Identification d'un nouveau marqueur biliaire clusterine et d'une plateforme publique de prédiction en ligne basée sur l'apprentissage profond pour le cholangiocarcinome

BMC Medicine volume 21, Numéro d'article : 294 (2023) Citer cet article

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Le cholangiocarcinome (CCA) est une tumeur maligne très agressive et son diagnostic reste encore un défi. Cette étude visait à identifier un nouveau marqueur biliaire pour le diagnostic de l'ACC basé sur la protéomique et à établir un modèle de diagnostic avec apprentissage profond.

Un total de 644 sujets (236 CCA et 408 non-CCA) provenant de deux centres indépendants ont été répartis en ensembles de découverte, de validation croisée et de validation externe pour l'étude. Les marqueurs biliaires candidats ont été identifiés par trois données protéomiques et validés sur 635 échantillons humoraux cliniques et 121 échantillons de tissus. Un modèle diagnostique multi-analytes contenant des biomarqueurs biliaires et sériques a été établi dans le cadre d'une validation croisée définie par un apprentissage profond et validé dans une cohorte externe indépendante.

Les résultats de l’analyse protéomique et de la vérification des échantillons cliniques ont montré que la clusterine biliaire (CLU) était significativement plus élevée dans les fluides corporels de l’ACC. Sur la base de 376 sujets de l'ensemble de validation croisée, l'analyse ROC a indiqué que la CLU biliaire avait un pouvoir diagnostique satisfaisant (ASC : 0,852, sensibilité : 73,6 %, spécificité : 90,1 %). S'appuyant sur la CLU biliaire et 63 marqueurs sériques, l'apprentissage profond a établi un modèle de diagnostic intégrant sept facteurs (CLU, CA19-9, IBIL, GGT, LDL-C, TG et TBA), qui ont montré une utilité diagnostique élevée (AUC : 0,947, sensibilité : 90,3%, spécificité : 84,9%). La validation externe dans une cohorte indépendante (n = 259) a abouti à une précision similaire pour la détection du CCA. Enfin, pour faciliter l’utilisation, une plateforme de prédiction conviviale a été créée en ligne pour le CCA.

Il s’agit de l’étude la plus vaste et la plus complète combinant des biomarqueurs biliaires et sériques pour différencier l’ACC. Ce modèle de diagnostic peut potentiellement être utilisé pour détecter le CCA.

Rapports d'examen par les pairs

Le cholangiocarcinome (CCA) est connu comme une tumeur maligne très agressive. Selon le site anatomique de la lésion, l'ACC peut être divisé en cholangiocarcinome intrahépatique (iCCA), cholangiocarcinome périhilaire (pCCA) et cholangiocarcinome distal (dCCA). En tant que deuxième tumeur maligne du système hépatobiliaire la plus courante, l'ACC représente environ 3 % de toutes les tumeurs gastro-intestinales [1] et a un mauvais pronostic avec une faible survie à 5 ans (7 à 20 %) et un taux de mortalité élevé (représentant environ 2 % des décès annuels liés au cancer dans le monde), tout cela se résume à la difficulté de diagnostic précoce [2, 3].

Le diagnostic de l'ACC est difficile en raison de son caractère clinique silencieux et de sa localisation anatomique. Actuellement, l’ACC est principalement détecté par des méthodes d’imagerie, telles que la tomodensitométrie (TDM), l’imagerie par résonance magnétique (IRM) et l’endoscopie, mais leurs pouvoirs diagnostiques sont décevants avec une précision modeste et une sensibilité estimée de seulement 6 à 71,9 % [4 , 5]. Le sérum CA19-9 est couramment utilisé pour le diagnostic de l'ACC, mais sa sensibilité et sa spécificité sont pour le moins frustrantes [6, 7]. Étonnamment, les résultats de pathologie postopératoire rapportent que 10 à 25 % des patients ayant subi une prise en charge chirurgicale pour une suspicion d'ACC sont finalement exempts de cellules cancéreuses, soulignant le besoin urgent d'outils de diagnostic plus précis (5, 8, 9).

La bile est le microenvironnement direct pour la croissance des cellules tumorales des voies biliaires, et les protéines liées au cancer dans le CCA peuvent être sécrétées dans la bile et peuvent potentiellement être utilisées comme biomarqueurs pour le diagnostic (10, 11). De plus, de nombreux marqueurs sériques changent également dans le CCA [7, 12]. Les protéines différentiellement exprimées dans la bile reflètent principalement des changements locaux tandis que les marqueurs sériques reflètent principalement des changements systématiques dans la progression de l'ACC [4]. Ainsi, la combinaison de marqueurs dans la bile et dans le sang pourrait améliorer la précision dans la distinction de l’ACC des autres maladies biliaires.

Dans cette étude, nous avons identifié et évalué la puissance d'un nouveau biomarqueur biliaire pour le diagnostic de l'ACC. Sur cette base, un modèle d’apprentissage profond a été établi en combinant d’autres marqueurs sériques. Enfin, les performances diagnostiques du modèle ont été validées par un autre groupe indépendant.