Fækal mikrobiom og metabolitter hos hoved- og halskræftpatienter, der modtager (kemio)strålebehandling

Hoved- og halskræft udgør omkring 4-5% af alle kræfttilfælde på verdensplan og er forbundet med relativt dårlige overlevelsesudfald. De fleste patienter præsenterer sig med lokoregionært fremskreden sygdom, og trods aggressiv multimodal behandling inklusive strålebehandling, opstår recidiv hos op til halvdelen af patienterne inden for to år. Akutte bivirkninger ved strålebehandling, især radiomukositis og radiodermatitis, forekommer hos mere end 90% af patienterne og kan føre til afbrydelser af behandlingen, hvilket påvirker udfaldene negativt.

Nylig evidens indikerer, at tarms mikrobiom (fækal mikroflora) og dets metabolitter kan påvirke effektiviteten og toksiciteten af kræftbehandlinger. Studier har påvist sammenhænge mellem sammensætningen af tarmens mikrobiota og respons på immunterapi og kemoterapi, og prækliniske data tyder på, at specifikke bakterielle metabolitter, herunder kortkædede fedtsyrer og tryptofanmetabolitter, kan påvirke strålebehandlingsrelateret toksicitet og overlevelse. Nye kliniske undersøgelser har også vist sammenhænge mellem baseline-mangfoldigheden i tarmens mikrobiom og overlevelse eller respons på kemostrålebehandling i flere kræfttyper. Data vedrørende patienter med hoved- og halskræft er dog stadig begrænsede.

Dette prospektive kliniske studie har til formål at evaluere sammenhængen mellem sammensætningen af fækalt mikrobiom og udvalgte bakterielle metabolitter med behandlingsrespons og akut toksicitet hos patienter med lokoregionært fremskreden hoved- og halskræft, som gennemgår radikal strålebehandling med eller uden samtidig kemoterapi på Onkologisk Institut i Ljubljana.

Deltagerne vil blive behandlet i henhold til standard institutionel klinisk praksis og internationale retningslinjer. Biologiske prøver vil blive indsamlet ved to tidspunkter under behandlingen: (1) fra starten af strålebehandlingen indtil 7 dage efter start, men før administration af den første kemoterapicyklus (hvis relevant), og (2) i løbet af de sidste 7 dage af strålebehandlingen. Ved hvert tidspunkt vil deltagerne aflevere en stolprøve (10-20 ml) indsamlet derhjemme og opbevaret ved 4°C indtil levering til hospitalet. Derudover vil der blive indsamlet en 7 ml blodprøve under rutinemæssige kliniske blodprøvetagninger. Prøverne vil blive forarbejdet og opbevaret ved -80°C.

Mikrobiomanalyse vil blive udført ved sekventering af V3-V4 regionerne af 16S rRNA-genet. Nøglebakterielle gener involveret i butyratproduktion (buk og but) vil blive kvantificeret ved hjælp af PCR. Målrettet metabolomik ved hjælp af væskekromatografi-mass spektrometri (LC-MS) vil blive udført for at kvantificere kortkædede fedtsyrer og tryptofanmetabolitter i stol- og serumprøver.

Kliniske og demografiske data vil blive indsamlet for hver deltager, herunder kostindtag i løbet af de 24 timer før prøvetagning, strålebehandlings dosis-volumen parametre, akutte og sene bivirkninger vurderet ved hjælp af CTCAE v5.0, og respons på behandling vurderet ved CT eller PET-CT billeddannelse 3 måneder efter afslutning af (kemo)strålebehandling i henhold til RECIST 1.1 kriterier. Deltagerne vil blive fulgt for recidivfri overlevelse og total overlevelse i to år.

Det primære udfald er behandlingsrespons, defineret som komplet respons versus inkomplet respons ved billeddannelsesevalueringen efter 3 måneder. Sekundære udfald inkluderer total overlevelse, recidivfri overlevelse efter to år og akut behandlingsrelateret toksicitet. Statistiske analyser vil inkludere vurdering af alfa- og beta-diversitet, PERMANOVA-analyse og logistiske regressionsmodeller for at evaluere sammenhænge mellem mikrobiomegenskaber, metabolitkoncentrationer og kliniske udfald.

Studiet er eksplorativt og designet som et signalopdagelsesstudie. Baseret på sammenlignelige offentliggjorte studier og gennemførlighedsovervejelser vil omkring 60 patienter blive inkluderet.