Evaluering af effektiviteten af postoperativ adjuvant kemoterapi for blærecancer baseret på organoid-teknologi.

1. Forskningsbaggrund (Præsenterer rationalet og betydningen af denne undersøgelse baseret på nuværende national og international forskning)

   Blærecancer er en ondartet svulst, der stammer fra blærens urothel, og rangerer forrest i forekomst blandt urogenitale svulster i Kina.
   Blandt disse er urothelialcarcinom den mest almindelige og udgør over 90% af blærecancertilfældene [1].
   Klinisk klassificeres blærecancer baseret på dybden af svulstens invasion i blærevæggen og prognostiske karakteristika i ikke-muskelinvasiv blærecancer (NMIBC) og muskelinvasiv blærecancer (MIBC).
   MIBC udgør ca. 20% af ny diagnosticerede blærecancertilfælde [2-3], men dens prognose er væsentligt dårligere end NMIBC, med en 5-års overlevelsesrate (OS) på ca. 60%-70% [4-5].

   For patienter med T2~T4a stadie sygdom uden fjernmetastase er radikal cystektomi (RC) typisk standardbehandlingen [2-3].
   Men for højrisikopatienter med pT3-pT4 sygdom og/eller pN+ M0 status er 5-års overlevelsesraten efter RC kun 25-35% [2, 6-8].
   Derfor spiller kombinationen af systemisk terapi og kirurgi en afgørende rolle i at reducere svulstens progressionsrater.
   Flere retrospektive undersøgelser har vist, at adjuvans kemoterapi efter RC kan forsinke recidiv og forbedre den samlede overlevelse, hvilket giver klinisk fordel.
   Skinner et al. [9] rapporterede den første randomiserede prøve, som viste fordele for adjuvans kemoterapigruppen med hensyn til sygdomsfri overlevelse (DFS) (51% vs. 34%) og samlet overlevelse (44% vs. 39%, n.s.) efter 5 år.
   En anden prospektiv randomiseret prøve rapporteret af Freiha et al. undersøgte fordelen af adjuvans CMV-kemoterapi efter RC hos 50 patienter med pT3b-T4, N0/+, M0 sygdom [10].
   Som følge heraf anbefaler retningslinjer adjuvans kemoterapi til højrisikopatienter med pT3~pT4 sygdom eller lymfeknudemetastase [11].
   I øjeblikket inkluderer almindeligt anvendte adjuvans kemoterapilægemidler til blærecancer: cisplatin, gemcitabin, methotrexat, vinblastin, doxorubicin, paclitaxel...
   Men variationen i kemoterapilægemidler og forskellige administrationsmetoder fører til, at valg af behandlingsregime ofte afhænger af lægers kliniske erfaring eller specifikke forskningsresultater, mangler en ensartet standard og præges af empirisme og tilfældighed.
   Desuden udviser nogle patienter iboende resistens over for visse kemoterapeutiske midler.
   Når den kliniske vurdering bekræfter en patients ufølsomhed over for det anvendte lægemiddel, er alvorlige toksiske bivirkninger ofte allerede opstået, hvilket potentielt endda kan føre til multiresistens (MDR) og derved fratage patienten muligheden for at vælge alternative behandlinger.
   Derfor er det blevet et forskningsfokus, hvordan man evaluerer kemoterapirespons, undgår primært resistente lægemidler og direkte vælger højtfølsomme midler for at opnå individuel kemoterapi.

