Assessing Response to Therapy of Colon Cancer Based on Tissue Morphology

基于组织形态学评估结肠癌治疗的反应

基本信息

  • 批准号:
    2432401
  • 负责人:
  • 金额:
    --
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Studentship
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2020 至 无数据
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Around 13,000 people are diagnosed each year with rectal cancer in the UK. Common treatments include radiotherapy, but one third of rectal cancer patients have a poor response to conventional radiotherapy. A genetic test developed by Maughan and Domingo shows promise in predicting a patient's response to radiotherapy with 88% accuracy. Although this 33 gene expression score (RSS) has not been published, it has been validated on an extensive patient cohort. Further development will be required before this test can be used in the clinic.Recent research has demonstrated the ability to predict response to therapy or indeed biologically relevant information from morphological features extracted from standard H&E images. Building on recent advances in deep learning I aim to build a histology-based predictor capable of predicting which rectal cancer patients should be treated with radiotherapy. This predictor should mimic RSS, but as it is based on standard H&E images it could be deployed much faster and it would offer the possibility to simplify patient recruitment.Aim 1 - Develop imRSS: Develop an image-based approach for predicting the RSS gene signature score from histology slides, using attention-based deep learning techniques. Aim 2 Explainability of imRSS: Acceptance and adoption will depend on the interpretability of the newly developed signature. First, I will investigate if any of the identified morphological features can be linked to cancer biology. Secondly, I will determine how several different histology-based signatures (including imRSS, imCMS and microsatellite instability) can be utilised to provide a better interpretation of a patient sample. Aim 3 - Longitudinal clinical study: Using a set of selected patients I will investigate how the histology-based features can be set in context with other clinical information, for example radiology and other laboratory tests. The goal of this aim is to analyse how the newly developed predictor will affect clinical decision making, while considering the challenges and requirements of integrating an AI based digital pathology algorithm into the clinical workflow.I will be working closely with clinical scientists to evaluate if the developed methodology can be used for patient stratification and patient management. It has the potential to be a cheaper and faster alternative to gene sequencing panels. In the long term, this work can be incorporated into a gastrointestinal pathway to aid clinicians in choosing appropriate treatment for their rectal cancer patients.
在英国,每年约有13,000人被诊断患有直肠癌。常见的治疗方法包括放射治疗,但三分之一的直肠癌患者对常规放射治疗的反应不佳。Maughan和Domingo开发的基因测试显示,预测患者对放射治疗的反应有88%的准确率。虽然这33个基因表达评分(RSS)尚未发表,但它已在广泛的患者队列中得到验证。在此测试可用于临床之前,还需要进一步的发展。最近的研究表明,从标准H&E图像中提取的形态学特征能够预测对治疗的反应或实际上生物相关信息。基于深度学习的最新进展,我的目标是建立一个基于组织学的预测器,能够预测哪些直肠癌患者应该接受放射治疗。这个预测器应该模仿RSS,但由于它是基于标准H&E图像的,因此可以更快地部署,并且可以简化患者招募。目标1 -开发imRSS:开发一种基于图像的方法,使用基于注意力的深度学习技术,从组织学切片中预测RSS基因签名评分。目标2 imRSS的可解释性:接受和采用将取决于新开发的签名的可解释性。首先,我将调查是否有任何已识别的形态学特征可以与癌症生物学联系起来。其次,我将确定如何利用几种不同的基于组织学的特征(包括imRSS,imCMS和微卫星不稳定性)来更好地解释患者样本。目标3 -纵向临床研究:使用一组选定的患者,我将研究如何在其他临床信息(例如放射学和其他实验室检查)的背景下设置基于组织学的特征。这个目标的目的是分析新开发的预测器将如何影响临床决策,同时考虑将基于AI的数字病理学算法集成到临床工作流程中的挑战和要求。我将与临床科学家密切合作,评估开发的方法是否可用于患者分层和患者管理。它有可能成为基因测序面板的更便宜,更快的替代品。从长远来看,这项工作可以纳入胃肠道途径,以帮助临床医生为直肠癌患者选择适当的治疗方法。

项目成果

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