Tidlig påvisning af de Novo Cancer hos levertransplantationsmodtagere (DETECT)

BAGGRUND Levertransplantation er en kompleks kirurgisk procedure og den eneste helbredende behandling for mange patienter med kronisk leversygdom i slutstadiet og akut leversvigt. Korttidsoverlevelsen for levertransplanterede er forbedret markant i løbet af de seneste årtier med en 1-års overlevelse på 90 %[1]. I modsætning hertil har der i samme tidsperiode ikke været nogen forbedring i langtidsoverlevelse, idet kun 61-74% af levertransplanterede lever 10 år efter transplantation [2, 3]. Dette er på trods af, at medianalderen på tidspunktet for transplantationen er 48 år. De novo cancer efter transplantation er en af ​​de førende årsager til sen død og en uafhængig risikofaktor for dødelighed efter levertransplantation [3, 4].

Den kumulative forekomst af de novo cancer efter levertransplantation i den skandinaviske befolkning er 1 % efter 1 år, 3 % efter 3 år, 4 % efter 5 år, 9 % efter 10 år og 15 % efter 20 år [5]. Risikoen for de novo kræft for levertransplanterede er dobbelt så stor som kræftrisikoen i den generelle befolkning [5, 6] og endnu højere for børn og unge [3]. Derudover forekommer kræftformer på et mere fremskredent stadium [6]. Efter levertransplantation er livslang immunsuppressiv behandling nødvendig for at forhindre organafstødning. Immunsuppression betragtes som en primær risikofaktor for de novo cancer [7-10], sandsynligvis på grund af nedsat cancerovervågning [8].

Selvom der ikke er nogen pålidelige biomarkører, der afspejler status for immunfunktionen hos levertransplanterede modtagere, har opportunistiske infektioner med Cytomegalovirus (CMV) og Torque Teno Virus (TTV) vist sig at fungere som surrogatforanstaltninger for overimmunsuppression. I modsætning til Epstein-Barr-virus (EBV) og humant herpesvirus 8 (HHV8) har CMV og TTV ikke været direkte impliceret i patogenesen, der fører til cancer, og disse vira kan derfor tjene som funktionelle markører for niveauet af immunsuppression [11- 13]. Forholdet mellem opportunistiske virusinfektioner og ikke-virus associerede de novo cancere efter levertransplantation er ikke blevet tilstrækkeligt undersøgt.

På grund af høj forekomst af cancer kan screening være relevant hos levertransplanterede [14, 15]. Positron Emission Tomography-Computed Tomography (PET-CT) er den foretrukne metode til at påvise de novo kræftformer, men modaliteten er dyr og indebærer en risiko for falske positive resultater [16]. Metoden genomomspændende cellefri DNA-fragmentering tillader differentiering mellem cellefrit DNA fra raske individer og patienter med cancer [17]. I en tidligere undersøgelse var tidlig påvisning af forskellige kræftformer mulig med en høj nøjagtighed (areal under kurve (AUC) på 0,94). Desuden kunne oprindelsesvæv identificeres ud fra fragmenteringsprofiler. Denne metode er ikke blevet undersøgt hos levertransplanterede modtagere og kan bruges til at screene modtagere, som kunne drage fordel af yderligere undersøgelser såsom PET-CT.

Som konklusion, for at reducere kræftrelateret dødelighed hos levertransplanterede modtagere, er der behov for nye værktøjer til at identificere modtagere med øget risiko for at udvikle de novo-kræft. Der er især behov for nye værktøjer, der vil muliggøre diagnosticering af de novo-kræft på et tidligt tidspunkt, der tillader helbredende tilsigtet intervention. Studiet har potentiale til at give information til at lukke vigtige huller i vores viden og til at forbedre prognosen hos levertransplanterede modtagere.

MÅL

Det overordnede formål med denne undersøgelse er at reducere de novo kræftdødelighed hos levertransplanterede modtagere. For at nå dette mål vil vi:

I. Bestem prævalens og forekomst af de novo cancer hos levertransplanterede modtagere i Skandinavien og opbygge en algoritme til at identificere højrisiko individer II. Undersøg om opportunistiske virusinfektioner (som et surrogat for overimmunosuppression) er forbundet med de ikke-virus associerede de novo cancere III. Undersøg, om cellefri DNA-fragmentering kan bruges til at identificere levertransplantationsmodtagere med de novo kræftformer og til at identificere kræft i et asymptomatisk stadium

METODER Dette studie er et multicenter tværsnits case-kontrol studie i levertransplanterede modtagere i alderen mellem 20 og 100 år fra fem skandinaviske levertransplantationscentre (København, Oslo, Gøteborg, Stockholm, Helsinki). Disse centre samarbejder i organudvekslingsorganisationen Scandiatransplant med det formål at fremme forskning og udvikle organdonation, allokering og transplantation. Det seneste årti er 3628 levertransplanterede modtagere blevet registreret i Scandiatransplant-databasen, og alle vil blive inkluderet i undersøgelsen [18, 19, 20].

Plasma-, serum- og fuldblodsprøver, indsamlet før levertransplantation og sekventielt under post-levertransplantation opfølgning, fra modtagere i Skandinavien er blevet opbevaret i en dedikeret biobank på Rigshospitalet (n=932). Inklusion er løbende, og vi forventer at have inkluderet yderligere 300 patienter på tidspunktet for de foreslåede analyser.

