Biomarkørundersøgelse af PDR001 i kombination med MCS110 i mavekræft

<Baggrund>

1. Aktuel status for behandlingsmuligheder ved fremskreden mavekræft.

2. Nuværende status for udvikling af immunterapi i mavekræft

   • Udnyttelse af immunsystemet til at bekæmpe kræftceller er en af ​​de fremhævede strategier i udvikling af nye lægemidler i næsten alle former for solide tumorer, herunder mavekræft.
   • Ved PD L1-udtrykkende gastrisk cancer viser anti-PD1-antistof-monoterapien (pembrolizumab) antitumoreffektiviteten. (Bang YJ et al. 2015)
   • Anti-PDL1-antistof (Avelumab), der anvendes i første-linje-vedligeholdelsesindstillingen eller 2.-linie-indstillingen af ​​biomarkør-uselekteret gastrisk cancer viser også lovende antitumor-effektivitet (Chung HC et al. ECCO/ESMO 2015, Oh DY et al. ASCO GI 2016)
   • Der er mange kliniske forsøg, der anvender immunonkologiske (IO) midler, der er i gang i 1. linje indstilling, 2. linje indstilling, 3. linje indstilling og refraktær indstilling. Adskillige strategier bliver brugt, det vil sige IO-monoterapi i biomarkør-selekteret population, IO+IO-kombination, IO+cytotoksisk kemoterapi og IO+andre målrettede midler for at forbedre effektiviteten af ​​at udnytte immunsystemet.
   • Alligevel kender vi ikke den nøjagtige biomarkør for disse IO-midler i mavekræft. Ikke alle patienter får gavn af disse midler.

3. Betydningen af ​​tumormikromiljø

   • Fra et immunterapisynspunkt bør tumormikromiljøet (TME) overvejes for den vellykkede immunterapi.
   • I TME eksisterer mange komponenter, der arbejder for antitumorimmunitet og intratumoral immunsuppression. (Pitt JM et al. 2016)
   • Den mest afgørende og direkte kontrol af tumorceller udføres af CD4+ T-hjælpercelle og CD8+ cytotoksisk T-lymfocyt (CTL). Th1-respons, karakteriseret ved T-celleproduktion af IFN-ɣ, TNF-α, IL-2, anses for at være den essentielle undergruppe for tumorafstødning. Th1-respons bidrager dog også til tumorudslip via IFN-ɣ-medieret ekspression af de hæmmende checkpoint-molekyler PDL1 eller via selektion af resistente kloner gennem tumorimmunoeditering.
   • Langtidseksponering for tumorantigen inducerer Th1-celler og andre T-celler, der mangler den typiske polyfunktionelle fænotype, og som udtrykker hæmmende receptorer såsom PDL1. LAG-3 og TIM-3.
   • Andre undergrupper af CD4+T-celler hæmmer antitumorimmunresponser. CD4+Tregs er eksemplet. Tregs hæmmer antitumoraktiviteten af ​​CTL'er og NK-celler enten direkte eller indirekte via APC'er. Ud over Tregs kan Th2-celler også blokere Tcell-induceret tumorafstødning.
   • TME kan også direkte forringe intratumoral T-celleproliferation, hvilket fungerer som en anden mekanisme til tumorunddragelse af immunovervågning. IDO-produktion inden for TME er eksemplet. IDO produceret af myeloidceller og cancerceller kataboliserer tryptophan til at generere kynurenin, som tilsammen fremmer omdannelsen af ​​naive T-celler til Tregs, hæmning af Treg-omprogrammering til potentielt antitumorale Th-celler og øger MDSC-funktioner gennem opregulering af IL-6-ekspression.

4. Rollen af ​​polariserede makrofager i TME

   • Makrofager er en af ​​hovedkomponenterne i TME, rekrutteres af kemokiner såsom M-CSF og chemokin C-C motiv ligand 2 og produceres hovedsageligt af tumorceller (Wiktor-Jedrzejczak W, et al. 1996)
   • Makrofager er dynamiske celler, der kan udtrykke forskellige funktionelle programmer som reaktion på mikromiljøsignaler (Mantovani A, et al. 2004)
   • Bakteriestimuli, IFN-ɣ og GM-CSF fremmer en proinflammatorisk M1-polariseret fænotype, hvorimod M-CSF, IL-4 og IL-13 favoriserer dannelsen af ​​folatreceptor b-positiv, IL-10-producerende, immunsuppressiv, M2-polariseret makrofager. (Murray PJ, et al. 2011). M1-makrofager forstærker også TH1-responser, hvilket giver en positiv feedback-loop i antitumorresponset.
   • Makrofager, der infiltrerer tumorvæv, også kaldet tumorassocierede makrofager (TAM'er), kan drives af tumor-afledte og T-celle-afledte cytokiner til at erhverve en sådan polariseret fænotype og har en nøglerolle i subversion af adaptiv immunitet og i inflammatoriske kredsløb som fremmer tumorvækst og -progression. (Mantovani A, et al. 2002)
   • Fuldt polariserede M1- og M2-makrofager er yderpunkterne af et kontinuum af funktionelle tilstande; i modsætning til denne binære M1/M2-definition er der adskillige andre forskellige populationer, der deler træk af begge typer.( Ojalvo LS, et al. 2009)
   • De M2-polariserede makrofager fremmer tumorprogression og metastase ved at aktivere kredsløb, der regulerer tumorvækst, adaptiv immunitet, stromadannelse og angiogenese og kan bruges som prognostiske indikatorer. (Balkwill F, et al. 2001)

