Head and Neck Advanced Research Multi-Omics and Optimoitu immunoterapialle (HARMONI)

1. Tausta 1.1 Tutkimuksen taustan immuunijärjestelmän estäjät (ICI) on noussut uudena syöpälääkehoidon luokkaan sytotoksisen kemoterapian ja kohdennettujen hoidon jälkeen. He ovat osoittaneet eloonjäämisetuja erilaisissa kiinteissä kasvaimissa, mukaan lukien pään ja kaulan syövät, muuttaen siten syövän hoidon paradigmaa. Kasvaimet kiertävät immuunivalvontaa tarkistuspisteiden molekyylien, kuten PD-1: n ja CTLA-4: n, kautta, ja ICI: ien, kuten pembrolitsumabin ja nivolumabin, kehitys on osoittanut tehokkuutta myös pään ja kaulan syöpissä.

Edistyneet ja metastaattiset pään ja kaulan syövät eivät vain aiheuta hengenvaarallisia riskejä, vaan vaikuttavat vakavasti myös puheeseen, nielemiseen ja ulkonäöön, mikä johtaa korkeampaan itsemurhaan verrattuna väestöön. Koreassa pään ja kaulan syövän esiintyvyys kasvoi noin 30% vuosien 2010 ja 2020 välillä, ja kielen syöpä osoittaen erityisen jyrkän 7,7% vuodessa 20-30-vuotiailla nuorilla aikuisilla.

Keynote-048-tutkimuksessa pembrolitsumabi yhdistettynä platinapohjaiseen kemoterapiaan pidensi merkittävästi yleistä eloonjäämistä verrattuna setuksimabipohjaisiin ohjelmiin, ja suurempi hyöty havaittiin potilailla, joilla oli PD-L1 CPS ≥20 tai ≥1. Myöhemmät analyysit osoittivat, että eloonjäämisetu korreloi PD-L1 CPS: n kanssa vain pembrolitsumabikombinaatioryhmässä ja noin 20% potilaista tunnistettiin pitkiksi vastaajiksi. ICI: n yleinen vasteaste on kuitenkin vain 15–26%, ja pelkästään PD-L1 CPS ei selitä täysin hoidon tuloksia.

Aika (tuumorin immuunimikroympäristö) Tutkimus pään ja kaulan syöpään luokiteltujen kasvaimien suhteen täysin tunkeutuneisiin, strooman rajoitettuihin, immuunijärjestelmiin ja immuunijärjestelmän alatyyppeihin, 48%: lla täysin tunkeutuneena. Kasvaimilla, joilla oli korkea sytokiinien ilmentyminen, kuten CXCL13, IFN-y ja IL-10, osoittivat aktiivisempaa immuunisolujen tunkeutumista. Nämä tulokset perustuivat kuitenkin esikäsittelykudoksiin, ja hoidon jälkeen tutkittavista tutkimuksista ei ole tutkimuksia.

Toistuvassa pään ja kaulan syöpässä intratumoraalinen ja strooman TIL-tiheys väheni merkittävästi, kun taas immuunijärjestelmäkasvaimien osuus kasvoi. Stromal TIL -rikastus korreloi paremman vasteen kanssa ICI: lle. Tämä tutkimus perustui kuitenkin AI-ohjattuun kuvaanalyysiin, eikä se kaappaa yksityiskohtaista immuunimikroympäristön koostumusta tai hoidon jälkeistä dynamiikkaa.

Japanissa suoritettiin spatiaalinen transkriptiikan analyysi yhdessä pään ja kaulan syöpäpotilaalla, jota hoidettiin nivolumabilla, paljastaen, että MHC-luokan I geeniekspression hoidon jälkeinen menetys liittyi immuuniresistenssiin.

Korkea CXCL13 -ekspressio liittyy tertiääristen imusolmukkeiden (TL) muodostumiseen ja liittyy voimakkaasti immuunisolujen jakautumiseen ajassa. TCGA -analyysit osoittivat, että CXCL13 -ekspressio on merkittävästi korkeampi pään ja kaulan syöpissä normaaleihin kudoksiin verrattuna ja korreloi CD8+ T -solujen, B -solujen, makrofagien ja muiden immuunisolujen runsauden kanssa. Siten on tarpeen tutkia, muuttuvatko CXCL13 ja TLS ICI -hoidon jälkeen. Lisäksi CD44+ -syövän kantasolut pään ja kaulan syöpään liittyvät huonoon ennusteeseen ja niiden dynaamisiin muutoksiin ennen immunoterapiaoperaation tutkimusta ja sen jälkeen.