Fra lokale kræftregistre vil kræfttype og diagnosedato blive registreret, og fra Scandiatransplants database og elektroniske journaler vil kliniske variable blive hentet. Disse omfatter alder, køn, immunsuppressivt regime og varighed inkl. tacrolimusniveauer, akutte afstødninger, leverbiopsifund, indikation for levertransplantation, alkohol- og rygehistorie og co-morbiditet.

CMV & TTV I et indlejret case-kontrolstudie blandt 67 levertransplanterede patienter med cancer og 207 levertransplanterede uden cancer, er blodprøver undersøgt for TTV-DNA og CMV-DNA som uafhængige risikofaktorer for cancer efter levertransplantation. Tidligere undersøgelser har vist, at TTV viral load er forbundet med intensiteten af ​​immunsuppression [11, 13], hvorfor TTV viral load kan bruges som en markør for immunsuppression. Selvom mere end 80 % af voksne er CMV-seropositive, er påviselig CMV-viral replikation mindre almindelig. For CMV vil vi bruge påviselig CMV-replikation som en markør for overimmunsuppression [12, 21]. Påvisning og kvantificering af CMV-DNA i blod udføres som rutineanalyse på Klinisk Mikrobiologisk Afdeling, Rigshospitalet under CE-IVD på Roche cobas 6800-platformen og er kvalitetssikret eksternt og kalibreret efter WHOs internationale standard. Til påvisning og kvantificering af TTV-DNA anvendes Biomerieux Argene TTV R-GENE-assayet: DNA oprenses på Qiagen Qiacube og real-time PCR udføres på Agilent AriaMx. Måling af TTV-DNA udføres udelukkende som forskning, da analysen endnu ikke er fastlagt som rutineoperation. Nikolai Kirkby er ansvarlig for udførelse og kvalitetssikring af analyserne for CMV / TTV-DNA.

Cellefri DNA-fragmentering I et case-kontrolstudie undersøges blodprøver fra biobanken med cellefri DNA-fragmentering blandt 67 levertransplanterede patienter med cancer og 207 matchede kontroller. Cellefrit DNA i plasma analyseres ved overfladisk helgenomsekventering og DELFI (DNA-evaluering af fragmenter til tidlig interception). DELFI er en maskinlæringsalgoritme udviklet af medlemmer af projektgruppen. Det bruges til at påvise kræft og det væv, kræften stammer fra, ved at undersøge fragmentstørrelse og mønster af cellefrit DNA [17]. Hos modtagere, hvor der måles et kræftsignal, vil blodprøver forud for kræftdiagnosen blive analyseret for at undersøge, om metoden er i stand til at påvise kræft forud for kliniske symptomer. Cellefri DNA-fragmenteringsanalyser udføres ved Institut for Molekylær Medicin, Aarhus Universitet af Claus Lindberg Andersen.

STATISTIK Prævalensen og forekomsten af ​​de novo cancer hos levertransplanterede modtagere bestemmes. For at vurdere risikofaktorer anvendes Cox multivariat regressionsanalyse med tiden til første de novo cancerdiagnose efter levertransplantation som en afhængig variabel.

For at etablere en algoritme, der afspejler risikoen for de novo cancer efter levertransplantation, vil hazard ratios (HR) fra signifikante variabler i den multivariate COX-regression blive transformeret med naturlig logaritme for at muliggøre addition. Scoren vil blive udtrykt ved den eksponentielle funktion af denne summering (dvs. exp [ln (HR 1) + ln (HR 2) + ln (HR n)]).

Vi vil sammenligne standardafvigelserne fra cellefri DNA-fragmenteringsprofiler mellem tilfælde og kontroller ved hjælp af en Wilcoxon rangsum-test.

POWER Hos levertransplantationsmodtagere steg TTV-viræmi tre måneder efter levertransplantation med stigende immunsuppression [13]. Viræmi steg fra 5,8 log10 kopier/ml i lavdosis monoterapi immunsuppression til 7,3 log10 kopier/ml i kombinationsbehandling. Givet en alfa på 0,05 og en styrke på 0,90 med 67 tilfælde og 201 kontrol, vil den minimale påviselige forskel i TTV-viræmi være 0,4 log10 kopier/ml (G*Power, version 3.1.9.3).

I en tidligere undersøgelse blev 73 % af kræfttilfældene identificeret med DELFI, og kræftsignalet blev kun set hos 1,9 % af de raske kontroller [17]. Kræftpatienter og sund kontrol er dog muligvis ikke sammenlignelige med levertransplanterede med hensyn til DELFI-analyser. På grund af risiko for betændelse/afstødning har vi mistanke om højere risiko for kræftsignal i kontrolgruppen. Givet en alfa på 0,05 og en styrke på 0,90 med 67 tilfælde og 201 kontroller, vil den minimale påviselige forskel i forhold være 21 % (73 % i tilfælde og 52 % i kontroller) (G*Power, version 3.1.9.3). Mediantiden fra blodprøvetagning til frysning for vores plasmaprøver er mindre end 3 timer, hvilket er acceptabelt for cellefri DNA-fragmenteringsanalyser.