Circulerende tumor-DNA-analyse om de behandeling van patiënten met dikkedarmkanker te optimaliseren (IMPROVE)

1. INLEIDING Dikkedarmkanker (CRC) is wereldwijd de derde meest voorkomende vorm van kanker. Ongeveer tweederde van de patiënten presenteert zich aanvankelijk met een potentieel geneesbare ziekte, maar ondanks curatief bedoelde behandeling ervaart 30-40% een terugval van de ziekte. Wanneer de diagnose wordt gesteld, kan de overleving van CRC in principe op twee manieren worden verbeterd: 1) door het risico op herhaling in zijn geheel te verminderen, b.v. door de chirurgie te verbeteren of door adjuvante chemotherapie aan te bieden aan patiënten met een hoog risico op recidief, of 2) door vroege detectie van recidief waardoor vroegtijdige interventie mogelijk wordt waardoor de overleving van de patiënt aanzienlijk wordt verbeterd.

   Radicale chirurgie is de belangrijkste factor voor recidief en overleving van CRC, en vrije resectiemarges zijn van het allergrootste belang. In Denemarken worden momenteel initiatieven geïmplementeerd om de kwaliteit van chirurgie te optimaliseren, inclusief resectie binnen de juiste vlakken en vasthouden aan het concept van volledige mesocolische excisie met centrale ligatie van de tumorvoedende slagaders. Een enkel Deens centrum (Hillerød Hospital) dat deze techniek heeft geïmplementeerd, rapporteerde aanzienlijk hogere overlevingspercentages in vergelijking met vergelijkbare Deense centra die standaardchirurgie toepassen.

   Gerandomiseerde studies hebben aangetoond dat het therapeutisch voordeel van adjuvante chemotherapie bescheiden is, terwijl de toxiciteit substantieel is. Dienovereenkomstig is het behandelingsvoordeel alleen gedocumenteerd voor de patiënten met het hoogste risico op recidief (stadium III). Desalniettemin komt ook een subgroep van stadium I- en stadium II-patiënten terug en zou mogelijk baat kunnen hebben bij adjuvante therapie. De ontwikkeling van een sensitieve benadering om te beoordelen of er na een operatie occulte residuele ziekte aanwezig is, is zeer wenselijk om een ​​subgroep met een hoog risico te identificeren die adjuvante therapie zou moeten krijgen. Bovendien is het voor stadium III-ziekte goed gedocumenteerd dat veel patiënten overbehandeld worden met adjuvante therapie. Chirurgie alleen geneest> 40% van dergelijke patiënten en het aantal dat nodig is om te behandelen om een ​​terugval te voorkomen is ~7. Ook voor deze patiënten is er behoefte aan betere en meer specifieke markers van risico op recidief.

   Vaste tumoren, waaronder CRC, geven DNA-fragmenten vrij in plasma. Het plasma van kankerpatiënten bevat DNA-fragmenten van zowel normale als kankercellen. Dit DNA wordt celvrij DNA (cfDNA) genoemd, terwijl de specifieke fractie die afkomstig is van tumorcellen circulerend tumor-DNA (ctDNA) wordt genoemd. De onderzoekers hebben onlangs resultaten gepresenteerd die, in overeenstemming met andere, aangeven dat patiënten bij wie na de operatie ctDNA is gedetecteerd, een extreem hoog risico lopen op een later radiologisch recidief (HR=37,66; 95% BI, 4,23 tot 335,49; P<0,0001). Dit risico is groter dan bij patiënten met colorectaalkanker stadium III die routinematig worden behandeld met adjuvante therapie. Deze bevindingen tonen aan dat postoperatieve ctDNA-analyse het potentieel heeft om een ​​zeer waardevol hulpmiddel te worden voor het beoordelen van de kwaliteit van de primaire ingreep en voor het begeleiden van het gebruik van adjuvante therapie.

   In overeenstemming met anderen hebben de onderzoekers aangetoond dat ctDNA-veranderingen gedetecteerd door longitudinale analyse nauw correleren met veranderingen in tumorvolume zoals beoordeeld door CT-beeldvorming. CtDNA-analyse heeft dus potentieel als hulpmiddel om de impact van interventie te beoordelen (bijv. chemotherapie, chirurgie, radiofrequentie-ablatie (RFA) en stereotactische lichaamstherapie (SRBT)). De onderzoekers hebben aangetoond dat seriële ctDNA-analyse de detectie mogelijk maakt van beginnende klinische ziekterecidief gemiddeld 10 maanden eerder door de conventionele modaliteiten (voornamelijk CT-scan. Dienovereenkomstig heeft ctDNA-analyse het potentieel om een ​​kritieke kans te bieden voor interventie op een vroeg tijdstip waar curatieve modaliteiten nog steeds een optie zijn.