Myös perifeerisiä veripohjaisia ​​lähestymistapoja immuunivasteiden ennustamiseksi on tutkittu. Retrospektiiviset tutkimukset, joissa käytettiin tulehduksellisia markkereita, kuten NLR, MLR ja PLR Toisessa tutkimuksessa todettiin, että PD-L1-ekspressio monosyyteissä kemoradioterapian jälkeen korreloi plasman CXCL11-tasojen kanssa. Pre- ja post-kirurgisten näytteiden geeniekspressioanalyysit tunnistivat merkittävät erot eIF2-, eIF4- ja mTOR-signalointireiteissä. Lisäksi pään ja kaulan syöpäpotilaiden seerumin sytokiinitasojen oli huomattavasti korkeammat kuin terveissä kontrolleissa, ja epäkypsien neutrofiilien lisääntymisen ehdotettiin liittyvän kasvaimen tunkeutumiseen.

Pembrolitsumabilla ja kemoterapialla hoidettujen potilaiden seuranta-analyysissä oli pidempi etenemisvapaa eloonjääminen seuraavan taksaanihoidon (PFS2) kanssa, riippumatta PD-L1 CPS: stä (HR 0,67, p = 0,00788). Tämä viittaa siihen, että ICI-hoito voi parantaa reaktiivisuutta myöhemmälle taksaanipohjaiselle kemoterapialle. Näiden vuorovaikutusten selittämiseksi tarvitaan biomarkkeritutkimuksia, ja niille annetaan alueelliset ja etniset variaatiot, korealaisiin potilaisiin perustuva tutkimus on erityisen tärkeää.

1.2 Tutkimuksen yhteenveto Head and Nisc -solusolukarsinooma (HNSCC) on heterogeeninen pahanlaatuisuus, jonka ennuste vaihtelee anatomisten kohtien ja tuumorin ominaisuuksien mukaan, mutta pitkälle edennyt sairaus on yleensä huonoja tuloksia. Tämän tutkimuksen tavoitteena on tutkia dynaamisia muutoksia sekä kasvaimen immuunimikroympäristössä (aika) että systeemisessä immuniteetissa ennen ja jälkeen ensimmäisen linjan ICI: n sekä kemoterapian HNSCC-potilailla.

Tämän projektin perusteet ovat seuraava:

1. ICI: t ovat parantuneet HNSCC: n eloonjäämiseen, mutta ne ovat edelleen tehokkaita vain noin 15%: lla potilaista. Ennustavat biomarkkerit valitsevat vastaajat ovat edelleen epäselviä.
2. Vaikka monissa tutkimuksissa on tutkittu aikaa HNSCC: ssä, mikään tutkimus ei ole suorittanut pariksi kasvainkudoksen ja veren analyysejä ennen ICI -hoitoa ja sen jälkeen alueellisten ja ajallisten immuunimuutosten arvioimiseksi.
3. Se, missä määrin ajan muutokset heijastuvat perifeerisessä veressä, on edelleen tuntematon, mikä rajoittaa ei-invasiivista hoitovasteen seurantaa.
4. ICI: n tiedetään parantavan seuraavan taksaanikemoterapian tehokkuutta, mutta taustalla olevaa mekanismia ei ymmärretä.

Siksi tämän tutkimuksen tarkoituksena on tunnistaa ennustavat biomarkkerit hoidon vasteelle ja kehittää henkilökohtaisia ​​terapeuttisia strategioita potilaille, joilla on edistyksellinen tai metastaattinen HNSCC, joka saa ICI: tä ja kemoterapiaa.

• Tutkimuksen tavoitteet ja tavoitteet tunnistaa ennustavat biomarkkerit hoidon vasteen suhteen ja kehittää henkilökohtaisia ​​terapeuttisia strategioita potilailla, joilla on edistyksellinen/metastaattinen HNSCC, jota hoidetaan ICI: llä ja kemoterapialla.

  ________________________________________

• Tutkimuksen kesto Tutkimus tehdään 3 vuoden ajan IRB: n hyväksynnän päivämäärästä. Osallistujia seurataan 3 vuoden ajan ilmoittautumisesta. Analyysit alkavat toisena vuonna, keskittyen dynaamisiin muutoksiin ajan ja systeemisen immuniteetin ennen hoitoa ja sen jälkeen. Kolmantena vuonna ICI -vasteen ja resistenssin biomarkkerit tunnistetaan, ja ajan ja systeemisten immuunimuutosten väliset korrelaatiot arvioidaan.

  ________________________________________

• Tutkimuksen osallistujat 4.1 Sisällyttäminen ja näytteen koon perustelu Tutkimuksen tavoitteena on tutkia immuunimikroympäristöä (TME) muutoksia, joita havaitaan kasvainnäytteissä ennen ICI-pohjaista hoitoa ja sen jälkeen. Ensisijainen tulos on arvioida immuunisolujen markkerien ekspression muutoksia ja niiden yhteys hoitovasteeseen. Tämän tutkivan suunnittelun tarkoituksena on tuottaa kliinisesti merkityksellisiä immunologisia malleja alustavana tietona tuleville tutkimuksille (esim. Biomarkkeripohjainen ennustava mallin kehittäminen, tulevaisuuden validointi).

