Angeborene Spender-Effektor-Allogene-Lymphozyten-Infusion nach Stammzelltransplantation: die IDEAL-Studie (IDEAL)

ZWECK DER PROJEKTBESCHREIBUNG: Untersuchung der Frage, ob die Transplantationsergebnisse bei Patienten, die wegen AML/MDS mit HSZT behandelt wurden, durch die Zugabe einer angeborenen Spender-Lymphozyten-Infusion (iDLI) früh nach der Transplantation verbessert werden können. Die primären Endpunkte sind akute GVHD, Rückfall und rezidivfreies Überleben nach HSZT.

HINTERGRUND Die allogene hämatopoetische Stammzelltransplantation (HSCT) ist eine potenzielle heilende Behandlung für maligne hämatologische Erkrankungen. Die Hauptindikation für die HSZT bei Erwachsenen ist die akute Leukämie, gefolgt vom myelodysplastischen Syndrom. Bei der HSCT werden das Knochenmark und das Immunsystem des Patienten durch das eines Spenders ersetzt, während eines umfangreichen klinischen Verfahrens, das in einem hochspezialisierten Transplantationszentrum durchgeführt wird. Das heilbare Prinzip der HSCT ist eine immunbasierte Zell-zu-Zell-Abtötung von restlichen Leukämiezellen, die durch Spenderzellen vermittelt wird und als Graft-versus-Leukemia (GVL)-Effekt bezeichnet wird.

Die Grundprinzipien von HSCT sind unten angegeben:

Konditionierungsschema Vor der Infusion des Spendertransplantats wird ein Konditionierungsschema verabreicht, um die Tumorlast zu reduzieren und das Immunsystem des Empfängers zu schwächen, um die Transplantation von Spenderzellen zu ermöglichen. Das Konditionierungsregime kann unterschiedliche Grade der Myeloablation enthalten, abhängig vom gewünschten Grad der Immunsuppression, der für die Krankheit, das Alter des Patienten und die Komorbidität geeignet ist.

Stammzellspender und Transplantate Das Stammzelltransplantat wird am häufigsten von einem HLA-übereinstimmenden Geschwister (25 % der Patienten) oder einem HLA-übereinstimmenden, nicht verwandten Registerspender erhalten.

Das Transplantat wird vom Spender entweder durch Aspiration von Knochenmark oder durch Leukapherese (Zelltrennung und Entfernung von Leukozyten aus dem restlichen Blut) nach Verabreichung von Granulozyten-Kolonie-stimulierendem Faktor (G-CSF), der Stammzellen ins Blut mobilisiert, gewonnen. Letzteres ist als Transplantat mit peripheren Blutstammzellen (PBSC) bekannt und ist bei weitem der häufigste Transplantattyp, der in der heutigen Zeit verwendet wird.

Transplantatinhalt und Immunrekonstitution des Patienten Das Stammzelltransplantat enthält Stammzellen, die eine vom Spender stammende Hämatopoese aufbauen, einschließlich eines funktionierenden Immunsystems im Patienten, aber auch reife Immunzellen, die für die frühzeitige Eliminierung verbleibender Tumorzellen durch die Graft-versus-Leukemia (GVL) verantwortlich sind. Wirkung. Die Immunrekonstitution hängt von der Dosis und dem Inhalt der transplantierten Spenderzellen ab, und sowohl der Transplantatinhalt als auch die Immunrekonstitution des Patienten sind entscheidend für das Gesamtergebnis der Transplantation.

GVL und GVHD Die GVL-Wirkung wird durch lymphozytotoxische Spenderzellen ausgeübt, die restliche maligne Zellen des Patienten abtöten. GVL wird traditionell durch Spender-αβ-T-Zellen in einem immunologischen Prozess vermittelt, der durch HLA-Unterschiede zwischen Individuen angetrieben wird, d. h. eine allogene Reaktion.

Bei der akuten Graft-versus-Host-Erkrankung (GVHD), die ebenfalls die HLA-Allo-Erkennung umfasst, greifen Spender-αβ-T-Zellen das normale Gewebe in Haut, Leber und Magen-Darm-System des Empfängers an, was zu einer möglicherweise tödlichen Immunkrankheit führt. Akute GVHD tritt während der ersten 3 Monate nach HSZT auf, und der klinische Verlauf ist sehr variabel, von einer milden, heilbaren Erscheinung bis zu einem ausgewachsenen Immunangriff, der bei 80–90 % der Patienten tödlich verläuft (Abb. 2). Akute GVHD wird bei 40-60 % der Patienten beobachtet.

