Evaluering af effektiviteten af anti-HER2 antistof-lægemiddel-konjugater (ADC) i lokal fremskreden eller metastatisk blærecancer baseret på organoid-teknologi.

1. Forskningsbaggrund (Rationale og betydning baseret på indenlandske og internationale forskningstilstande)

   Blærecancer er en ondartet svulst, der stammer fra blærens urothel, og rangerer først i forekomst blandt urogenitale svulster i Kina. Urothelialcarcinom er den mest almindelige type og udgør over 90% af blærecancertilfældene [1]. Cirka 5% af blærecancerpatienterne diagnosticeres med metastatisk sygdom, betegnet som metastatisk blærecancer (MBC) [2-4]. Studier har vist, at den mediane progressionsfri overlevelse (PFS) for MBC-patienter er 7 måneder, og den mediane samlede overlevelse (OS) er 15 måneder [5, 6].

   For patienter med uoperabel lokal fremskreden eller fjern metastatisk blærecancer forbliver platinbaseret kombinationskemoterapi (CC) standard første-linjes behandling [7]. I de senere år, med kontinuerlige fremskridt i medicinsk teknologi, har fremkomsten af nye kemoterapeutiske midler, målrettede lægemidler og immuncheckpoint-hæmmere betydeligt øget de terapeutiske muligheder tilgængelige efter progression på første-linjes kemoterapi for MBC, med lovende effekt [8]. Anti-HER2-antistof-lægemiddelkonjugater (ADCer), repræsenteret af trastuzumab-baserede terapier, er blandt disse muligheder. Humant epidermal vækstfaktorreceptor 2 (HER2) er en transmembrant tyrosinkinasereceptor involveret i stimulering af celledeling, differentiering og overlevelse [9]. HER2-overudtryk spiller en betydelig rolle i udviklingen og progressionen af forskellige ondartede svulster, herunder brystkræft, mavekræft og urothelialcarcinom [10], og er ofte forbundet med en biologisk aggressiv tumorfenotype, dårlig prognose, øget risiko for sygdomsrecidiv og begrænset nytte af kemoterapi [9, 11-13]. I blæreurothelialcarcinom varierer andelen af HER2-proteinoverudtryk (immunhistokemi [IHC] 2+ og 3+) fra 18,1% til 36% [14-16], og HER2-genforstærkning observeres i 10% til 23% af tilfældene [14, 16-17]. Forskning indikerer, at anti-HER2 ADC-lægemidler viser god effekt og sikkerhed i behandlingen af patienter med lokal fremskreden uoperabel eller metastatisk urothelialcarcinom, hvilket giver betydelig klinisk fordel for denne population [18]. I juni 2021 blev Disitamab Vedotin (RC-48, RemeGen Co., Ltd.) godkendt i Kina til behandling af HER2-positiv lokal fremskreden eller metastatisk urothelialcarcinom [10]. HER2-proteinudtryksstatus vurderes typisk ved hjælp af IHC [10]. Der er dog i øjeblikket ingen internationalt standardiseret detektionsprotokol eller fortolkningkriterier for HER2-proteinudtryksstatus i urothelialcarcinom. Dette fører til betydelige uoverensstemmelser i HER2-udtryksvurdering på tværs af forskellige kliniske centre, hvilket direkte påvirker udvælgelsen af patienter, der er berettigede til anti-HER2 ADC-terapi, og standardiseringen af klinisk forskning. Derudover har fluorescens in situ hybridisering (FISH) testning for HER2-genforstærkningsstatus også klinisk betydning for behandlingsvejledning [10]. Kliniske studier tyder på, at HER2 ADC-lægemidler forbliver effektive hos urothelialcarcinompatienter med HER2-proteinoverudtryk (IHC 2+) men negative FISH-resultater [18, 19], og klinisk er der patienter, der drager fordel på trods af negativ proteindetektion men positiv FISH. Disse fund indikerer, at hverken IHC- eller FISH-resultater alene fuldt ud kan vejlede brugen af Disitamab Vedotin. Når klinisk vurdering fastslår en patients ufølsomhed over for det administrerede lægemiddel, er alvorlige toksiske bivirkninger ofte allerede opstået, og sygdomsprogression kan berøve patienten muligheder for alternative behandlinger. Derfor er evaluering af responsen hos lokal fremskreden eller metastatisk blærecancerpatienter over for anti-HER2-antistof-lægemiddelkonjugater for at vejlede behandlingsvalg for patienter med høj lægemiddelfølsomhed, og derved opnå præcis og individuel tumorterapi, i stigende grad blevet et aktuelt forskningsfokus.