   Realiserings af præcis kræftbehandling afhænger i høj grad af lægemiddelfølsomhedstestning.
   Gennem præcise og individuelle kemoterapilægemiddelscreeningeksperimenter kan det mest effektive og mindst toksiske behandlingsregime identificeres for hver patient, før behandlingen begynder.
   Udvikling af patientspecifikke kemoterapiplaner repræsenterer en ny forskningsretning for at opnå præcisionsbehandling i blærecancer og forbedre kemoterapiens effektivitet.
   Tidligere var de mere almindeligt anvendte prækliniske modeller traditionelle svulstcellelinjer og patientafledte xenotransplantat (PDX) modeller.
   Svulstcellelinjedyrkning er enkel, men utilstrækkelig til at simulere væksttilstanden af svulstceller i patientens krop, og lægemidler screenet ved hjælp af dette system har lav klinisk anvendelsesværdi.
   Selvom PDX-modeller kan simulere in vivo svulstkarakteristika og bevare svulstens mikromiljø, har de væsentlige begrænsninger, såsom relativt lave stabile implantationsrater, lange modellerings- og evalueringscyklusser (seks måneder til et år), tidskrævende og arbejdskrævende, hvilket gør dem vanskelige at generere og anvende til højgennemstrømningslægemiddelscreening [12-15].
   Derfor er det afgørende at udvikle lægemiddelfølsomhedstestningsmodeller, der kan simulere heterogeniteten og kompleksiteten af blærecancer, for at udvikle mere individuelle behandlings- og forebyggelsesstrategier tilpasset en persons unikke genetiske, miljømæssige og livsstilsmæssige karakteristika, minimere risici og optimere medicinske interventionsresultater.

   Organoider, specifikt Patientafledte Organoider (PDOs), er tredimensionelle organotypiske strukturer dannet gennem stamcellers selvorganisering in vitro.
   De kan differentiere til flere organspecifikke celletyper og udvise celle-celle interaktioner, celle-ekstracellulær matrix interaktioner og rumlig organisering, og dermed genskabe nøglefunktioner og strukturer af ægte menneskelige organer in vitro, samtidig med at de bevarer stabile fænotypiske og genetiske karakteristika.
   Sammenlignet med todimensionelle svulstcellelinjer og PDX-modeller kan svulstorganoider dyrkes direkte fra en patients eget væv.
   Disse organoider kan effektivt replikere nøgleegenskaber af den primære svulst, bevare den patologiske morfologi og biologiske mekanismer af patientens væv, bevare svulstheterogenitet og et mere autentisk svulstmikromiljø, og har fordelen af en kort vækstcyklus [16].
   Dette letter deres brug til følsomhedstestning af kemoterapilægemidler, molekylært målrettede midler, antikropper mod svulster osv. i kliniske kræftpatienter, forudsiger patientrespons på lægemidler og har potentiale til at assistere klinisk behandlingsbeslutningstagning.

