Computational analysis of whole slide images predicts PD-L1 expression and progression-free survival in immunotherapy-treated non-small cell lung cancer patients
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Immune checkpoint inhibitors (ICIs) have revolutionized cancer treatment by significantly improving the efficacy of treatments and tolerability for patients with non-small cell lung cancer (NSCLC). However, even after meticulous selection based on molecular criteria, only 20-30% of the patients respond to ICIs. This highlights the urgent clinical need to develop more precise biomarkers to better identify individuals who will benefit from these expensive therapies. METHODS: Data from NSCLC patients treated with immunotherapy were collected from two institutions. From the histological images of tumors, pathomics features were extracted. We employed six machine learning models and seven feature selection methods to predict expression of the programmed death-ligand 1 (PD-L1), a current biomarker used to select patients for immunotherapy, and progression-free survival (PFS). The association between pathomics features and biological pathways was explored to validate pathomics-based signatures. We performed gene set enrichment analysis to identify the pathways enriched with the predictive signatures. RESULTS: Handcrafted histological features were extracted from the whole slide images (WSI). The Support Vector Machines model with the SurfStar feature selection method, offered the best results, with an area under the curve (AUC) of around 0.66 for both the training and validation sets to predict PD-L1. For the prediction of PFS, the most effective model was linear discriminant analysis using the Multi Surf feature selection method with an AUC of 0.71 for the training set and 0.62 for the validation set. We found immune pathways to be upregulated in the high PD-L1 and high PFS groups, confirming the utility of image analysis for predicting clinical endpoints in patients treated with immunotherapy. CONCLUSION: Our models, based on the analysis of histological images, can serve as predictive biomarkers for PD-L1 and PFS. This approach, focused on histological images, enables the distinction of patients based on treatment response, thus providing clinicians with a valuable tool for patient management. With further validation on external cohorts, these models could enhance clinical decision-making through analysis of routine medical images.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».