   Realisationen af præcis kræftbehandling afhænger i høj grad af lægemiddelfølsomhedstestning. Gennem præcise og individuelle lægemiddelscreeningeksperimenter kan det mest effektive og mindst toksiske behandlingsregime identificeres for hver patient, før behandlingen begynder. Udvikling af patientspecifikke behandlingsplaner repræsenterer en ny forskningsretning for at opnå præcisionsbehandling i blærecancer og forbedre lægemiddeleffekt. Tidligere inkluderede almindeligt anvendte prækliniske modeller traditionelle tumorcellelinjer og patientafledte xenotransplantat (PDX) modeller. Tumorcellelinjeforståelse er enkel, men utilstrækkelig til at simulere væksttilstanden af tumorceller inden i patientens krop, og lægemidler screenet ved hjælp af disse systemer har lav klinisk oversættelsesværdi. Mens PDX-modeller kan simulere in vivo tumorkarakteristika og bevare tumormikromiljøet, har de betydelige begrænsninger, såsom relativt lave stabile indpodningsrater, lange modellerings- og evalueringscyklusser (seks måneder til et år), tidskrævende og arbejdskrævende, hvilket gør dem vanskelige at generere og anvende til højgennemstrømnings lægemiddelscreening [20-23]. Derfor, for at udvikle mere personlige behandlings- og forebyggelsesstrategier skræddersyet til en persons unikke genetiske, miljømæssige og livsstilskarakteristika, minimere risici og optimere medicinsk interventionsresultater, er det nødvendigt at udvikle lægemiddelfølsomhedstestningsmodeller, der kan simulere heterogeniteten og kompleksiteten af blærecancer.

   Organoider, specifikt Patientafledte Organoider (PDOer), er tredimensionelle organotypiske strukturer dannet gennem selvassemblering af stamceller in vitro. De kan differentiere sig til flere organspecifikke celletyper og udvise celle-celle-interaktioner, celle-ekstracellulær matrix-interaktioner og rumlig organisation, og dermed gengive nøglefunktioner og strukturer af rigtige humane organer in vitro, samtidig med at de opretholder stabile fænotypiske og genetiske karakteristika. Sammenlignet med todimensionelle tumorcellelinjer og PDX-modeller kan tumororganoider dyrkes direkte fra en patients eget væv. Disse organoider kan effektivt replikere nøgleegenskaber af den primære tumor, bevare den patologiske morfologi og biologiske mekanismer af patientens væv, bevare tumorheterogenitet og et mere autentisk tumormikromiljø, og har fordelen af en kort vækstcyklus [24]. Dette letter deres anvendelse til følsomhedstestning af kemoterapeutiske lægemidler, molekylært målrettede midler og anti-tumor-antistoffer i kliniske kræftpatienter, forudsige patientrespons på lægemidler, og har potentiale for at assistere klinisk behandlingsbeslutningstagning.

