精准医学视角下的前列腺癌个体化治疗：影像组学、基因组学与生物标志物的整合应用

*仅供医学专业人士阅读参考

多维数据赋能精准诊疗，影像与分子特征的融合揭示前列腺癌管理新格局

前列腺癌是男性中最常见的泌尿系统恶性肿瘤之一，其发病率居全球第二，死亡率居第五。传统的筛查与诊断方式主要依赖前列腺特异性抗原（PSA）检测和系统性穿刺活检，但存在过度诊断和灵敏度不足的双重问题。随着精准医学理念的深入发展，基于多模态影像的影像组学、基因组学和生物标志物三大领域的融合应用，正在推动前列腺癌的诊断、分层与治疗进入精细化、个体化新时代。

Cancer Imaging

结果

放射组学在前列腺癌个体化治疗中的应用

放射组学通过从医学影像中提取大量定量特征，结合人工智能算法，实现了对前列腺癌的精准诊断、风险分层和疗效预测。其标准流程包括图像采集、感兴趣区分割、特征提取与筛选、模型构建与验证。多参数MRI作为首选影像手段，在区分临床显著癌与良性病变方面表现出色，尤其在处理PI-RADS 3类不确定病变时，放射组学模型能有效辅助活检决策。研究显示，基于MRI的放射组学特征可预测放疗后尿道狭窄、股骨头骨折等并发症，并能早期评估内分泌治疗的反应。此外，放射组学在预测生化复发方面也展现出潜力，例如研究人员开发的RadClip列线图模型，结合bpMRI特征、Gleason评分和PSA水平，在预测术后无生化复发生存方面优于传统工具。

除MRI外，CT、超声和PSMA-PET等影像模态的放射组学研究也取得进展。CT虽在前列腺原发灶检测中敏感度有限，但在淋巴结转移和骨转移预测中表现优异。超声作为一种无创、低成本的手段，结合剪切波弹性成像等新技术，构建的多参数模型在鉴别良恶性病变中AUC可达0.90。PSMA-PET/CT作为复发再分期的金标准，其放射组学特征在检测微小病灶、区分高低危肿瘤方面也显示出优越性能。

基因组学在前列腺癌精准治疗中的角色

基因组学分析揭示了多个关键基因在前列腺癌发生、发展及治疗耐药中的核心作用。TMPRSS2-ERG融合基因见于约50%的患者，其表达与肿瘤血管生成、高级别Gleason评分和远处转移相关。针对该融合的基因沉默疗法正在探索中，旨在增强化疗疗效。PTEN作为抑癌基因，其缺失与更短的生存期相关，且在体外研究中，某些天然化合物可通过激活PTEN诱导癌细胞凋亡。RB1基因突变与神经内分泌分化及AR抑制剂耐药密切相关，而TP53突变则被认为是预测去势抵抗性前列腺癌发展的关键指标。BRCA1/2突变不仅显著增加患病风险，也为PARP抑制剂的应用提供了靶点，其在合成致死机制下的疗效已在多项临床试验中得到验证。此外，FOXA1作为“先锋转录因子”，其突变可激活上皮-间质转化，促进肿瘤转移，提示其作为治疗靶点的潜力。

图1 驱动前列腺癌进展的关键基因组通路

生物标志物在诊断与预后中的价值

PSA是目前最广泛使用的前列腺癌生物标志物，但其特异性有限，尤其在3–7 ng/mL的“灰区”内。为提高诊断准确性，衍生出fPSA%、PSAD、PSAV等指标。HK2作为与PSA同源的丝氨酸蛋白酶，在PSA灰区内显示出更高的特异性，可作为辅助诊断工具。早期前列腺癌抗原（EPCA）作为核基质蛋白，在早期筛查和鉴别局限性与非局限性病变中潜力巨大，但目前仍处于研究阶段。循环肿瘤细胞在转移性去势抵抗性前列腺癌中具有明确预后价值，基线CTC计数≥5个/7.5mL血液是总体生存的独立预测因子，但其在局限性癌中检出率低，预后价值有限。新型尿液生物标志物如PCA3和SelectMDX已被纳入临床指南，用于辅助活检决策，尤其在PI-RADS 3类病变的风险分层中发挥作用。

整合应用与未来挑战

该研究提出一个潜在的临床决策框架：从PSA升高出发，通过mpMRI进行初步评估，对不确定病变辅以尿液生物标志物检测；活检确诊后，利用基因组分类器进一步分层，指导主动监测或局部治疗；在晚期阶段，通过液体活检或组织测序识别靶向突变，如BRCA2，以选择PARP抑制剂等系统治疗。然而，当前研究仍面临诸多挑战：多数为单中心回顾性研究，样本量小且缺乏外部验证；影像分割依赖人工，存在主观差异；肿瘤异质性和人群多样性影响模型泛化能力；现有生物标志物在敏感度、特异性及成本方面仍有局限。因此，未来需推动多中心合作、标准化流程开发、多组学数据整合以及针对不同人群的精准研究，以实现前列腺癌精准医疗的全面落地。

总结

本综述系统梳理了放射组学、基因组学和生物标志物在前列腺癌精准医疗中的最新进展与应用前景。放射组学通过从多模态影像中提取定量特征，辅助诊断、分层、疗效评估与复发预测；基因组学揭示关键基因突变与疾病机制的联系，为靶向治疗提供依据；生物标志物则在液体与组织检测中弥补传统方法的不足，提升诊断与预后判断的准确性。三者融合于人工智能驱动的分析框架中，共同推动前列腺癌个体化治疗的发展。尽管目前在研究设计、技术标准化、肿瘤异质性和生物标志物优化方面仍存挑战，但随着多学科合作的深入与大样本前瞻性研究的推进，精准医疗有望在前列腺癌的全程管理中发挥越来越重要的作用，最终改善患者临床结局。

参考文献：

[1] Min K, Lin Q, Qiu D. Precision medicine in prostate cancer: individualized treatment through radiomics, genomics, and biomarkers[J]. Cancer Imaging, 2025, 25(1): 1-13.

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