Innate Donor Effector Allogene lymfocyteninfusie na stamceltransplantatie: de IDEAL Trial (IDEAL)

PROJECTBESCHRIJVING DOEL: Nagaan of transplantatieresultaten bij patiënten die met HSCT voor AML/MDS worden behandeld, kunnen worden verbeterd door toevoeging van innate donor lymphocyte infusion (iDLI) vroeg na transplantatie. De primaire uitkomsten zijn acute GVHD, terugval en terugvalvrije overleving na HSCT.

ACHTERGROND Allogene hematopoëtische stamceltransplantatie (HSCT) is een potentiële genezende behandeling voor kwaadaardige hematologische ziekten. De belangrijkste indicatie voor HSCT bij volwassenen is acute leukemie, gevolgd door myelodysplastisch syndroom. Bij HSCT worden het beenmerg en het immuunsysteem van de patiënt vervangen door dat van een donor, tijdens een uitgebreide klinische procedure die wordt uitgevoerd in een zeer gespecialiseerd transplantatiecentrum. Het geneesbare principe van HSCT is een op het immuunsysteem gebaseerde cel-tot-cel-doding van resterende leukemiecellen gemedieerd door donorcellen, het zogenaamde graft-versus-leukemie (GVL)-effect.

De basisprincipes van HSCT worden hieronder gegeven:

Conditioneringsregime Voorafgaand aan de infusie van het donortransplantaat wordt een conditioneringsregime gegeven om de tumorlast te verminderen en het immuunsysteem van de ontvanger te verzwakken om transplantatie van donorcellen mogelijk te maken. Het conditioneringsregime kan verschillende graden van myeloablatie bevatten, afhankelijk van de gewenste graad van immuunsuppressie die geschikt is voor de ziekte, de leeftijd van de patiënt en comorbiditeit.

Stamceldonoren en transplantaten Het stamceltransplantaat wordt meestal verkregen van een HLA-gematchte broer of zus (25% van de patiënten) of een HLA-gematchte niet-verwante registerdonor.

Het transplantaat wordt van de donor verkregen door aspiratie van beenmerg of door leukaferese (celscheiding en verwijdering van leukocyten uit het resterende bloed) na toediening van granulocyt-koloniestimulerende factor (G-CSF), die stamcellen naar het bloed mobiliseert. Dit laatste staat bekend als een transplantaat van perifere bloedstamcellen (PBSC) en is verreweg het meest voorkomende transplantaattype dat in het huidige tijdperk wordt gebruikt.

Transplantaatinhoud en immuunreconstitutie van de patiënt Het stamceltransplantaat bevat stamcellen die van een donor afkomstige hematopoëse tot stand brengen, waaronder een functioneel immuunsysteem bij de patiënt, maar ook volwassen immuuncellen die verantwoordelijk zijn voor de vroege eliminatie van resterende tumorcellen door middel van graft-versus-leukemie (GVL). effect. De reconstitutie van het immuunsysteem is afhankelijk van de dosis en de inhoud van de getransplanteerde donorcellen en zowel de inhoud van het transplantaat als de immuunreconstitutie van de patiënt is cruciaal voor het algehele resultaat van de transplantatie.

GVL en GVHD Het GVL-effect wordt uitgevoerd door lymfocytotoxische donorcellen die resterende kwaadaardige cellen van de patiënt doden. GVL wordt traditioneel gemedieerd door donor-αβ-T-cellen in een immunologisch proces dat wordt aangestuurd door HLA-verschillen tussen individuen, d.w.z. een allogene respons.

Bij acute graft-versus-host-ziekte (GVHD), waarbij ook HLA-alloherkenning betrokken is, vallen donor-αβ-T-cellen het normale weefsel in huid, lever en gastro-intestinaal systeem van de ontvanger aan, wat leidt tot een mogelijk dodelijke immuunziekte. Acute GVHD treedt op tijdens de eerste 3 maanden na HSCT en het klinisch beloop is zeer variabel, van een licht geneesbare presentatie tot een volledige immuunaanval, die bij 80-90% van de patiënten fataal is (fig. 2). Acute GVHD wordt gezien bij 40-60% van de patiënten.

