Eine Dosiseskalationsstudie zur stereotaktischen ablativen Körperbestrahlung von Knochen- und Lymphknoten-Oligometastaten außerhalb der Wirbelsäule (Destroy)

• Hintergrund & Begründung

Die stereotaktische ablative Körperbestrahlung (SABR) ist bei Patienten mit oligometastatischer, oligoprogressiver oder traditionell strahlenresistenter Erkrankung indiziert, die häufig nur minimale oder keine damit verbundenen Symptome aufweisen [1, 2]. Da es sich jedoch um eine relativ neue Technik handelt, fehlen Informationen zur optimalen Zeitplanung. Selbst prospektive randomisierte Studien zu SABR bei oligometastatischer Erkrankung erlauben typischerweise die Verwendung unterschiedlicher Fraktionierungsschemata [3]. Dies gilt insbesondere für Knochen- und Lymphknotenmetastasen außerhalb der Wirbelsäule, wo die Literatur rar bis nicht vorhanden ist und viele verschiedene Schemata verwendet werden, sogar innerhalb eines einzigen Zentrums [4,5].

Es gibt auch Hinweise darauf, dass SABR die Immunantwort durch eine Vielzahl von Mechanismen stimulieren kann, wie z. B. die Erhöhung der Expression des Toll-like-Rezeptors 4 (TLR4) auf dendritischen Zellen, die Erhöhung des Priming von T-Zellen in drainierenden Lymphknoten und die Erhöhung der Antigenpräsentation von Tumorzellen durch dendritische Zellen [6]. Auch hier ist nicht klar, welcher Fraktionierungsplan die robusteste Immunantwort hervorruft. Beispielsweise wurden in Kombination mit einer Immuntherapie mit zytotoxischem T-Lymphozyten-assoziiertem Antigen 4 (Anti-CTLA-4) verschiedene Bestrahlungsschemata in zwei Karzinommodellen verglichen, die in syngenen Mäusen wuchsen [7]. Deutliche Unterschiede in der Induktion tumorspezifischer T-Zellen und eines abskopalen Effekts wurden beobachtet. Jedes Regime hatte eine ähnliche Fähigkeit, das Wachstum des bestrahlten Tumors zu hemmen, wenn Strahlung allein verwendet wurde. Die Zugabe von Anti-CTLA-4 verursachte jedoch eine vollständige Regression der Mehrzahl der bestrahlten Tumore und eine abskopale Wirkung bei Mäusen, die ein hypofraktioniertes Regime (3 Fraktionen von 8 Gy) erhielten, aber nicht bei Mäusen, die mit einer Einzeldosis von 20 Gy behandelt wurden. Ein zusätzliches fraktioniertes Regime (5 Fraktionen von 6 Gy) wurde getestet, was Zwischenergebnisse zeigte. Dies weist darauf hin, dass möglicherweise ein spezifisches therapeutisches Fenster für den optimalen Einsatz der Strahlentherapie als Immunadjuvans besteht.

Es scheint ein günstiger Moment, die am häufigsten verwendeten stereotaktischen Therapien hinsichtlich Toxizität und Wirksamkeit zu vergleichen.

- Versuchsdesign

Für jede Dosisstufe werden mindestens 30 Patienten eingeschlossen. Bei jeder Dosisstufe wird ein Intervall von mindestens 24 Wochen von der ersten Patientenbehandlung bis zur nächsten Patientenbehandlung eingehalten. In der Zwischenzeit werden weitere Patienten in die vorherige Dosisstufe aufgenommen, um die sekundären Endpunkte festzulegen. Falls 1–5 Patienten 6 Monate nach SABR eine dosislimitierende Toxizität (DLT) aufweisen, werden 30 weitere Patienten mit der gleichen Dosisstufe eingeschlossen. Die maximal tolerierte Dosis wird als die Dosisstufe definiert, unterhalb derer mindestens 10 Patienten 6 Monate nach SABR eine dosislimitierende Toxizität aufweisen.