Rezidiv nach HSCT Rezidiv des hämatologischen Krebses nach HSCT ist eine Haupttodesursache. Bei etwa 30 % der Patienten mit AML/MDS kommt es nach der HSZT zu einem Wiederauftreten der Erkrankung. Die Prognose bei Patienten mit einem Rückfall nach HSZT ist düster.

Spender-Lymphozyten-Infusion Um einen Rückfall zu verhindern oder einen manifesten Rückfall nach HSZT zu behandeln, kann dem Patienten eine Dosis zusätzlicher Zellen von den ursprünglichen Stammzellspendern, Spender-Lymphozyten-Infusion (DLI), infundiert werden, um eine erneute/verstärkte GVL-Wirkung auszulösen und verbliebene bösartige Zellen beseitigen. Die Wirkung herkömmlicher DLI auf die Leukämiezellen, die hauptsächlich TCR-αβ-Zellen des Spenders enthält, ist jedoch ungewiss und durch das Risiko einer tödlichen GVHD begrenzt, weshalb ständig neue Methoden der DLI entwickelt werden.

Natürliche Killerzellen und T-Zell-Rezeptor-γδ-Zellen In den letzten Jahren haben sich natürliche Killerzellen (NK) und T-Zell-Rezeptor (TCR)-γδ-Zellen, auch angeborene Effektorzellen genannt, als fähig erwiesen, Krebszellen zu eliminieren und dadurch zur GVL- Wirkung bei HSCT. NK-Zellen sind angeborene Lymphozyten, die etwa 10 % aller Lymphozyten ausmachen und dazu bestimmt sind, „gestresste“, bösartige und virusinfizierte Zellen auszurotten. Sie sind in der Lage, Leukämie-Tumorzellen unabhängig von HLA-Disparitäten durch Aktivierung von Rezeptoren der Familien der natürlichen Killer (NK) und der natürlichen Zytotoxizitätsrezeptoren (NCR) zu lysieren und zu eliminieren.

T-Zellen des TCR-αβ-Typs (CD4- und CD8-T-Zellen) machen die Mehrheit aller zirkulierenden T-Zellen und Lymphozyten im Allgemeinen aus. TCR-γδ-Zellen sind eine Untergruppe von T-Zellen, die sich von αβ-T-Zellen unterscheidet, die etwa 5 % aller T-Zellen ausmachen. Das Repertoire der TCR-γδ-Zellfunktionen kombiniert Merkmale des adoptiven Immunsystems mit angeborenen Reaktionen. Sie sind an der Kontrolle von Entzündungen, der Bekämpfung von Krankheitserregern und der Aufrechterhaltung der Toleranz gegenüber Selbstantigenen beteiligt. TCR γδ sind auch in der Lage, Tumorzellen durch ihre TCR zu erkennen und Rezeptoren zu aktivieren, die sie mit NK-Zellen teilen (z. NKG2D) und ihre Antitumorwirkung werden zunehmend gegen Leukämiezellen dokumentiert. Die NK- und TCR-γδ-Zellerkennung ist unabhängig von HLA-Disparitäten, was ihren Beitrag zur GVHD weniger wahrscheinlich macht, und ihre immunregulatorischen Eigenschaften können tatsächlich vor GVHD schützen. Diese angeborenen Effektorzellen haben daher das Potenzial, GVL ohne GVHD im HSCT-Setting zu vermitteln.

Ergebnisse aus der Forschungsgruppe der Untersucher:

Unter dieser Hypothese führte unsere Gruppe von 2015 bis 2018 eine prospektive klinische Studie durch, in der die Konzentrationen von NK- und TCR-γδ-Zellen in Stammzelltransplantaten und während der Immunrekonstitution früh nach der Transplantation untersucht und diese mit den Patientenergebnissen in Bezug auf GVHD, Rückfall und Rückfallfreiheit in Verbindung gebracht wurden Überleben. Die Ergebnisse zeigten, dass Patienten, die mit hohen Dosen von NK-Zellen im Transplantat und hohen Konzentrationen von NK-Zellen im peripheren Blut früh nach der Transplantation (Tag 28 und 56) transplantiert wurden, im Vergleich zu Patienten mit niedrigen Transplantationsdosen und frühen post- Transplantationskonzentrationen von NK-Zellen. In Bezug auf TCR-γδ-Zellen haben Patienten mit einer hohen Konzentration von TCR-γδ-Zellen im peripheren Blut früh (Tag 28 und 56) nach der Transplantation signifikant weniger GVHD und weniger Rückfälle, was zu einem verbesserten Gesamtüberleben und rezidivfreien Überleben im Vergleich zu Patienten mit niedriger Posttransplantation führt TCR-γδ-Zellkonzentrationen.