   I 2018 rapporterede en undersøgelse offentliggjort i Science om brugen af metastatiske gastrointestinale kræftorganoider til lægemiddelfølsomhedstestning [17].
   Denne undersøgelse sammenlignede og analyserede forskellene i følsomhed over for en række målrettede og kemoterapeutiske lægemidler mellem 21 kliniske patienter og deres tilsvarende PDO'er og demonstrerede stærk konsistens mellem de to.
   Sammenlignet med patienternes faktiske terapeutiske resultater var PDO-forudsigelserne robuste (følsomhed 100%, specificitet 93%, positiv prædiktiv værdi 88% og negativ prædiktiv værdi 100%).
   I 2020 brugte Yao Y et al. [18] biopsivæv fra 112 patienter med lokal fremskreden rektalcancer til at konstruere 96 rektalcancerorganoider.
   Firs af disse blev udvalgt til at teste deres respons på kemoradioterapi, og resultaterne viste, at følsomheden af rektalcancerorganoider over for kemoradioterapi var højt konsistent med patienternes kliniske responser (følsomhed 78%, specificitet 92%, nøjagtighed 84%).
   Efterfølgende er konsistens mellem PDO-lægemiddelrespons og patientklinisk respons også observeret i mavecancer, brystcancer og andre svulster.
   Yan HHN et al. [19] etablerede en mavecancerorganoidbiobank ved hjælp af svulstvæv, tilstødende normalt væv og lymfeknudemetastaseprøver fra 34 mavecancerpatienter.
   Blandt disse udviklede to tilfælde metastase og modtog postoperativ kombinationsbehandling med cisplatin og 5-FU, som begge viste gode responser.
   Et andet tilfælde modtog præoperativ kemoterapi og viste ingen respons på postoperativ capecitabin.
   Undersøgelse af følsomheden af PDO'erne fra disse tre tilfælde over for de tilsvarende forbindelser afslørede, at lægemiddelfølsomheden af PDO'erne var fuldstændig konsistent med de respektive patienters kliniske responser.
   Guillen KP et al. [20] genererede PDX- og PDO-modeller fra svulstprøver af brystcancerpatienter med endokrin terapiresistens, recidiv og metastase, og udførte histomorfologiske, genomiske og lægemiddelfølsomhedsanalyser på disse prøver.
   Resultaterne indikerede, at både brystcancer PDX- og PDO-modeller højt genskabte vævsbiologien og genomikken af deres kildesvulster, og deres responser på antikræftlægemidler var konsistente.
   I denne undersøgelse udviklede en patient med stadium IIA trippel-negativ brystcancer levermetastase ca. et år efter at have gennemgået præoperativ kemoterapi og kirurgi.
   Forskerne udførte in vitro og in vivo lægemiddelfølsomhedstests på de konstruerede PDO- og PDX-modeller og fandt, at mikrotubuliinhibitoren eribulin havde den bedste terapeutiske effekt.
   Baseret på dette fund blev patienten vejledt til at modtage eribulinbehandling, hvilket resulterede i komplet remission af levermetastasen i næsten 5 måneder.
   Disse undersøgelser giver foreløbige beviser for PDO'ernes potentiale til at guide klinisk lægemiddelanvendelse for kræftpatienter.
   Yderligere forskning har vist, at ved at sammenligne lægemiddelresponsforskellene mellem normale organoider og PDO'er kan højt selektive lægemidler identificeres, hvilket kan hjælpe med at reducere toksiske bivirkninger i kliniske patienter.
   Således vil udførelse af lægemiddelfølsomhedstestning via PDO'er for at opdage det mest passende lægemiddelbehandlingsplan hjælpe med at forbedre klinisk effektivitet for kræftpatienter, reducere toksiske bivirkninger, risikoen for lægemiddelresistens og sandsynligheden for svulstrecidiv, maksimere patientfordel.

   Derfor vil udnyttelse af patientafledte blærecancerorganoidmodeller til at udføre lægemiddelfølsomhedstestning for adjuvans kemoterapi i muskelinvasiv blærecancer, etablering af et standardiseret blærecancerorganoidlægemiddelfølsomhedstestningssystem og formulering af screeningskriterier for blærecancerorganoidlægemiddelfølsomhedstestning, gøre det muligt at vælge optimale lægemiddelkombinationsregimer.
   Denne tilgang kan assistere i at udvikle nye individuelle behandlingsplaner til klinisk anvendelse og gennemgå multicenterklinisk validering, og i sidste ende opnå ægte "avatar-lægemiddeltestning".

2. Forskningsspørgsmål og mål (Forklarer de videnskabelige spørgsmål og forskningsmål)

Forskningsspørgsmål: Denne undersøgelse anvender et klinisk kontrolleret forsøgsdesign til at sammenligne de etårige, treårige og femårige samlede overlevelsesrater mellem en patientgruppe, der modtager interventioner vejledt af organoidlægemiddelfølsomhedstestning, og en patientgruppe, der modtager traditionel empirisk behandling.
Univariat Kaplan-Meier overlevelsesanalyse vil blive brugt til at sammenligne forskellene i recidivrater mellem de to grupper.
Undersøgelsen har til formål at evaluere anvendelsesværdien af svulstorganoidlægemiddelfølsomhedseksperimenter i at guide kemoterapi for blærecancer.

Forskningsmål: Ved at observere den kliniske effektivitet af adjuvans kemoterapi vejledt af svulstorganoidlægemiddelfølsomhedsmetoden i blærecancerpatienter har denne undersøgelse til formål at evaluere anvendelsesværdien af svulstorganoidlægemiddelfølsomhedseksperimenter i at guide individuel kemoterapi for blærecancer.