肝癌放疗更精准！MRI新技术助力规避肝功能损伤，患者安全再升级

乙肝病毒(HBV)感染是全球主要公共卫生问题之一，有超过2.5亿人慢性感染HBV。而其中有超三分之一的人口集中在我国，人数接近1亿人。NTCP工具细胞，特别是外源表达NTCP的肝癌细胞系如HepG2-NTCP和Huh7-NTCP，因其易操作、短周期、重现性佳的特点，在乙肝病毒(HBV)研究中扮演着至关重要的角色。这些细胞模型能够有效模拟HBV的感染过程，为研究HBV的生命周期、宿主限制因子、病毒复制以及药物筛选提供了一个强大而便捷的体外平台。它们不仅有助于揭示HBV感染的分子机制，如DDX3作为宿主限制因子阻碍cccDNA转录，GPC5作为附着因子在感染入胞过程中的作用，还能通过直接与NTCP相互作用或下调NTCP表达来筛选和验证抗病毒药物的活性，例如环孢菌素A及其衍生物、雷帕霉素及其衍生物等。此外，这些工具细胞还促进了对HBV宿主特异性分子的发现，为发展支持HBV感染的小动物模型提供了可能，这对于乙肝相关研究和药物开发具有重大意义。

基本信息

英文标题：DCE-MRI functional NTCP modeling in SBRT for hepatocellular carcinoma

中文标题：基于DCE-MRI功能NTCP模型的肝细胞癌立体定向体部放疗研究

发表期刊：《Medical Physics》

影响因子：3.2

作者单位：

1.Department of Radiation Oncology, Montefiore Medical Center, Bronx, NY, USA

2.Institute for Onco-Physics, Albert Einstein College of Medicine, Bronx, NY, USA

作者信息：Christian Velten, Megi Gjini, Wolfgang A. Tomé

研究背景

肝细胞癌(HCC)患者因肝功能受损，立体定向体部放疗(SBRT)成为重要治疗选择。然而，传统剂量参数(如平均肝剂量MLD)无法精准预测肝功能恶化风险(如ALBI分级升高)。动态对比增强磁共振成像(DCE-MRI)可提供局部肝功能的定量信息，但如何将其整合到正常组织并发症概率(NTCP)模型中仍待探索。本研究旨在开发基于DCE-MRI功能加权NTCP模型，用于预测SBRT后ALBI分级升高的风险。

研究方法

本研究基于68例肝细胞癌(HCC)患者的回顾性数据，通过动态对比增强磁共振成像(DCE-MRI)结合立体定向体部放疗(SBRT)计划，构建功能加权正常组织并发症概率(NTCP)模型。具体流程包括：

1.DCE-MRI功能图谱生成：使用肝细胞特异性对比剂(Gd-EOB-DTPA)进行多时间点动态扫描，基于三室模型(血浆、间质、肝细胞)对每个体素的对比剂动力学进行拟合，计算20分钟内对比剂时间曲线下面积(AUC20)，作为局部肝功能的定量指标。

2.NTCP建模：将放疗剂量转换为等效生物剂量(EQD2，α/β=3 Gy)，结合Logistic损伤概率函数(参数：EQD50=17 Gy，k=1.68)，并通过AUC20的累积分布函数对高功能区域赋予权重，计算加权损伤分数(fdmg)。最终NTCP模型通过误差函数(μ=0.47，σ=0.12)和基线风险(NTCP0=13%)预测总风险。

3.模型验证与优化：对比功能加权与非加权模型，评估预测效能，并提出基于功能图谱的放疗计划优化策略，通过避开高功能区域降低毒性风险。

实验结果

图1：肝细胞对比剂动力学的三室模型：血浆、间质、肝细胞与胆道系统的交换路径示意图

室间隔模型示意图，包含血浆(p)、血管外和细胞外(间质)空间(vₑ)、肝细胞(vₕ)及胆道系统。对比剂通过血浆输送，依次经历以下过程：

1.血浆与间质空间之间的交换;

2.间质空间与肝细胞之间的交换;

3.肝细胞向胆汁的排泄。

图2：肝癌患者DCE-MRI功能图谱与体素对比剂动力学模型拟合示例

示例性拟合结果：

一名肝癌患者的DCE-MRI研究显示推导出的AUC20功能图谱(左图)及对应图中标记体素的模型拟合曲线(右图)。DCE-MRI测量时间点以灰色十字标记，虚线表示各体素拟合曲线的外推。图中后部的对比剂缺损区域对应肿瘤位置。

图3：剂量依赖性肝单元损伤概率与NTCP模型拟合曲线

左侧面板展示了剂量依赖性功能亚单位(FSU)损伤概率p(D)，参数为D50=17GyEQD2和k=1.68。

右侧面板显示总正常组织并发症概率(NTCP)随整体损伤分数fdmg的变化关系，基线风险NTCP0为 13%，模型参数μ=0.47、σ=0.12。

研究结论

功能加权NTCP模型显著提升了ALBI分级升高的风险预测能力：93%患者(63例)的损伤分数(fdmg)低于0.3，对应14.2%事件率;而fdmg≥0.3的高风险组(5例)事件率达40%。DCE-MRI衍生的AUC20功能图谱可指导放疗计划优化，光子或质子SBRT通过选择性避开高功能区域，可降低预测NTCP(如病例4风险降低6%)。该模型为肝功能受损患者的个性化剂量决策提供了工具，未来需在前瞻性临床中验证其优化疗效与安全性。