Terugval na HSCT Terugval van hematologische kanker na HSCT is een belangrijke doodsoorzaak. Bij patiënten met AML/MDS ervaart ongeveer 30% een terugkeer van de ziekte na HSCT. De prognose bij patiënten met een terugval na HSCT is somber.

Donorlymfocyteninfusie Om terugval te voorkomen of manifeste terugval na HSCT te behandelen, kan een dosis extra cellen van de oorspronkelijke stamceldonoren, donorlymfocyteninfusie (DLI), in de patiënt worden ingebracht met als doel een hernieuwd/versterkt GVL-effect op gang te brengen en de resterende kwaadaardige cellen uit te roeien. Het effect op de leukemische cellen van conventionele DLI, die voornamelijk TCR αβ-cellen van de donor bevatten, is echter onzeker en beperkt door het risico op dodelijke GVHD, waarom nieuwe DLI-methoden voortdurend in ontwikkeling zijn.

Natural killer-cellen en T-celreceptor-γδ-cellen In de afgelopen jaren is bewezen dat natural killer-cellen (NK-cellen) en T-celreceptor-γδ-cellen (TCR-cellen), ook wel aangeboren effectorcellen genoemd, in staat zijn kankercellen te elimineren en zo bij te dragen aan de GVL- effect in HSCT. NK-cellen zijn aangeboren lymfocyten, die ongeveer 10% van alle lymfocyten uitmaken, en bedoeld zijn om "gestresste", kwaadaardige en met virus geïnfecteerde cellen uit te roeien. Ze zijn in staat tumorcellen van leukemie te lyseren en te elimineren door receptoren van de natural killer (NK) en natural cytotoxicity receptor (NCR) families te activeren, onafhankelijk van HLA-verschillen.

T-cellen van het TCR αβ-type (CD4- en CD8-T-cellen) vormen de meerderheid van alle circulerende T-cellen en lymfocyten in het algemeen. TCR γδ-cellen zijn een subgroep van T-cellen, verschillend van αβ T-cellen, die ongeveer 5% van alle T-cellen vormen. Het repertoire van TCR γδ-celfuncties combineert kenmerken van het adoptieve immuunsysteem met aangeboren reacties. Ze zijn betrokken bij het beheersen van ontstekingen, het bestrijden van ziekteverwekkers en het handhaven van tolerantie voor eigen antigenen. TCR γδ zijn ook in staat tumorcellen te herkennen via hun TCR en activerende receptoren die worden gedeeld met NK-cellen (bijv. NKG2D) en hun antitumoreffecten worden steeds meer gedocumenteerd tegen leukemische cellen. NK- en TCR γδ-celherkenning is onafhankelijk van HLA-verschillen, waardoor hun bijdrage aan GVHD minder waarschijnlijk is, en hun immunoregulerende kenmerken kunnen daadwerkelijk beschermen tegen GVHD. Deze aangeboren effectorcellen hebben daarom het potentieel om GVL te mediëren zonder GVHD in de HSCT-setting.

Resultaten van de onderzoeksgroep van de onderzoekers:

Onder deze hypothese voerde onze groep gedurende 2015-2018 een prospectieve klinische studie uit waarin concentraties van NK- en TCR-γδ-cellen in stamceltransplantaten en tijdens immuunreconstitutie vroeg na transplantatie werden onderzocht en deze werden geassocieerd met patiëntuitkomsten in termen van GVHD, terugval en terugvalvrij overleving. De resultaten toonden aan dat patiënten die getransplanteerd waren met hoge doses NK-cellen in het transplantaat en hoge concentraties NK-cellen in perifeer bloed vroeg na transplantatie (dag 28 en 56) een significant verbeterde terugvalvrije overleving hadden in vergelijking met patiënten met lage transplantatiedoses en vroege post-transplantatie. transplantatieconcentraties van NK-cellen. Met betrekking tot TCR γδ-cellen hebben patiënten met een hoge concentratie TCR γδ-cellen in perifeer bloed vroeg (dag 28 en 56) na transplantatie significant minder GVHD en minder terugval, wat resulteert in een verbeterde algehele overleving en terugvalvrije overleving in vergelijking met patiënten met een lage post-transplantatie TCR γδ celconcentraties.