2. ONDERZOEKSPLAN 2.1 Algehele onderzoeksopzet De IMPROVE - OBSERVATIONAL STUDIES zijn gebaseerd op een uitgebreide reeks bloedafnames en ctDNA-analyses uitgevoerd bij CRC-patiënten vóór en na chirurgie, tijdens en na adjuvante chemotherapie en tijdens surveillance. Patiënten worden 5 jaar na de operatie gevolgd.

De IMPROVE OBSERVATIONAL STUDIES bestaan ​​logistiek gezien uit twee delen:

OBSERVATIONEEL ONDERZOEK VERBETEREN DEEL I - CHIRURGIE Dit deel omvat bloedafname en ctDNA-analyse pre-operatief en onmiddellijk na de operatie (dag 14 post-OP) en weefselafname van het gereseceerde monster.

OBSERVATIONEEL ONDERZOEK VERBETEREN DEEL II - SURVEILLANCE Dit deel omvat longitudinale bloedafname gedurende een surveillanceperiode van 5 jaar.

IMPROVE INTERVENTIONELE STUDIE - IMPROVE IT Een subgroep van patiënten die zijn opgenomen in IMPROVE DEEL I - CHIRURGIE zijn kandidaten voor opname in de IMPROVE INTERVENTIONELE STUDIE - IMPROVE IT. Het IMPROVE IT-onderzoek wordt in een apart protocol gedetailleerd beschreven.

2.2 Steekproefomvang We zullen ten minste 1800 patiënten includeren die curatief zijn behandeld voor stadium I-III ziekte. We hebben onlangs een studie gerapporteerd die aantoont dat ctDNA detecteerbaar was in plasma (afgenomen kort na de operatie) van 57% van de recidiverende stadium II- en III-patiënten en bij 0% van de niet-recidiefpatiënten. In de huidige studie verwachten we een hogere gevoeligheid omdat we ~8 keer grotere bloedvolumes zullen analyseren dan voorheen. We verwachten de volgende stageverdeling: stage I, 28%; stadium II, 37%; stadium III, 35%9; en geschatte ~ 223 terugvalgebeurtenissen (verwachte terugvalpercentages: stadium I, 7%; stadium II, 12%; stadium III, 17%). Wanneer we onze eerdere resultaten combineren met de grootte van het voorgestelde cohort en met de verwachte verdeling en terugvalgebeurtenissen, vertaalt dit zich in een power van >99,9% bij een precisieniveau van 1% (tweezijdig) voor het bevestigen van de prognostische significantie van ctDNA op het einde van de studie.

2.3 Afname van biologische monsters (bloed en weefsel) 2.3.1 Tijdstippen voor monsterafname - VERBETEREN DEEL I -CHIRURGIE Voor alle patiënten die zijn opgenomen in deel I (Chirurgie) zullen bloedmonsters worden afgenomen voor en na de operatie. Waar mogelijk zullen biopsieën van verse tumor en aangrenzend normaal slijmvlies worden verzameld uit het chirurgisch gereseceerde monster, anders zullen in formaline gefixeerde, in paraffine ingebedde weefsels uit de archieven worden gehaald.

2.3.2 Tijdstippen voor monsterafname - DEEL II VERBETEREN - SURVEILLANCE Voor alle patiënten die zijn opgenomen in deel II (surveillance) zullen bloedmonsters in de lengterichting worden afgenomen tijdens de postoperatieve follow-upperiode: drie keer in jaar 1, drie keer in jaar 2, tweemaal in jaar 3 en eenmaal per jaar in jaar 4 en 5.

2.3.3 Tijdstip voor identificatie van kandidaten voor IMPROVE IT. De kandidaten zijn patiënten met stadium I of II ziekte en ZONDER risicofactoren die in aanmerking komen voor adjuvante chemotherapie, en wiens bloedmonster op dag 14 ctDNA-positief is. Patiënten die toestemming hebben gegeven om de uitslag van het bloedmonster op dag 14 te ontvangen, worden benaderd en uitgenodigd om deel te nemen aan IMPROVE-IT. Voor opname krijgen de patiënten een PET-CT-scan aangeboden, om er zeker van te zijn dat er geen uitzaaiingen over het hoofd zijn gezien.

Als het monster op dag 14 ctDNA-negatief is, worden de patiënten geïnformeerd dat hun terugvalrisico laag is en dat ze toezicht zullen krijgen volgens de DCCG-richtlijnen.

Patiënten met indicaties voor adjuvante chemotherapie worden geïnformeerd dat zij GEEN informatie zullen ontvangen over de analyseresultaten van hun bloedmonster op dag 14, aangezien dit hun geplande behandelingskuur niet verandert. De patiënten wordt gevraagd om toestemming te geven voor longitudinale bloedafname en ctDNA-analyse (opname in IMPROVE PART II - SURVEILLANCE), ongeacht of ze adjuvante chemotherapie zullen krijgen of niet.

