目的:晚期非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)患者因为远处转移或其他原因失去了手术机会,故预后极差。目前,靶向程序性细胞死亡蛋白1(programmed cell death protein 1,PD-1)及其配体(programmed death-ligand 1,PD-L1)抑制剂单药治疗和PD-1/PD-L1抑制剂联合化疗已成为中国晚期NSCLC的标准治疗。然而,并非所有患者都可以从免疫治疗中获益。因此,发掘治疗反应的预测标志物,以便更为准确地筛选可能受益的人群,显得至关重要。基于此,我们以患者的基线临床特征和CT影像组学特征为核心指标,建立了一个临床-影像组学诺莫图预测模型。该模型能够更加精准地预测NSCLC患者在接受靶向PD-1/PD-L1免疫治疗后的疗效和生存结局。方法:本研究纳入了在山东省立医院接受免疫治疗且符合纳排标准的187例晚期NSCLC患者,时间跨度为2019年1月至2021年7月。随访期间,主要关注终点为无进展生存期(progression-free survival,PFS)和总生存期(overall survival,OS)。收集了患者的临床基本信息和基线胸部增强CT影像资料,包括性别、年龄、肿瘤组织学类型、吸烟史等。将患者按照7:3的比例随机划分为训练集和验证集。使用3D-Slicer软件勾画感兴趣区域(region of interest,ROI),并利用自带的PyRadiomics包提取影像特征。通过训练集中的最小绝对收缩和选择算子算法(Least absolute shrinkage and selection operator,LASSO)筛选出与治疗反应有关联的最佳特征,构建了影像组学标签。使用单因素RP56976纯度逻辑回归分析筛选得出了与免疫治疗反应有关的重要临床特征。通过结合影像组学标签和临床特征,采用多因素逻辑回归建立了免疫治疗反应预测模型,并制作了可视化诺莫图。利用接受者-操作者特征曲线(receiver operating characteristic curve,ROC)曲线下面积(area under curve,AUC)对模型效能进行了验证,利用校正曲线和临床决策曲线分析(decision curve analysis,DC点击此处A)评估了模型的临床效益。基于训练集ROC曲线上的截点,将验证集中的患者分为高风险组和低风险组,并通过Kaplan-Meier曲线分析比较了高风险组和低风险组的PFS和OS。进一步对一线二线及后线免疫治疗亚组进行了分析,评估了临床-影像组学诺莫图模型对于免疫治疗的反应。结果:1.在187位患者中,经PD-1/PD-L1免疫治疗后,有132例出现治疗反应或病情稳定。在中位随访期间为633.5天(61-1328天),154例患者出现疾病进展,72例死亡。2.从胸部增强CT中提取了 851个影像特征。通过组间相关系数(intraclass correlation coefficient,ICC)筛选出363个稳健的影像特征。3.在训练集中通过Lasso分析筛选出9个与免疫治疗应答最相关的影像特征,并对其构建影像组学标签,计算影像组学得分(Radscore)。4.在训练集中通过单因素逻辑回归筛选出血清CRP水平、癌胚抗原(carcinoembryonic antigen,CEA)及转移情况这3个临床特征与免疫治疗反应相关。5.多因素逻辑回归构建Rpneumonia (infectious disease)adscore和临床特征的预测免疫治疗反应诺莫图模型,该模型具有良好的效果(训练集AUC:0.881;验证集AUC:0.850),高于单独影像组学模型(训练集AUC:0.839;验证集AUC:0.774)及单独临床因素模型(训练集AUC:0.667;验证集AUC:0.727)。训练集和验证集的校正曲线显示该模型预测免疫治疗反应与实际免疫治疗反应具有较高的吻合度。6.通过DCA得出结合临床及影像组学诺莫图模型净效益大于无影像组学模型。Kaplan-Meier生存分析显示验证集中的高危组PFS和OS较低危组短(PFS:log-rank p=0.023,OS:log-rank p=0.01)。7.在免疫治疗作为一线、二线及后线亚组中,临床-影像组学诺莫图模型预测免疫治疗反应的AUC值分别为0.932、0.875和0.824,说明该临床-影像诺莫图模型对于免疫治疗不同线数均有良好的预测效能。结论:1.基于CT影像组学及临床特征的临床-影像组学诺莫图模型可以预测PD-1/PD-L1免疫治疗晚期NSCLC患者的反应和生存结局。2.在免疫治疗作为一线、二线及后线亚组中,临床-影像组学诺莫图模型对于免疫治疗不同线数均有良好的预测效能。3.该临床-影像组学诺莫图可作为预测免疫治疗疗效的替代标志物,为规划免疫治疗提供重要的决策工具。