   I 2018 rapporterede en studie offentliggjort i Science om anvendelse af metastatisk gastrointestinal kræftorganoider til lægemiddelfølsomhedstestning [25]. Dette studie sammenlignede og analyserede forskellene i følsomhed over for en række målrettede og kemoterapeutiske lægemidler mellem 21 kliniske patienter og deres tilsvarende PDOer, hvilket 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. [26] biopsivæv fra 112 patienter med lokal fremskreden endetarmskræft til at konstruere 96 endetarmskræftorganoider. Firs af disse blev udvalgt til at teste deres respons på kemoradioterapi, og resultaterne viste, at følsomheden af endetarmskræftorganoider over for kemoradioterapi var højt konsistent med patienternes kliniske responser (følsomhed 78%, specificitet 92%, nøjagtighed 84%). Derefter er konsistens mellem PDO-lægemiddelrespons og patient klinisk respons også observeret i mavekræft, brystkræft og andre svulster. Yan HHN et al. [27] etablerede en mavekræftorganoid biobank ved hjælp af tumorvæv, tilstødende normalt væv og lymfeknudemetastaseprøver fra 34 mavekræftpatienter. Blandt dem udviklede to tilfælde metastase og modtog postoperativ kombinationsterapi med cisplatin og 5-FU, begge viste gode responser. Et andet tilfælde modtog præoperativ kemoterapi og viste ingen respons på postoperativ capecitabin. Undersøgelse af følsomheden af PDOerne fra disse tre tilfælde over for de tilsvarende forbindelser afslørede, at lægemiddelfølsomheden af PDOerne var fuldstændig konsistent med de respektive patienters kliniske responser. Guillen KP et al. [28] genererede PDX- og PDO-modeller fra tumorprøver af brystkræftpatienter med endokrin terapi resistens, recidiv og metastase, og udførte histomorfologiske, genomiske og lægemiddelfølsomhedsanalyser på disse prøver. Resultaterne indikerede, at både brystkræft PDX- og PDO-modeller højt gengav vævsbiologien og genomikken af deres kilde-tumorer, og deres responser på anti-tumorlægemidler var konsistente. I dette studie udviklede en patient med stadium IIA trippel-negativ brystkræft levermetastase cirka et år efter at have gennemgået præoperativ kemoterapi og operation. Forskerne udførte in vitro og in vivo lægemiddelfølsomhedstests på de konstruerede PDO- og PDX-modeller og fandt, at mikrotubulihæmmeren eribulin havde den bedste terapeutiske effekt. Baseret på dette fund blev patienten vejledt til at modtage eribulinbehandling, hvilket resulterede i komplet remission af levermetastasen varig næsten 5 måneder. Disse studier giver foreløbigt bevis for potentialet af PDOer til at vejlede klinisk lægemiddelanvendelse for kræftpatienter. Yderligere forskning har vist, at ved at sammenligne lægemiddelresponsforskellene mellem normale organoider og PDOer kan højt selektive lægemidler identificeres, hvilket kan hjælpe med at reducere toksiske bivirkninger i kliniske patienter. Således vil udførelse af lægemiddelfølsomhedstestning via PDOer for at opdage det mest passende lægemiddelbehandlingsplan hjælpe med at forbedre klinisk effekt for kræftpatienter, reducere toksiske bivirkninger, risikoen for lægemiddelresistens og sandsynligheden for tumorprogression, maksimere patientfordel.

   Derfor vil udnyttelse af patientafledte blærecancerorganoidmodeller til at udføre anti-HER2-antistof-lægemiddelkonjugat følsomhedstestning for lokal fremskreden eller metastatisk blærecancer, etablering af et standardiseret blærecancerorganoid lægemiddelfølsomhedstestningssystem, og formulering af screeningskriterier for blærecancerorganoid lægemiddelfølsomhedstestning, muliggøre vurderingen af den kliniske effekt af anti-HER2 ADC-terapi i disse patienter. Denne tilgang kan assistere i udviklingen af nye individuelle behandlingsplaner til klinisk anvendelse og gennemgå multikenter klinisk validering, og i sidste ende opnå sand "avatar-lægemiddeltestning."

2. Forskningsspørgsmål og Mål (Videnskabelige Spørgsmål og Forskningsmål)

Forskningsspørgsmål: Dette studie anvender et klinisk kontrolleret forsøgsdesign til at sammenligne de etårige, toårige og treårige samlede overlevelsessatser mellem en patientgruppe, der modtager interventioner vejledt af organoid lægemiddelfølsomhedstestning, og en patientgruppe, hvor behandlingsvalg er baseret på HER2-proteinudtryksniveauer bestemt af IHC. Univariat Kaplan-Meier overlevelsesanalyse vil blive brugt til at sammenligne forskellene i samlet overlevelse mellem de to grupper. Studiet sigter mod at evaluere anvendelsesværdien af tumororganoid lægemiddelfølsomhedseksperimenter i vejledning af anti-HER2 ADC-terapi for blærecancer.

Forskningsmål: Ved at observere den kliniske effekt af anti-HER2 ADC-terapi vejledt af tumororganoid lægemiddelfølsomhedsmetoden i blærecancerpatienter, sigter dette studie på at evaluere anvendelsesværdien af tumororganoid lægemiddelfølsomhedseksperimenter i vejledning af individuel behandling med anti-HER2 ADC-lægemidler for blærecancer.