Op basis van deze resultaten en bestaande literatuur is het doel van deze studie de infusie van een aangeboren DLI (iDLI) met gezuiverde NK- en TCR γδ-cellen van de oorspronkelijke stamceldonor vroeg na HSCT. Het verwachte effect van aanvullende celtherapie met deze aangeboren effectorcellen tijdens vroege immuunreconstitutie is een verminderde terugval evenals GVHD-percentages en daardoor verbeterde resultaten na HSCT bij AML / MDS-patiënten.

Procedure Dit is een samenwerkingsproject tussen de afdeling Beenmergtransplantatie van de afdeling Hematologie en de afdeling Klinische Immunologie van Rigshospitalet, Universitair Ziekenhuis van Kopenhagen.

In ons centrum ontvangen ongeveer 60 patiënten per jaar PBSC-HSCT voor de diagnose AML of MDS. Een op de vier patiënten heeft een HLA-identieke broer of zus, terwijl de overige patiënten stamceltransplantaten ontvangen van gematchte niet-verwante donoren uit internationale donorregisters. Voor deze studie zal genetische randomisatie worden toegepast, zodat patiënten met HLA-identieke broers en zussen worden opgenomen voor interventie, terwijl patiënten met niet-verwante donoren die een standaard-HSCT krijgen, worden opgenomen in de controlegroep. De achtergrond voor het ontwerp is de beschikbaarheid van donoren; alleen broers en zussen kunnen worden geworven om iDLI te doneren. Met een geschat rekruteringspercentage van ongeveer 85%, wordt verwacht dat 13-15 patiënt/donor-paren in de interventiegroep per jaar zullen worden ingeschreven gedurende een totaal van drie jaar, wat neerkomt op een totaal van 39-45 paren. In een eerdere prospectieve studie behaalden de onderzoekers een wervingspercentage van 97%. Historisch gezien werd een hogere incidentie van GVHD waargenomen bij transplantaties met een niet-verwante donor, maar dankzij nauwkeurigere HLA-typering en betere protocollen voor immuunsuppressie zijn GVHD en terugvalincidentie tegenwoordig vergelijkbaar tussen verwante en niet-gerelateerde transplantaties. Dit is ook het geval in het transplantatiecentrum in Rigshospitalet, zoals eerder gepubliceerd6.

Voor tussenkomst:

Donors ondergaan binnen 30 dagen voor donatie een gezondheidsscreening in de celtherapiefaciliteit, afdeling Klinische Immunologie (standaardprocedure). Dag 7 voor HSCT: Start van het conditioneringsregime om de patiënt voor te bereiden op HSCT (standaardprocedure) Dag 5 voor HSCT: Start van G-CSF-stimulatie van de donor om stamcellen te mobiliseren voor leukaferese (standaardprocedure).

Donorleukaferese en transplantaatinfusie bij de patiënten, genaamd dag 0 van HSCT (standaardprocedure) Dag 14 na HSCT: donorleukaferese (zonder voorafgaande G-CSF-stimulatie), productmanipulatie en transfusie van iDLI aan de patiënt (interventie).

Controlegroep: Standaard HSCT-procedure zoals hierboven beschreven bij patiënten die transplantaten ontvangen van niet-verwante donoren.

Procedure gewijzigde DLI = iDLI:

Witte bloedcellen worden verkregen van de donor door middel van leukaferese met behulp van de Spectra Optia Apheresis. Systeem (Terumo BCT) bij de Bloedbankeenheid, Afdeling Klinische Immunologie, Rigshospitalet. Zuivering van aangeboren effectorcellen wordt uitgevoerd door TCRαβ/CD19-depletie van het verse leukafereseproduct met het CliniMACS Prodigy System (Miltenyi Biotec). Deze procedure verwijdert TCRαβ T-cellen samen met B-cellen (CD19-positieve cellen) waardoor een celproduct ontstaat dat verrijkt is met NK-cellen en TCR γδ-cellen en wordt routinematig gebruikt in Rigshospitalet voor procedures bij pediatrische transplantaties.

De beoogde dosis geoogste cellen is 108 lymfocyten/kg resulterend in verwachte celdoses van 107 NK-cellen/kg en 1-5 x106 TCR γδ-cellen/kg na de depletie. Het iDLI-product wordt kort na de depletieprocedure vers ingespoten bij de patiënt op de afdeling Hematologie.