Tukikelpoiset potilaat ovat diagnosoituneet pitkälle edennyt/metastaattinen HNSCC, joka saa ensimmäisen linjan ICI ja kemoterapia. Noin 30 pareitettua ennen käsittelynäytteitä kerätään.

30 potilaan kohteenäytteen koko perustuu toteutettavuusnäkökohtiin (parillisten näytteiden saatavuus, rekrytointi 1,5-2 vuoden kuluessa) ja vastaa samanlaisen suunnittelun aikaisempia tutkimuksia, joihin tyypillisesti sisälsi 20–40 potilasta. Tätä pidetään asianmukaisena tutkittavana kohorttikokoisena tutkimuksen tavoitteisiin.

Samsung Medical Centerissä noin 600 HNSCC -potilasta hoidetaan vuosittain, ja yli 50 äskettäin diagnosoitua edistyneitä/metastaattisia tapauksia on vuodessa lievittävää kemoterapiaa, mikä varmistaa riittävän potilaan suoriteperusteen tähän tutkimukseen.

5 Tutkimuksen suunnittelu ja menetelmät 5.1 Immuunimuutosten dynaaminen analyysi ennen ja jälkeen hoidon

• Kasvaimen immuunimikroympäristö (TIME) -analyysi parilliset kasvaimen biopsiat tai FFPE -näytteet kerätään ennen käsittelyä ja sen jälkeen, leikattuja ja analysoidaan. Arvioitavia immuunibiomarkkereita ovat kasvainsolut, T-solut, B-solut, neutrofiilit, makrofagit, immuunigeenien allekirjoitukset (esim. IFN-y ja interleukiini-perheet), T-solujen alaryhmät (CD4+, CD7+, CD8+, CD16, CD34+, CD38+, CD56+), syöpäsolut (CD44) ja CD44) ja CD44) ja CD44) ja CD44), CD44) ja CD44), CD44, CD44), CD44, CD44), CD44, CD44), CD44, CD44), CD44 PD-1/PD-L1-ekspressio. Näiden biomarkkereiden muutoksia verrataan ennen ja jälkeen käsittelyä. Kasvaimen ja immuunisolujen välisiä vuorovaikutuksia tutkitaan, samoin kuin spesifisissä immuunisoluklustereissa ja alueellisissa kuvioissa (esim. Tertiääriset imusolmukkeet, immuunikeskukset). Lisäksi arvioidaan solunulkoisia vesikkelimuutoksia, joiden avulla tutkitaan parannettua reaktiivisuutta seuraavan taksaanihoitoon ICI -hoidon jälkeen.
• Systeeminen immuniteettianalyysi perifeeriset veren mononukleaariset solut (PBMC) eristetään verinäytteistä ja analysoidaan virtaussytometrialla. PI: n laboratorion olemassa olevia validoitua paneelia mukautetaan tähän tutkimukseen. Kvantitatiiviset muutokset immuunisolupopulaatioissa ja sytokiineissa (esim. IFN-y) ennen ja jälkeen hoidon arvioidaan.

5.2 HENKILÖSTÖN HENKILÖSTÖN KEHITTÄMISEN HING -STRATEGIAN KESKUS

• Ennustavien biomarkkereiden kliinisen vastetiedon tunnistaminen ICI-terapiaan integroituna kudoksen ja veripohjaisten analyysien kanssa ehdokkaan ennustavien biomarkkereiden tunnistamiseksi. Merkittävät immuunisolumuutokset määritellään ≥1,5-kertaiseksi eroiksi. Ennustavia malleja kehitetään käyttämällä monimuuttuja- ja regressioanalyysejä, joiden tavoitteena on saavuttaa käyrän (AUC) alla oleva alue ≥0,80.
• Ajan ja systeemisen immuniteetin assosiaatioiden välinen korrelaatio kasvaimen mikroympäristön muutosten ja perifeeristen veren muutosten välillä tutkitaan. Pearson -korrelaatiokerrointa ≥0,5 pidetään merkityksellisenä. Lisäksi arvioidaan näiden immunologisten muutosten ja potilaan ennusteen välistä suhdetta.
• ICI-resistenssin vertailevien analyysien mekanismit vastaajien ja vastaajien välillä suoritetaan primaarisen resistenssin mekanismien selvittämiseksi. Kun se on mahdollista, pariksi kasvain- ja verinäytteet taudin etenemisen aikaan analysoidaan myös hankitun resistenssin mekanismien tutkimiseksi.