Hoofd- en nek Advanced Research voor multi-omics en geoptimaliseerde immunotherapie (HARMONI)

1. Achtergrond 1.1 Onderzoeksachtergrond immuun checkpoint -remmers (ICIS) zijn naar voren gekomen als een nieuwe klasse van antikankertherapie na cytotoxische chemotherapie en gerichte therapie. Ze hebben overlevingsvoordelen aangetoond in verschillende solide tumoren, waaronder hoofd- en nekkanker, waardoor het paradigma van de behandeling van kanker wordt verschoven. Tumoren ontwijken immuunbewaking door controlepostmoleculen zoals PD-1 en CTLA-4, en de ontwikkeling van ICI's zoals pembrolizumab en nivolumab heeft ook werkzaamheid getoond in hoofd- en nekkanker.

Geavanceerde en metastatische hoofd- en nekkanker vormen niet alleen levensbedreigende risico's, maar beïnvloeden ook ernstige spraak, slik en uiterlijk, wat leidt tot een hogere zelfmoordsnelheid in vergelijking met de algemene bevolking. In Korea nam de incidentie van hoofd- en nekkanker tussen 2010 en 2020 met ongeveer 30% toe, waarbij tongkanker een bijzonder steile stijging van 7,7% per jaar toont bij jonge volwassenen van 20-30 jaar.

In het KEYNOTE-048-onderzoek verlengde pembrolizumab in combinatie met op platina gebaseerde chemotherapie de algehele overleving significant vergeleken met op cetuximab gebaseerde regimes, waarbij een groter voordeel werd waargenomen bij patiënten met PD-L1 CPS ≥20 of ≥1. Daaropvolgende analyses lieten zien dat het overlevingsvoordeel alleen in de pembrolizumab-combinatiegroep correleerde met PD-L1 CPS, en dat ongeveer 20% van de patiënten een lange respons vertoonde. Het totale responspercentage op ICI’s blijft echter slechts 15-26%, en PD-L1 CPS alleen verklaart de behandelresultaten niet volledig.

De TIME-studie (tumorimmune micro-omgeving) naar hoofd- en nekkanker classificeerde tumoren in volledig geïnfiltreerde, stroma-beperkte, immuun-uitgesloten en immuun-woestijn-subtypes, waarbij 48% volledig geïnfiltreerd was. Tumoren met hoge expressie van cytokinen zoals CXCL13, IFN-γ en IL-10 vertoonden actievere infiltratie van immuuncellen. Deze resultaten waren echter gebaseerd op weefsels vóór de behandeling, en er is een gebrek aan onderzoeken naar TIME-veranderingen na de behandeling.

Bij terugkerende hoofd- en nekkanker nam de intratumorale en stromale TIL-dichtheid aanzienlijk af, terwijl het aandeel immuunontwikkelingstumoren toenam. Stromale til -verrijking correleerde met een betere respons op ICI's. Deze studie was echter gebaseerd op AI-aangedreven beeldanalyse en legde geen gedetailleerde immuunmicro-omgeving samen of de dynamiek na de behandeling.

In Japan werd ruimtelijke transcriptomics-analyse uitgevoerd in één hoofd- en nekkankerpatiënt behandeld met nivolumab, waaruit bleek dat verlies na de behandeling van MHC-klasse I-genexpressie geassocieerd was met immuunresistentie.

Hoge CXCL13 -expressie is gekoppeld aan de vorming van tertiaire lymfoïde structuren (TLS) en sterk geassocieerd met immuuncelverdeling in de tijd. TCGA -analyses toonden aan dat CXCL13 -expressie significant hoger is bij hoofd- en nekkanker in vergelijking met normale weefsels en correleert met de overvloed van CD8+ T -cellen, B -cellen, macrofagen en andere immuuncellen. Het is dus noodzakelijk om te onderzoeken of CXCL13 en TLS veranderen na ICI -behandeling. Bovendien worden CD44+ kankerstamcellen in hoofd- en nekkanker geassocieerd met slechte prognose en hun dynamische veranderingen voor en na immunotherapie rechtvaardigen onderzoek.

Perifere bloedgebaseerde benaderingen om immuunresponsen te voorspellen zijn ook onderzocht. Retrospectieve studies met behulp van inflammatoire markers zoals NLR, MLR en PLR ontwikkelden voorspellende modellen die beter presteerden dan PD-L1 CP's in nauwkeurigheid. Een andere studie meldde dat PD-L1-expressie op monocyten na chemoradiotherapie correleerde met plasma CXCL11-niveaus. Genexpressieanalyses van pre- en post-chirurgische monsters identificeerden significante verschillen in EIF2-, EIF4- en mTOR-signaalroutes. Bovendien waren de cytokinespiegels in het serum van hoofd- en nekkankerpatiënten significant hoger dan bij gezonde controles, en een toename van onrijpe neutrofielen werd gesuggereerd geassocieerd met tumorinfiltratie.

