De Novo -syövän varhainen havaitseminen maksansiirron saajilla (DETECT)

TAUSTA Maksansiirto on monimutkainen kirurginen toimenpide ja ainoa parantava hoitomuoto monille potilaille, joilla on krooninen loppuvaiheen maksasairaus ja akuutti maksan vajaatoiminta. Maksansiirron saajien lyhytaikainen eloonjääminen on parantunut huomattavasti viime vuosikymmeninä, ja yhden vuoden eloonjäämisaste on 90 prosenttia[1]. Sitä vastoin samana ajanjaksona pitkän aikavälin eloonjäämisessä ei ole parantunut, ja vain 61–74 % maksansiirron saajista eli 10 vuotta siirrosta [2, 3]. Tämä siitä huolimatta, että mediaani-ikä elinsiirtohetkellä on 48 vuotta. Siirron jälkeinen de novo -syöpä on yksi johtavista myöhäisen kuoleman syistä ja itsenäinen riskitekijä maksansiirron jälkeiseen kuolleisuuteen [3, 4].

De novo -syövän kumulatiivinen ilmaantuvuus maksansiirron jälkeen Skandinavian väestössä on 1 % 1 vuoden kohdalla, 3 % 3 vuoden kohdalla, 4 % 5 vuoden kohdalla, 9 % 10 vuoden kohdalla ja 15 % 20 vuoden kohdalla [5]. De novo syövän riski maksansiirron saajille on kaksinkertainen syöpäriskiin verrattuna yleisväestössä [5, 6] ja vielä suurempi lapsilla ja nuorilla [3]. Lisäksi syövät ovat kehittyneemmässä vaiheessa [6]. Maksansiirron jälkeen elinikäinen immunosuppressiohoito on välttämätöntä elimen hylkimisreaktion estämiseksi. Immunosuppressiota pidetään ensisijaisena de novo -syövän riskitekijänä [7-10], mikä johtuu todennäköisesti heikentyneestä syövän seurannasta [8].

Vaikka ei ole olemassa luotettavia biomarkkereita, jotka kuvastaisivat maksansiirron saajien immuunitoiminnan tilaa, opportunistiset sytomegaloviruksen (CMV) ja Torque Teno -viruksen (TTV) aiheuttamat infektiot ovat osoittaneet toimivan yli-immunosuppression korviketoimenpiteinä. Toisin kuin Epstein-Barr-virus (EBV) ja ihmisen herpesvirus 8 (HHV8), CMV ja TTV eivät ole suoraan osallisina syöpään johtavassa patogeneesissä, ja nämä virukset voivat siksi toimia toiminnallisina merkkiaineina immunosuppression tasolle [11- 13]. Opportunististen virusinfektioiden ja ei-virukseen liittyvien de novo -syöpien välistä yhteyttä maksansiirron jälkeen ei ole tutkittu riittävästi.

Suuren syövän ilmaantuvuuden vuoksi seulonta voi olla merkityksellistä maksansiirron saajille [14, 15]. Positroniemissiotomografia-tietokonetomografia (PET-CT) on valittu menetelmä de novo syöpien havaitsemiseen, mutta menetelmä on kallis ja sisältää väärien positiivisten tulosten riskin [16]. Genominlaajuinen soluvapaan DNA:n fragmentointimenetelmä mahdollistaa terveiden yksilöiden ja syöpäpotilaiden soluttoman DNA:n erottamisen [17]. Aiemmassa tutkimuksessa eri syöpien varhainen havaitseminen oli mahdollista suurella tarkkuudella (käyrän alla oleva pinta-ala (AUC) 0,94). Lisäksi alkuperäkudos voitiin tunnistaa fragmentaatioprofiileista. Tätä menetelmää ei ole tutkittu maksansiirron saajilla, ja sitä voidaan käyttää vastaanottajien seulomiseen, jotka voisivat hyötyä lisätutkimuksista, kuten PET-CT:stä.

