Ulosteenaisten mikrobiston ja metaboliittien tutkimus pää- ja kaulan syöpäpotilailla, jotka saavat (kemio)radioterapiaa

Pään ja kaulan syöpä kattaa noin 4–5 % kaikista maailmanlaajuisista syövistä ja liittyy suhteellisen huonoihin selviytymistuloksiin. Useimmat potilaat saavat diagnoosin paikallisesti edistyneestä taudista, ja aggressiivisesta monimuotoisesta hoidosta huolimatta, mukaan lukien sädehoito, toistuu jopa puolella potilaista kahden vuoden kuluessa. Sädehoidon akuutit myrkytykset, erityisesti radiomukosiitti ja radiodermatiitti, esiintyvät yli 90 % potilaista ja voivat johtaa hoidon keskeytyksiin, mikä vaikuttaa kielteisesti tuloksiin.

Viimeaikaiset todisteet osoittavat, että suoliston mikrobistolla (ulosteen mikrobisto) ja sen aineenvaihduntatuotteilla voi olla vaikutusta syöpähoidon tehoon ja myrkyllisyyteen. Tutkimukset ovat osoittaneet yhteyksiä suoliston mikrobiston koostumuksen ja immunoterapian sekä kemoterapian vastauksen välillä, ja kliinistä edeltävät tiedot viittaavat siihen, että tietyillä bakteerien aineenvaihduntatuotteilla, mukaan lukien lyhytsäikeisillä rasvahapoilla ja tryptofaaniaineenvaihduntatuotteilla, voi olla vaikutusta sädehoidon liittyvään myrkyllisyyteen ja selviytymiseen. Uudet kliiniset tutkimukset ovat myös osoittaneet yhteyksiä alkuperäisen suoliston mikrobiston monimuotoisuuden ja selviytymisen tai kemoradioterapian vastauksen välillä useissa syövätyypeissä. Kuitenkin tiedot pään ja kaulan syöpäpotilaista ovat edelleen rajalliset.

Tämä prospektiivinen kliininen tutkimus pyrkii arvioimaan yhteyttä ulosteen mikrobiston koostumuksen ja valittujen bakteerien aineenvaihduntatuotteiden välillä sekä hoidon vastauksen ja akuutin myrkytyksen välillä paikallisesti edistyneen pään ja kaulan syövän potilailla, jotka saavat radikaalia sädehoitoa mahdollisesti yhdistettynä kemoterapiaan Ljubljanan onkologian instituutissa.

Osallistujat hoidetaan standardin mukaisesti laitoksen kliinisen käytännön ja kansainvälisten suositusten mukaan. Biologiset näytteet kerätään kahdella ajankohdalla hoidon aikana: (1) sädehoidon alusta 7 päivään aloituksen jälkeen, mutta ennen ensimmäisen kemoterapiakierron antamista (jos sovellettavissa), ja (2) sädehoidon viimeisten 7 päivän aikana. Kullakin ajankohdalla osallistujat toimittavat kotona kerätyn ulostenäytteen (10–20 ml), joka säilytetään 4 °C lämpötilassa saakka, kunnes se toimitetaan sairaalaan. Lisäksi 7 ml verinäytteitä kerätään rutiinikliinisten verinäytteiden yhteydessä. Näytteet käsitellään ja säilytetään –80 °C lämpötilassa.

Mikrobistoanalyysi suoritetaan sekvensoimalla 16S rRNA-geenin V3–V4-alueita. Tärkeimmät butyraatin tuotantoon osallistuvat bakteerigeenit (buk ja but) määritetään PCR-menetelmällä. Kohdennettua metabolomiikkaa käyttäen nestekromatografia-massaspektrometriaa (LC-MS) suoritetaan lyhytsäikeisten rasvahappojen ja tryptofaaniaineenvaihduntatuotteiden määritykseen uloste- ja seeruminäytteissä.

Kliinistä ja demografista tietoa kerätään jokaiselta osallistujalta, mukaan lukien ravinnon saanti 24 tunnin ajalta ennen näytteenottoa, sädehoidon annos-tilavuusparametrit, akuutit ja myöhäiset myrkytykset arvioituna CTCAE v5.0 -kriteereillä sekä hoidon vastaus arvioituna CT- tai PET-CT-kuvantamalla 3 kuukautta (kemol)sädehoidon päättymisen jälkeen RECIST 1.1 -kriteerien mukaisesti. Osallistujia seurataan toistumattoman selviytymisen ja kokonaisselviytymisen osalta kahden vuoden ajan.

Ensisijainen lopputulos on hoidon vastaus, joka määritellään täydelliseksi vastaukseksi vs. epätäydelliseksi vastaukseksi 3 kuukauden kuvantamisarvioinnissa. Toissijaisia lopputuloksia ovat kokonaisselviytyminen, toistumaton selviytyminen kahden vuoden aikana ja akuutit hoidon liittyvät myrkytykset. Tilastolliset analyysit sisältävät alfa- ja beetamonimuotoisuuden arvioinnin, PERMANOVA-analyysin ja logistisia regressiomalleja arvioimaan yhteyksiä mikrobiston ominaisuuksien, metaboliittipitoisuuksien ja kliinisten lopputulosten välillä.

Tutkimus on tutkimuksellinen ja suunniteltu signaalilöytötutkimukseksi. Vertaisten julkaistujen tutkimusten ja toteuttamiskelpoisuuden perusteella noin 60 potilasta otetaan mukaan.