2.4 Moleculaire analyse 2.4.1 Detectie en kwantificering van circulerend tumor-DNA Detectie en kwantificering van ctDNA zal worden uitgevoerd met behulp van onze recent ontwikkelde ultragevoelige gerichte duplex-sequencingbenadering. Met deze aanpak zullen we meer dan 5.000 unieke DNA-moleculen uit elk plasmamonster sequensen. Daardoor is detectie van somatische mutaties met allelfrequenties tot ~0,1% mogelijk. Verder omvat onze verbeterde methode meerdere stappen die gericht zijn op het verminderen van het foutenpercentage, waaronder het gebruik van unieke strengspecifieke moleculaire barcodes (UMI's) en redundante sequentiëring van elk cfDNA-fragment. Daardoor kunnen we polymerase-geïnduceerde fouten onderscheiden van echte mutaties.

De sequencingbenadering richt zich op <100.000 van de 3 miljard basen in het menselijk genoom. Het panel bevat de meest voorkomende en belangrijkste CRC-stuurprogrammamutaties die zijn geïdentificeerd in de IntOGEN- en TCGA-databases. Voor elk gen worden meerdere redundante capture-probes gebruikt om de dekking te verbeteren en een hogere specificiteit te bieden. Het richten op deze regio's is voldoende om ervoor te zorgen dat in elk CRC-geval ten minste één somatische mutatie wordt geïdentificeerd en zou daarom beoordeling van het ctDNA-niveau bij alle geïncludeerde patiënten mogelijk moeten maken. De genregio's in het panel zijn: TP53 exon 5-8 (1792 basen), KRAS-codons 12, 13, 61, 117 en 146 (738 basen), SMAD2 selecteerde vaak gemuteerde regio's (463 basen), SMAD4 selecteerde vaak gemuteerde regio's (513 basen), FAM123B selecteerde vaak gemuteerde regio's (669 basen), SOX9 selecteerde vaak gemuteerde regio's (693 basen), APC selecteerde vaak gemuteerde regio's (5477 basen), TCF7L2 selecteerde vaak gemuteerde regio's (920 basen), NRAS-codons 12, 13 en 61 (405 basen), BRAF-codon 600 en andere in de buurt (200 basen), FBXW7 selecteerde vaak gemuteerde regio's (868 basen), PIK3CA 8 hotspot-mutaties (905 basen).

2.5 Verzamelen van klinische informatie Een centraal onderdeel van het project omvat de vergelijking en correlatie van de ctDNA-beoordelingen (verzameld uit de bloedmonsters) met de klinische informatie over behandeling en resultaat. Klinische informatie over de behandeling en het resultaat van de behandeling zal worden verzameld uit ziekenhuisdossiers en gezondheidsregisters.

2.6 Definities van voorspellende variabelen, co-variabelen en eindpunten 2.6.1 Primair eindpunt

• Ziektevrije overleving na 3 jaar (3j-DFS) 2.6.2 Secundaire eindpunten
• Lokaal en/of recidief op afstand (pathologisch, radiologisch of klinisch)
• Tijd tot herhaling (TTR)
• Ziektevrije overleving na 1 jaar (1j-DFS))
• Totale overleving in jaar 5 (5 jaar-OS)
• Moleculaire residuele ziekte
• Tijd tot moleculair recidief (TTMR) 2.6.3 Veiligheid eindpunt
• Frequentie en ernst van bijwerkingen (AE) met betrekking tot de bloedafnames volgens het protocol.

2.6.4 Definitie van eindpunten

• DFS wordt gedefinieerd als de tijd vanaf de operatie tot het eerste optreden van een van de volgende gebeurtenissen; locoregionaal recidief, metastasen op afstand of overlijden door welke oorzaak dan ook.
• Tijd tot recidief wordt berekend vanaf de datum van de operatie tot locoregionaal recidief of metastasen op afstand, of overlijden door colorectale kanker.
• Algehele overleving wordt gedefinieerd als de tijd vanaf de operatie tot het overlijden door welke oorzaak dan ook.
• Moleculaire residuele ziekte wordt gedefinieerd als de detectie van circulerend tumor-DNA (ctDNA) in een bloedmonster dat kort na het einde van een curatief beoogde behandeling wordt afgenomen (tussen dag 1 en dag 30 na de operatie, of tussen dag 1 en dag 30 na het einde van de adjuvansbehandeling). behandeling).
• Tijd tot moleculaire recidief wordt berekend vanaf de eerste keer dat er geen detecteerbaar ctDNA is tot aan detecteerbaar ctDNA.

2.7 Statistische analyse 2.7.1 Analyse van DFS, OS, TTR Kaplan-Meier-schattingen zullen worden gebruikt voor de schatting van de mediane tijd tot recidief (klinisch en moleculair), ziekte of overlijden en hun betrouwbaarheidsintervallen, gestratificeerd volgens UICC-stadium en/of post-OP ctDNA-status. Eindpunten zullen worden beoordeeld met behulp van de log-rank-test of een Cox-regressiemodel, met tijd tot gebeurtenis (klinisch of moleculair recidief of overlijden) als responsvariabele en ctDNA postoperatieve of adjuvante therapie als factor.