Yhteenvetona voidaan todeta, että maksansiirtopotilaiden syöpäkuolleisuuden vähentämiseksi tarvitaan uusia työkaluja sellaisten vastaanottajien tunnistamiseen, joilla on lisääntynyt riski sairastua de novo -syöpään. Erityisesti tarvitaan uusia työkaluja, jotka mahdollistavat de novo -syövän diagnosoinnin varhaisessa vaiheessa, mikä mahdollistaa parantavan aiotun toimenpiteen. Tutkimuksella on potentiaalia tarjota tietoa tiedossamme olevien tärkeiden aukkojen korjaamiseksi ja maksansiirron saajien ennusteen parantamiseksi.

TAVOITTEET

Tämän tutkimuksen yleistavoitteena on vähentää maksansiirtopotilaiden de novo -syöpäkuolleisuutta. Tämän tavoitteen saavuttamiseksi teemme:

I. Määritä de novo syövän esiintyvyys ja ilmaantuvuus maksansiirron saajilla Skandinaviassa ja rakentaa algoritmi korkean riskin yksilöiden tunnistamiseksi II. Tutki, liittyykö opportunistiset virusinfektiot (yli-immunosuppression korvikkeena) ei-virukseen liittyviin de novo -syöpiin III. Selvitä, voidaanko soluvapaata DNA-fragmentointia käyttää de novo -syöpää sairastavien maksansiirron saajien tunnistamiseen ja syövän tunnistamiseen oireettomassa vaiheessa

MENETELMÄT Tämä tutkimus on poikkileikkauksellinen tapausverrokkitutkimus viidestä pohjoismaisesta maksansiirtokeskuksesta (Kööpenhamina, Oslo, Göteborg, Tukholma, Helsinki) maksansiirron saajilla, joiden ikä on 20–100 vuotta. Nämä keskukset tekevät yhteistyötä elintenvaihtoorganisaatiossa Scandiatransplant, jonka tavoitteena on edistää tutkimusta ja kehittää elinten luovutusta, allokaatiota ja elinsiirtoja. Viimeisen vuosikymmenen aikana Scandiatransplant-tietokantaan on rekisteröity 3628 maksansiirron saajaa, ja kaikki otetaan mukaan tutkimukseen [18, 19, 20].

Plasma-, seerumi- ja kokoverinäytteet, jotka on kerätty ennen maksansiirtoa ja peräkkäin maksansiirron jälkeisen seurannan aikana, vastaanottajilta Skandinaviasta, on tallennettu erityiseen biopankkiin Rigshospitaletissa (n=932). Sisällyttäminen on meneillään, ja odotamme ottavamme mukaan vielä 300 potilasta ehdotettujen analyysien aikaan.

Paikallisista syöpärekistereistä rekisteröidään syöpätyyppi ja diagnoosin päivämäärä, ja Scandiatransplant-tietokannasta ja sähköisistä tietueista haetaan kliiniset muuttujat. Näitä ovat ikä, sukupuoli, immunosuppressiohoito ja kesto, mukaan lukien. takrolimuusipitoisuudet, akuutit hylkimisreaktiot, maksabiopsialöydökset, maksansiirron indikaatiot, alkoholi- ja tupakointihistoria sekä samanaikainen sairaus.

CMV & TTV Sisäkkäisessä tapausvertailututkimuksessa, jossa oli mukana 67 maksansiirtoa sairastavaa syöpää ja 207 maksansiirtoa ilman syöpää, verinäytteistä tutkitaan TTV-DNA ja CMV-DNA riippumattomina syövän riskitekijöinä maksansiirron jälkeen. Aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että TTV-viruskuorma liittyy immunosuppression voimakkuuteen [11, 13], minkä vuoksi TTV-viruskuormaa voidaan käyttää immunosuppression merkkiaineena. Vaikka yli 80 % aikuisista on CMV-seropositiivisia, havaittava CMV-viruksen replikaatio on harvinaisempaa. CMV:n tapauksessa käytämme havaittavaa CMV-replikaatiota yli-immunosuppression merkkinä [12, 21]. CMV-DNA:n havaitseminen ja kvantifiointi veressä suoritetaan rutiinianalyysinä Rigshospitaletin kliinisen mikrobiologian laitoksella CE-IVD:n alla Roche cobas 6800 -alustalla, ja sen laatu on ulkoisesti varmistettu ja kalibroitu WHO:n kansainvälisen standardin mukaisesti. TTV-DNA:n havaitsemiseen ja kvantifiointiin käytetään Biomerieux Argene TTV R-GENE -määritystä: DNA puhdistetaan Qiagen Qiacubella ja reaaliaikainen PCR suoritetaan Agilent AriaMx:llä. TTV-DNA:n mittaus suoritetaan vain tutkimusta, koska analyysiä ei ole vielä vakiinnutettu rutiinitoimenpiteeksi. Nikolai Kirkby vastaa CMV/TTV-DNA:n analyysien toteutuksesta ja laadunvarmistuksesta.

