腫瘍の成長率と腫瘍マーカーレベルの変化の定量分析：特定の成長率と倍増時間

背景：腫瘍体積の倍増時間（DT）は、腫瘍の成長率を推定するために広く使用されています。ただし、DTは、成長率の不確実性がかなりの場合、腫瘍の平均成長率の誤った推定値を与えます。特定の成長率（SGR）は、不確実性の影響を受け、より関連性の高いパラメーターです。最適化されたイメージング技術と観測間の長期間隔は、成長率の推定の不確実性を減らすことができます。DTは、腫瘍マーカーレベルの変化を定義するためにも使用されます。この研究の目的は、不確実性が無視できる場合、成長率の測定値としてDTとSGRを比較することでした。 方法：成長率の推定の不確実性がないと仮定して、数学的分析とコンピューターシミュレーションが実行されました。以前に公開された2つの臨床研究のデータは、両方の変数によって評価されました。 結果：DTとSGRの間の非線形関係により、これらの変数を使用しても同様の結果は得られません。DTの変動は、成長率の変動を均一に示すものではありません。DTは、ゆっくりと成長する腫瘍の成長速度の違いを主に過大評価し、急速に成長する腫瘍の成長率の違いを過小評価します。一方、SGRは、すべての範囲全体の成長率の差を均一に示しています。臨床観察の定量分析は、成長率に使用される変数に応じて矛盾する結果につながる可能性があります。 結論：腫瘍体積の成長率は、成長率の推定の不確実性のレベルに関係なく、SGR、または単位時間あたりの割合の増加によって表現する必要があります。この結論は、腫瘍マーカーレベルの変化にも有効です。腫瘍の体積の成長速度と相関するかどうかにかかわらず。

BACKGROUND: Doubling time (DT) of tumor volume has been widely used to estimate the growth rate of tumors. However, DT gives incorrect estimates of the average growth rate of tumors when the uncertainty of growth rate is considerable. Specific growth rate (SGR) is less affected by uncertainties and is a more relevant parameter. Optimized imaging techniques and prolonged interval between observations can reduce the uncertainty of growth rate estimation. DT is also used for defining changes in tumor marker level. The aim of this study was to compare DT and SGR as measures of growth rate when the uncertainty is negligible. METHODS: Mathematical analysis and computer simulations were carried out assuming no uncertainty of growth rate estimation. Data from two previously published clinical studies were assessed by both variables. RESULTS: Due to the non-linear relationship between DT and SGR, using these variables does not give similar results. The variation of DT is not uniformly indicating variations of the growth rate. DT largely overestimates the difference in growth rate of slowly growing tumors and underestimates the difference in growth rate of rapidly growing tumors. On the other hand, SGR uniformly indicates the difference between growth rates throughout all ranges. Quantitative analysis of clinical observations can lead to contradictory results depending on the variable used for growth rate. CONCLUSION: The growth rate of tumor volume should be expressed by SGR, or percentage increase per unit time, regardless of the level of the uncertainty of growth rate estimation. This conclusion is also valid for changes in tumor marker level, whether it is correlated with the growth rate of tumor volume or not.