Immuun fenotypering:

Immuunfenotypering van het iDLI-product en het oorspronkelijke stamceltransplantaat zal worden uitgevoerd met behulp van een zeer gestandaardiseerd, door de klant ontworpen, gevriesdroogd flowcytometriepaneel (DuraClone-product van Beckman Coulter), dat is ontwikkeld en routinematig wordt gebruikt voor het monitoren van de immuunfunctie op de afdeling Klinische Immunologie. In deze studie zullen twee buisjes worden opgenomen voor gedetailleerde fenotypering van lymfocyten.

Buis 1 bevat markers van algehele T-cellen (CD3, CD4, CD8), NK-celsubtypen (CD16, CD56), B-cellen (CD19) en monocyten (CD14). Buis 2 bevat markers van totale TCR α/β-cellen, totale TCR γ/δ-cellen, de twee belangrijkste TCR γ/δ-subtypen (TCR Vδ1, TCR Vδ2) en TCR γ/δ-celactiveringsmarkers (HLA-DR, CD8, CD8beta ).

Hetzelfde panel zal worden gebruikt voor de karakterisering van immuunreconstitutie in perifere bloedmonsters bij patiënten op de dag van iDLI-infusie en 14 en 21 dagen daarna (d.w.z. dag 14, 28 en 56 na transplantatie. Levensvatbare cellen zullen worden ingevroren voor latere functionele studies.

Gegevensbeheerplan Klinische gegevens over patiënt- en transplantatieresultaten zullen worden verkregen uit de klinische transplantatiedatabase (IBMTR 2019) die zich bevindt en wordt beheerd op de transplantatie-eenheid, afdeling hematologie. Flowcytometriegegevens van karakterisering van iDLI-producten, stamceltransplantaten en immuunreconstitutie van de patiënt zullen worden verkregen van de afdeling Klinische Immunologie en worden verwerkt door geschikte analysesoftware (Kaluza, Flow Cytometry Analysis Software, Beckman Coulter). Klinische en laboratoriumgegevens zullen worden verzameld, gestructureerd en verwerkt in SPSS (SPSS® Statistics, IBM) dat samen met R (The R Project for Statistical Computing, www.r-project.org) zal worden gebruikt voor statistische analyses. Alle gegevens worden opgeslagen in Rigshospitalet, Universitair Ziekenhuis van Kopenhagen in overeenstemming met de regels voor gegevensbescherming van het Deense bureau voor gegevensbescherming.

Statistische analyses De cumulatieve incidentie van acute GVHD en terugval bij patiënten behandeld met iDLI in vergelijking met patiënten die een standaard HSCT krijgen, zal worden vergeleken met de concurrerende risicoanalyse van Gray. Terugvalvrije overleving tussen de twee groepen zal worden vergeleken met behulp van de Kaplan Meier-overlevingsanalyse en Cox-modellen voor proportioneel gevaar. Celdoses en immuunfenotypering van iDLI en originele stamceltransplantaten en celconcentraties en fenotypering tijdens immuunreconstitutie van de patiënt zullen worden ingevoerd met behulp van beschrijvende statistieken. SPSS (SPSS® Statistics, IBM) en R (The R Project for Statistical Computing, www.r-project.org) zullen worden toegepast voor statistische berekeningen.

Vermogen Gebaseerd op resultaten van eerder onderzoek van de onderzoeksgroep van de onderzoekers die GVHD, terugval en terugvalvrije overleving beschrijft bij patiënten met hoge versus lage doses NK/TCR γδ-cellen in transplantatietransplantaten en tijdens vroege immuunreconstitutie. De onderzoekers verwachten een vermindering van de terugvalincidentie van 30% naar 5% en een vermindering van de acute GVHD-incidentie van 50% naar 20%. Met genetische randomisatie zullen patiënten met HLA-identieke broers en zussen worden opgenomen voor interventie, terwijl patiënten met niet-verwante donoren die een standaard-HSCT krijgen, zullen worden opgenomen als controles. Getest op een significantieniveau van 0,05 met een vermogen van 80% (bèta 0,2) is een steekproefomvang van 35-38 patiënten in elke groep geschikt voor het onderzoek.