Basierend auf diesen Ergebnissen und der vorhandenen Literatur ist das Ziel dieser Studie die Infusion eines angeborenen DLI (iDLI), das gereinigte NK- und TCR-γδ-Zellen des ursprünglichen Stammzellspenders enthält, früh nach der HSZT. Die erwartete Wirkung einer zusätzlichen Zelltherapie mit diesen angeborenen Effektorzellen während der frühen Immunrekonstitution sind reduzierte Rückfall- sowie GVHD-Raten und dadurch verbesserte Ergebnisse nach HSCT bei AML/MDS-Patienten.

Verfahren Dies ist ein Gemeinschaftsprojekt zwischen der Knochenmarktransplantationsabteilung der Abteilung für Hämatologie und der Abteilung für klinische Immunologie des Rigshospitalet des Universitätskrankenhauses Kopenhagen.

Etwa 60 Patienten pro Jahr erhalten in unserem Zentrum eine PBSC-HSCT zur Diagnose von AML oder MDS. Einer von vier Patienten hat ein HLA-identisches Geschwister, während die restlichen Patienten Stammzelltransplantate von übereinstimmenden nicht verwandten Spendern aus internationalen Spenderregistern erhalten. Für diese Studie wird eine genetische Randomisierung angewendet, sodass Patienten mit HLA-identischen Geschwistern für die Intervention eingeschlossen werden, während Patienten mit nicht verwandten Spendern, die eine Standard-HSCT erhalten, in die Kontrollgruppe aufgenommen werden. Hintergrund für das Design ist die Spenderverfügbarkeit; Nur Geschwisterspender können für die Spende von iDLI angeworben werden. Bei einer geschätzten Rekrutierungsrate von etwa 85 % wird erwartet, dass 13–15 Patienten/Spender-Paare pro Jahr über insgesamt drei Jahre in die Interventionsgruppe aufgenommen werden, was insgesamt 39–45 Paare ergibt. In einer früheren prospektiven Studie erzielten die Forscher eine Rekrutierungsrate von 97 %. In der Vergangenheit wurde eine höhere Inzidenz von GVHD bei Transplantationen mit einem nicht verwandten Spender beobachtet, aber aufgrund einer präziseren HLA-Typisierung und besserer Protokolle zur Immunsuppression sind GVHD und Rückfallinzidenz heutzutage zwischen verwandten und nicht verwandten Transplantaten vergleichbar. Dies ist auch im Transplantationszentrum des Rigshospitalet der Fall, wie bereits veröffentlicht6.

Zum Eingreifen:

Spender werden innerhalb von 30 Tagen vor der Spende in der Cell Therapy Facility, Department of Clinical Immunology, einem Gesundheitsscreening unterzogen (Standardverfahren). Tag 7 vor HSCT: Beginn des Konditionierungsregimes zur Vorbereitung des Patienten auf HSCT (Standardverfahren) Tag 5 vor HSCT: Beginn der G-CSF-Stimulation des Spenders, um Stammzellen für die Leukapherese zu mobilisieren (Standardverfahren).

Spenderleukapherese und Transplantatinfusion an die Patienten, bezeichnet als Tag 0 der HSCT (Standardverfahren) Tag 14 nach HSCT: Spenderleukapherese (ohne vorherige G-CSF-Stimulation), Produktmanipulation und Transfusion von iDLI an den Patienten (Intervention).

Kontrollgruppe: Standard-HSCT-Verfahren wie oben beschrieben bei Patienten, die Transplantate von nicht verwandten Spendern erhalten.

Verfahren von modifiziertem DLI = iDLI:

Weiße Blutkörperchen werden vom Spender durch Leukapherese unter Verwendung der Spectra Optia Apherese gewonnen. System (Terumo BCT) in der Blutbankeinheit, Abteilung für klinische Immunologie, Rigshospitalet. Die Aufreinigung angeborener Effektorzellen erfolgt durch TCRαβ/CD19-Depletion des frischen Leukaphereseprodukts mit dem CliniMACS Prodigy System (Miltenyi Biotec). Dieses Verfahren entfernt TCRαβ-T-Zellen zusammen mit B-Zellen (CD19-positive Zellen), wodurch ein Zellprodukt entsteht, das mit NK-Zellen und TCR-γδ-Zellen angereichert ist, und wird im Rigshospitalet routinemäßig für Verfahren bei pädiatrischen Transplantationen verwendet.

Die beabsichtigte Dosis der geernteten Zellen beträgt 108 Lymphozyten/kg, was zu erwarteten Zelldosen von 107 NK-Zellen/kg und 1-5 x 106 TCR-γδ-Zellen/kg nach der Depletion führt. Das iDLI-Produkt wird dem Patienten in der Abteilung für Hämatologie kurz nach dem Depletionsverfahren frisch infundiert.