5. Rollen af ​​polariserede makrofager i mavekræft

   • Ved mavekræft er infiltration af polariserede TAM'er en uafhængig prognostisk faktor. (Zhang, et al. 2015)
   • Antallet af peritoneale makrofager med M2-fænotypen (CD68+CD163+ eller CD68+CD204+) var signifikant højere hos gastriske cancerpatienter med peritoneal disseminering end hos dem uden peritoneal disseminering. (Yamaguchi et al. 2015)
   • Højere ekspression af M2-relateret messenger-RNA (IL-10, VEGF-A, VEGF-C, MMP-1, amphiregulin), lavere ekspression af M1-relateret messenger-RNA (TNF-am CD80, CD86, IL-12p40) blev bekræftet i TAM af mavekræft.
   • Interessant nok konverterede makrofagsamkultur med mavekræftceller M1-fænotype til M2-fænotype. Desuden resulterede sameksistensen af ​​MKN45-celler med M2-makrofager i cancercelleproliferation og en acceleration af tumorvækst i xenograft-modellen.
   • På vores hospital undersøgte vi den prognostiske betydning af TAM i MSI-høj gastrisk cancer ved hjælp af IHC. (Kim et al. 2015) CD68 og CD163 blev brugt som markører for henholdsvis totalinfiltrerende makrofager og M2-polariserede makrofager. Tætheden af ​​CD68+ eller CD163+ TAM'er i fire forskellige områder (epitel- og stromale rum i både tumorcentret og invasiv front) blev analyseret i 143 tilfælde af MSI-høj fremskreden gastrisk cancer.

   I multivariat overlevelsesanalyse var CD163+ TAM'er i fire kombinerede områder, stromale og epiteliale rum af både tumorcenter og invasiv front uafhængig prognostisk indikator i MSI-høj gastrisk cancer.

   • Polariseret CD163+ TAM blev også rapporteret at være forbundet med øget angiogenese og CXCL12-ekspression i mavekræft (Park et al. 2015)
   • Vi undersøgte rollen af ​​cytokin og angiogene faktorer i mavekræft (Ock et al. 2015, Ock et al. 2016). Højt serumniveau af M-CSF er forbundet med dårligt overlevelsesresultat hos mavekræftpatienter, som modtog standard 1.-linje kemoterapi.

6. Potentiale for kombination af PD1-hæmmer og CSF-1-hæmmer

   • Blokering af kolonistimulerende faktor-1 (CSF-1) begrænser makrofaginfiltration og forbedrer brystkarcinomers respons på kemoterapi. (Ruffell B et al. Cancer Cell 2014)
   • I BRAF mutant melanom-model reducerede CSF1R-hæmmer (PLX3397) rekrutteringen af ​​CD11bC Gr1lo- og CD11bC Gr1int M2-lignende makrofager, men dette blev ledsaget af en akkumulering af CD11bC Gr1hi-celler. PDL1-ekspression på resterende myeloidceller dæmpede potentielt antitumoreffektiviteten af ​​BRAF-hæmmer (PLX3397) og PLX4720 i kombination, da PD1/PDL1-akseblokade forbedrede resultatet. (Ngiow SF et al. 2015)
   • I bugspytkirtelkræftmodellen kan inhibering af signalering af den myeloide vækstfaktorreceptor CSF1R funktionelt omprogrammere makrofagresponser, der forbedrer antigenpræsentationen og produktive antitumor-T-celleresponser. (Zhu Y et al. 2014) CSF1R blokade opregulerede imidlertid også T-celle checkpoint molekyler, herunder PDL1 og CTLA4, og begrænsede derved gavnlige terapeutiske effekter.
   • I disse tilfælde reducerede kombination af CSF1R-blokade og PD1- eller CTLA4-hæmmer kraftigt tumorprogression.

<Forsøgsdesign og plan> Hvert doseringsinterval vil være 3 uger.

1. Før 1. dosering af MCS110 vil 1. frisk tumorbiopsi blive udført.
2. Efter 1. dosering af MCS110 monoterapi vil 2. frisk tumorbiopsi blive udført
3. Derefter vil en kombination af MCS110 med PDR001 blive initieret.
4. Efter 1. dosering af MCS110/PDR001 kombination, vil 3. frisk tumorbiopsi blive udført.
5. Derefter vil MCS110/PDR001-kombinationen blive leveret til patienterne indtil sygdomsprogression, utålelig toksicitet eller patientens samtykke tilbagetrækning.
6. På tidspunktet for sygdomsprogression opnås frisk tumorvæv, hvis det er muligt (valgfrit).
7. I hvert tumorbiopsitidspunkt vil blodprøvetagning blive ledsaget.
8. Tumorresponsevaluering vil blive udført hver 2. cyklus af MCS110/PDR001 kombinationsbehandling.

Translationel forskning, der vil blive udført. Beskrivelsen af ​​biomarkørændringer vil være hovedformålet med denne biomarkørundersøgelse. Derfor er den translationelle forskning hovedinteressen i denne undersøgelse.

Kandidatbiomarkørerne er som nedenfor, som blev adopteret fra det kliniske forsøg med MCS110Z2102. Imidlertid vil de nøjagtige analyseelementer blive valgt baseret på tumorvævsmængden og udvikling af videnskab i løbet af studieperioden. Hovedfokus vil være på PDL1, TAM, TIL.