• Gerichtsverfahren

Toxizitätsregistrierung: Vorstudie; letzter Tag der SABR; 3 Monate nach SABR; 6 Monate nach SABR; alle 3 Monate (erstes Jahr nach SABR); alle 6 Monate (zweites Jahr nach SABR); danach jährlich.

Registrierung von QoL: Vorstudie; letzter Tag der SABR; 3 Monate nach SABR; 6 Monate nach SABR; alle 3 Monate (erstes Jahr nach SABR); alle 6 Monate (zweites Jahr nach SABR); danach jährlich.

Blutprobe: jede SABR-Fraktion; 3 Monate nach SABR; 6 Monate nach SABR Bildgebung: 6 Monate nach SABR. Jede Bildgebung gilt als Standard und sollte mindestens ein CT der bestrahlten Läsion(en) umfassen, kann aber auch MRT und/oder PET-CT (mit einem beliebigen relevanten Tracer) umfassen, wenn dies für diese Malignität Standard ist.

- Translationale Forschung

Über den Mechanismus der Strahlentherapie und insbesondere der SABR ist derzeit noch vieles unbekannt. Darüber hinaus wurden nur wenige prädiktive Biomarker des Ansprechens auf die Strahlentherapie in geeigneter Weise in klinischen Umgebungen untersucht, und keiner dieser Biomarker wird derzeit in der Klinik verwendet, um die Patienten-, Dosis- oder Zeitplanauswahl zu unterstützen. Daher werden im Laufe dieser Studie flüssige Biopsien für das Biobanking gesammelt.

Ein interessantes Maß für DNA-Schäden in zirkulierenden Tumorzellen (CTCs) ist γ-H2AX, ein Biomarker für strahleninduzierte DNA-Doppelstrangbrüche [9]. Es wird auch deutlich, dass - neben der Vermittlung von zytotoxischen und zytostatischen Wirkungen auf maligne Zellen - die Strahlentherapie vielfältige immunmodulatorische Funktionen hat, die sich lokal (innerhalb bestrahlter Läsionen) und systemisch (innerhalb nicht bestrahlter Läsionen und im Kreislauf) manifestieren. Die Mechanismen, durch die Bestrahlung Anti-Tumor-T-Zellen induziert, bleiben jedoch unklar. Anscheinend wird die DNA-Exonuklease Trex1 durch Strahlungsdosen über 12–18 Gy in verschiedenen Krebszellen induziert und schwächt ihre Immunogenität ab, indem sie DNA abbaut, die sich bei Bestrahlung im Zytosol ansammelt. Zytosolische DNA stimuliert die Sekretion von Interferon-b durch Krebszellen nach Aktivierung des DNA-Sensors cGAS und seines nachgeschalteten Effektors STING. Wiederholte Bestrahlung mit Dosen, die Trex1 nicht induzieren, verstärkt die Interferon-b-Produktion, was zur Rekrutierung und Aktivierung von Batf3-abhängigen dendritischen Zellen führt [10]. Dieser Effekt ist wesentlich für das Priming von CD8+ T-Zellen, die eine systemische Tumorabstoßung vermitteln (abskopaler Effekt). Diese Daten deuten auf einen Zusammenhang zwischen den immunstimulierenden Wirkungen von Strahlung und der DNA-Schadensreaktion hin.

1. Erforderliche Proben

   Die Flüssigbiopsie in dieser Studie umfasst periphere Blutproben (1 x 9 ml EDTA- und 1 x 9 ml CPT-Röhrchen), die bei der Simulation, unmittelbar nach jeder Fraktion, etwa 48 Stunden nach der letzten Fraktion und bei der Nachuntersuchung nach 3 und 6 Monaten entnommen werden für Biobanken.

2. Bewertung zirkulierender Zytokine

   Ein EDTA-Blutröhrchen ergibt im Allgemeinen 4 ml Plasma, das zur Analyse der zirkulierenden freien DNA (cfDNA) (siehe unten) und zur Messung der Proteinkonzentrationen zirkulierender Zytokine halbiert werden kann. Letzteres kann mit Luminex-Assays durchgeführt werden und erfordert ein Eingangsvolumen von 100 µl pro Assay, wodurch 20 Zytokine mit 2 ml Plasma profiliert werden können. Das Plasma muss bei -80° C gehalten werden. Unter diesen Bedingungen sind die meisten Zytokine unter der Voraussetzung, dass Frost-Tau-Wechsel vermieden werden, bis zu zwei Jahre stabil [11].