Immunphänotypisierung:

Die Immunphänotypisierung des iDLI-Produkts sowie des ursprünglichen Stammzelltransplantats wird mit einem hochgradig standardisierten, vom Kunden entworfenen gefriergetrockneten Durchflusszytometrie-Panel (DuraClone-Produkt von Beckman Coulter) durchgeführt, das für die Überwachung der Immunfunktion in der Abteilung für klinische Immunologie entwickelt und routinemäßig verwendet wird. Zwei Röhrchen werden für eine detaillierte Lymphozyten-Phänotypisierung in diese Studie aufgenommen.

Röhrchen 1 enthält Marker der gesamten T-Zellen (CD3, CD4, CD8), NK-Zell-Subtypen (CD16, CD56), B-Zellen (CD19) und Monozyten (CD14). Röhrchen 2 enthält Marker der gesamten TCR-α/β-Zellen, der gesamten TCR-γ/δ-Zellen, der beiden Haupt-TCR-γ/δ-Subtypen (TCR Vδ1, TCR Vδ2) und TCR-γ/δ-Zellaktivierungsmarker (HLA-DR, CD8, CD8beta). ).

Dasselbe Panel wird zur Charakterisierung der Immunrekonstitution in peripheren Blutproben bei Patienten am Tag der iDLI-Infusion und 14 und 21 Tage danach (d. h. Tag 14, 28 und 56 nach Transplantation. Lebensfähige Zellen werden für spätere Funktionsstudien kryokonserviert.

Datenverwaltungsplan Klinische Daten zu Patienten- und Transplantationsergebnissen werden aus der klinischen Transplantationsdatenbank (IBMTR 2019) erhoben, die sich in der Transplantationseinheit, Abteilung für Hämatologie, befindet und dort verwaltet wird. Durchflusszytometrie-Daten aus der Charakterisierung von iDLI-Produkten, Stammzelltransplantaten und Patienten-Immunrekonstitution werden von der Abteilung für klinische Immunologie erfasst und mit geeigneter Analysesoftware (Kaluza, Flow Cytometry Analysis Software, Beckman Coulter) verarbeitet. Klinische und Labordaten werden in SPSS (SPSS® Statistics, IBM) gesammelt, strukturiert und verarbeitet und zusammen mit R (The R Project for Statistical Computing, www.r-project.org) für statistische Analysen verwendet. Alle Daten werden im Rigshospitalet, Universitätskrankenhaus Kopenhagen, gemäß den Datenschutzbestimmungen der dänischen Datenschutzbehörde gespeichert.

Statistische Analysen Die kumulative Inzidenz von akuter GVHD und Rückfällen bei mit iDLI behandelten Patienten im Vergleich zu Patienten, die eine Standard-HSCT erhalten, wird anhand der konkurrierenden Risikoanalyse von Gray verglichen. Das rezidivfreie Überleben zwischen den beiden Gruppen wird unter Verwendung der Kaplan-Meier-Überlebensanalyse und Cox-Proportional-Hazard-Modelle verglichen. Zelldosen und Immunphänotypisierung von iDLI und ursprünglichen Stammzelltransplantaten sowie Zellkonzentrationen und Phänotypisierung während der Immunrekonstitution des Patienten werden unter Verwendung deskriptiver Statistiken eingegeben. SPSS (SPSS® Statistics, IBM) und R (The R Project for Statistical Computing, www.r-project.org) werden für statistische Berechnungen eingesetzt.

Aussagekraft Basierend auf Ergebnissen früherer Studien der Forschungsgruppe der Prüfärzte, die GVHD, Rückfälle und rückfallfreies Überleben bei Patienten mit hohen versus niedrigen Dosen von NK/TCR-γδ-Zellen in Transplantaten und während der frühen Immunrekonstitution beschreiben. Die Forscher erwarten eine Verringerung der Rückfallinzidenz von 30 % auf 5 % und eine Verringerung der akuten GVHD-Inzidenz von 50 % auf 20 %. Bei der genetischen Randomisierung werden Patienten mit HLA-identischen Geschwistern für die Intervention eingeschlossen, während Patienten mit nicht verwandten Spendern, die eine Standard-HSCT erhalten, als Kontrollen eingeschlossen werden. Getestet auf einem Signifikanzniveau von 0,05 mit einer Power von 80 % (Beta 0,2) ist eine Stichprobengröße von 35–38 Patienten in jeder Gruppe für die Studie angemessen.