Soluton DNA-fragmentaatio Tapausverrokkitutkimuksessa biopankin verinäytteet tutkitaan soluttomalla DNA-fragmentaatiolla 67 syöpäpotilaan ja 207 vastaavan kontrollin kesken. Plasman soluton DNA analysoidaan matalalla koko genomin sekvensoinnilla ja DELFI:llä (fragmenttien DNA-arviointi varhaista sieppausta varten). DELFI on projektiryhmän jäsenten kehittämä koneoppimisalgoritmi. Sitä käytetään tunnistamaan syöpää ja kudosta, josta syöpä on peräisin, tutkimalla fragmentin kokoa ja soluttoman DNA:n mallia [17]. Vastaanottajilla, joissa syöpäsignaali mitataan, verinäytteitä ennen syöpädiagnoosia analysoidaan sen selvittämiseksi, pystyykö menetelmä havaitsemaan syövän ennen kliinisiä oireita. Claus Lindberg Andersen suorittaa soluttomat DNA-fragmentaatioanalyysit Århusin yliopiston molekyylilääketieteen laitoksella.

TILASTOJA De novo -syövän esiintyvyys ja ilmaantuvuus maksansiirron saajilla määritetään. Riskitekijöiden arvioimiseksi Coxin monimuuttujaregressioanalyysiä sovelletaan riippuvaisena muuttujana ajan suhteen ensimmäiseen de novo -syöpädiagnoosiin maksansiirron jälkeen.

Maksansiirron jälkeisen de novo -syövän riskiä kuvaavan algoritmin muodostamiseksi monimuuttujaisen COX-regression merkittävien muuttujien riskisuhteet (HR) muunnetaan luonnollisella logaritmilla summauksen mahdollistamiseksi. Pisteet ilmaistaan ​​tämän summauksen eksponentiaalisella funktiolla (ts. exp [ln (HR 1) + ln (HR 2) + ln (HR n)]).

Vertaamme tapausten ja kontrollien keskihajontoja soluttomista DNA-fragmentaatioprofiileista Wilcoxonin rank-summatestillä.

POWER Maksansiirtopotilailla TTV-viremia kolmen kuukauden kuluttua maksansiirrosta lisääntyi immunosuppression lisääntyessä [13]. Viremia lisääntyi 5,8 log10 kopiosta/ml pieniannoksisessa immunosuppressiossa monoterapiassa 7,3 log10 kopioon/ml yhdistelmähoidossa. Kun alfa on 0,05 ja teho 0,90 67 tapauksella ja 201 kontrollilla, pienin havaittava ero TTV-viremiassa on 0,4 log10 kopiota/ml (G*Power, versio 3.1.9.3).

Aiemmassa tutkimuksessa 73 % syöpätapauksista tunnistettiin DELFI:llä ja syöpäsignaali havaittiin vain 1,9 %:lla terveistä kontrolleista [17]. Syöpäpotilaat ja terve kontrolli eivät kuitenkaan välttämättä ole verrattavissa maksansiirron saajiin DELFI-analyysien perusteella. Tulehdus-/hyljintäriskin vuoksi epäilemme korkeampaa syöpäsignaalin riskiä kontrolliryhmässä. Kun alfa on 0,05 ja teho 0,90 67 tapauksella ja 201 kontrollilla, pienin havaittavissa oleva suhdeero on 21 % (73 % tapauksissa ja 52 % kontrolleissa) (G*Power, versio 3.1.9.3). Mediaaniaika verinäytteen ottamisesta jäätymiseen plasmanäytteistämme on alle 3 tuntia, mikä on hyväksyttävää soluttomissa DNA-fragmentaatioanalyyseissä.