Колоректальный рак занимает третье место среди злокачественных новообразований в мире. Современный скрининг основан на тесте на скрытую кровь в кале (FOBT), однако его чувствительность в отношении прогрессирующих аденом (ключевых предраковых поражений) остается ограниченной. Колоноскопия по-прежнему является золотым стандартом для окончательной диагностики, что обуславливает необходимость разработки новых методов скрининга на основе анализа крови для оптимизации направлений на колоноскопию у FOBT-положительных пациентов.

В проспективное исследование включили 104 пациента с положительным FOBT, которым выполнялась колоноскопия. На основании эндоскопической и гистопатологической оценки пациенты были классифицированы на группы: без полипов (NP, n = 46), с неprогрессирующими полипами (NA, n = 33) и прогрессирующими полипами (AP, n = 25).

Методом спектральной цитометрии охарактеризованы 75 субпопуляций иммунных клеток и их профили хоминга, активации и истощения, что дало 900 переменных. Дифференциально экспрессированные переменные использовались для обучения пяти моделей машинного обучения, включая случайный лес, дерево решений, мультиномиальную регрессию, SVM с полиномиальным ядром и метод K-ближайших соседей.

Среди 91 дифференциально экспрессированной иммунной переменной отбор признаков методом Boruta выявил семь ключевых клеточных популяций. Th1-подобные клетки emerged как доминирующая предиктивная переменная.

Модель дерева решений показала лучшую общую производительность с полной классификацией пациентов с прогрессирующими полипами (AUC=1.0, 100% чувствительность и специфичность). Общая точность модели достигла 75% (p < 0.01 по сравнению с отсутствием информации), с macro-AUC 0.85.

Исследование демонстрирует, что иммунотипирование циркулирующего иммунома методом спектральной цитометрии в сочетании с машинным обучением может выявлять пациентов с прогрессирующими колоректальными аденомами по образцу крови. Th1-подобные клетки представляются не только ключевыми клетками, но и перспективным биомаркером, который может дополнить существующий FOBT-скрининг для приоритизации колоноскопии у пациентов с наивысшим риском предраковых поражений.