PIPAC中心连续治疗的阑尾源性腹膜转移患者。结果最终分析了包括来自15个中心的77例连续患者(208例PIPAC手术)。中位生存期为诊断后30个月(23.00-46.00),PIPAC开始后19个月(13.00-28.00)。35/77例患者(45%)进行了≥3次手术。PIPAC的客观反应如下:RECIST:完全缓解4(11.4%),部分/稳定11(31.4%);PIPAC的平均PRGS:1.8±0.9。研究结论阑尾源性腹膜癌患者经PIPAC治疗后疗效客观,生存曲线良好,值得进一步前瞻性评价。
总结
随着技术的不断发展和研究的深入,人工智能辅助决策在腹膜肿瘤研究中将继续取得重要的进展。通过改进算法的可解释性、解决数据质量和隐私问题,并提高算法的可靠性和鲁棒性,人工智能将成为腹膜肿瘤研究和临床实践中不可或缺的重要工具,为医生和患者提供更精准、个性化的诊断和治疗决策支持,最终改善患者的生存率和生活质量。
腹膜转移多组学多维度的评估,将为腹膜腔微环境调节策略的选择提供依据,有可能形成个体化的调节方案。通过多组学、多维度的评估,描绘不同患者腹膜腔微环境的基因组学、表观遗传组学、蛋白组学、代谢组学、免疫组学图景,基于对腹膜腔微环境的多组学多维度系统评估,选择最适合该患者的精准干预策略。人工智能在腹膜腔多组学多维度系统评估和精准干预辅助决策方面展现出良好的应用前景。
腹腔内加压雾化化疗(PIPAC)是一种新型的小剂量腹腔给药方法,用于原发性或继发性腹膜癌患者。PIPAC允许重复应用和客观评估肿瘤反应,现在世界范围内开始使用。与静脉化疗相比,PIPAC具有药代动力学优势,可以使腹膜肿瘤组织中化疗药的浓度更高,并可以降低全身化疗毒性。此项技术在我国需要开展临床应用,以评价在我国临床应用的价值。
【主编】
王西墨 天津大学海河医院
【副主编】
朱正刚 上海交通大学附属瑞金医院
崔书中 广州医科大学附属肿瘤医院
陶凯雄 华中科技大学同济医学院附属协和医院
梁 寒 天津医科大学肿瘤医院
李 雁 首都医科大学附属北京世纪坛医院
丁克峰 浙江大学医学院附属第二医院
林仲秋 中山大学孙逸仙纪念医院
姜小清 海军军医大学第三附属医院(上海东方肝胆外科医院)
【编委】(按姓氏拼音排序)
蔡国响 复旦大学附属肿瘤医院
胡建昆 四川大学华西医院
揭志刚 南昌大学第一附属医院
刘建华 河北医科大学第二医院
彭 正 中国人民解放军总医院
熊 斌 武汉大学中南医院
张相良 广州医科大学附属肿瘤医院
周岩冰 青岛大学附属医院
参考文献
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