3. cfDNA für die flache Sequenzierung des gesamten Genoms

   Für die cfDNA-Tiefpass-Gesamtgenomsequenzierung muss zunächst cfDNA aus Plasmaproben mit einem typischen Ausgangsvolumen von 1 ml extrahiert werden. Die cfDNA-Konzentrationen aus 1 ml Plasma in einem endgültigen Elutionsvolumen von 50 µl sind sehr variabel und hängen von der Tumorlast ab (Bereich 0,2 ng/µl bis 62,8 ng/µl). Daher reicht die berechnete cfDNA-Ausbeute aus 1 ml Plasma von 10 ng bis 3.140 ng. Für die Low-Pass-Sequenzierung des gesamten Genoms mit dem Thru-PLEX DNA-seq Library Kit sind 2 ng cfDNA erforderlich, was darauf hindeutet, dass 1 ml Plasma in den meisten Fällen ausreichend sein sollte. Um einen Patientenabbruch aufgrund unzureichenden Ausgangsmaterials zu vermeiden, ist es ratsam, 2 ml Plasma, aliquotiert in Einheiten von 400 µl bei -80 °C, in Biobanken aufzubewahren. Eine beispielhafte Analyse findet sich in Li et al., Mol Oncology, 2017 [12].

4. Durchflusszytometrische Analyse von Immunzellen

   Periphere mononukleäre Blutzellen (PBMC) können aus heparinisiertem venösem Blut durch Zentrifugation auf einem Ficoll-Hypaque-Gradienten innerhalb von 4 h nach der Venenpunktion isoliert werden. Die PBMCs können in flüssigem Stickstoff in hitzeinaktiviertem fötalem Rinderserum (FBS), ergänzt mit 10 % Dimethylsulfoxid (DMSO), bis zur Analyse kryokonserviert werden. Nach der Analyse werden die Zellen durch Eintauchen bei 37°C für 1–2 Minuten aufgetaut und in einem Medium resuspendiert, das Iscoves modifiziertes Dulbecco-Medium (IMDM) enthält, ergänzt mit 20 % FBS und 1 % Glutamin [13].

   - Ethik und behördliche Zulassung

   Die Studie wird in Übereinstimmung mit den Grundsätzen der Deklaration von Helsinki (64. WMA-Generalversammlung, Fortaleza, Brasilien, Oktober 2013), den Grundsätzen der GCP und allen geltenden behördlichen Anforderungen durchgeführt. Das Studienprotokoll wird von der Ethikkommission (EK) der GZA-Krankenhäuser, Belgien, geändert. Jede spätere Änderung des Protokolls wird der EK zur Genehmigung vorgelegt.

   - Datenverarbeitung

   Alle Daten werden prospektiv von den klinischen Studien Onkologie (www.clinicaltrialsoncology.be) der GZA-Krankenhäuser, Campus Sint Augustinus, erhoben.

   - Veröffentlichungspolitik

   Die Veröffentlichungen werden vom Principal Investigator (PD) und den Co-Investigatoren (PM & DV) koordiniert. Die Urheberschaft von Veröffentlichungen wird gemäß den vom International Committee of Medical Journal Editors veröffentlichten Anforderungen und gemäß den Anforderungen der jeweiligen medizinischen Zeitschrift bestimmt.

   - Versicherung/Schadensersatz

   Gemäß dem belgischen Gesetz über Versuche an Menschen vom 7. Mai 2004 übernimmt der Sponsor, auch ohne Verschulden, die Verantwortung für alle Schäden, die einem Studienpatienten entstehen und direkt oder indirekt mit der Teilnahme an der Studie zusammenhängen, und wird Entschädigung daher durch seine Versicherung leisten.