In een follow-upanalyse van de keynote-048-studie vertoonden patiënten behandeld met pembrolizumab plus chemotherapie langere progressievrije overleving met daaropvolgende taxaanherapie (PFS2), onafhankelijk van PD-L1 CPS (HR 0,67, P = 0,00788). Dit suggereert dat ICI-behandeling de responsiviteit op latere op taxaan gebaseerde chemotherapie kan verbeteren. Biomarker -studies zijn nodig om deze interacties te verklaren, en gezien regionale en etnische variaties, is onderzoek op basis van Koreaanse patiënten bijzonder belangrijk.

1.2 Samenvatting Samenvatting Hoofd- en nek Plaveiselcelcarcinoom (HNSCC) is een heterogene maligniteit met prognose variërend door anatomische plaats en tumorkenmerken, maar gevorderde ziekte brengt over het algemeen slechte resultaten met zich mee. Deze studie beoogt dynamische veranderingen in zowel de tumor-immuunmicro-omgeving (tijd) als systemische immuniteit te onderzoeken voor en na eerstelijns ICI plus chemotherapie bij HNSCC-patiënten.

De aanleiding voor dit project is als volgt:

1. ICI's hebben een verbeterd overleving in HNSCC maar blijven effectief bij slechts ongeveer 15% van de patiënten. Voorspellende biomarkers om respondenten te selecteren blijven onduidelijk.
2. Hoewel veel studies tijd hebben onderzocht in HNSCC, heeft geen enkele studie gepaarde analyses van tumorweefsel en bloed voor en na ICI -behandeling uitgevoerd om ruimtelijke en temporele immuunveranderingen te beoordelen.
3. De mate waarin tijdveranderingen worden weerspiegeld in perifeer bloed blijft onbekend, waardoor niet-invasieve monitoring van de behandelingsrespons wordt beperkt.
4. Het is bekend dat ICI's de werkzaamheid van daaropvolgende taxaanchemotherapie verbeteren, maar het onderliggende mechanisme wordt niet begrepen.

Daarom probeert deze studie voorspellende biomarkers voor de respons op de behandeling te identificeren en gepersonaliseerde therapeutische strategieën te ontwikkelen voor patiënten met gevorderd of gemetastaseerd HNSCC die ICI plus chemotherapie krijgen.

• Studiedoelstellingen en doelen om voorspellende biomarkers van behandelingsrespons te identificeren en gepersonaliseerde therapeutische strategieën te ontwikkelen bij patiënten met geavanceerde/metastatische HNSCC behandeld met ICIS plus chemotherapie.

  ________________________________________________

• Studieduur De studie zal worden uitgevoerd gedurende 3 jaar vanaf de datum van IRB -goedkeuring. Deelnemers worden 3 jaar gevolgd door de inschrijving. Analyses zullen in het tweede jaar beginnen, gericht op dynamische veranderingen in de tijd en systemische immuniteit voor en na de behandeling. In het derde jaar zullen biomarkers van ICI -respons en weerstand worden geïdentificeerd en worden correlaties tussen tijd en systemische immuunveranderingen geëvalueerd.

  ________________________________________________

• Studie-deelnemers 4.1 Inclusie en steekproefgrootte rechtvaardiging De studie beoogt de veranderingen in de immuunmicro-omgeving (TME) te onderzoeken die worden waargenomen in tumormonsters voor en na op ICI gebaseerde behandeling. Het primaire resultaat is het beoordelen van veranderingen in de expressie van immuuncellen en hun associatie met behandelingsrespons. Dit verkennende ontwerp wil klinisch betekenisvolle immunologische patronen genereren als voorlopige gegevens voor toekomstige studies (bijv. Biomarker-aangedreven voorspellende modelontwikkeling, prospectieve validatie).

In aanmerking komende patiënten zullen de diagnose van geavanceerde/metastatische HNSCC zijn die eerstelijns ICI plus chemotherapie ontvangen. Ongeveer 30 gepaarde pre- en post-behandeling monsters worden verzameld.

De doelproefgrootte van 30 patiënten is gebaseerd op haalbaarheidsoverwegingen (beschikbaarheid van gepaarde monsters, werving binnen 1,5-2 jaar) en richt zich uit met eerdere studies van vergelijkbaar ontwerp, waaronder meestal 20-40 patiënten. Dit wordt beschouwd als een geschikte verkennende cohortgrootte voor de onderzoeksdoelstellingen.

Bij Samsung Medical Center worden jaarlijks ongeveer 600 HNSCC -patiënten behandeld, met meer dan 50 nieuw gediagnosticeerde gevorderde/metastatische gevallen die elk jaar palliatieve chemotherapie ontvangen, waardoor voldoende patiëntopbouw voor deze studie wordt gewaarborgd.

5 Studieontwerp en methoden 5.1 Dynamische analyse van immuunveranderingen voor en na de behandeling

• Tumor Immuune micro -omgeving (tijd) analyse gepaarde tumorbiopten of FFPE -monsters worden verzameld voor en na behandeling, sectioned en geanalyseerd. Immune biomarkers to be evaluated include tumor cells, T cells, B cells, neutrophils, macrophages, immune gene signatures (e.g., interferons such as IFN-γ, and interleukin families), T-cell subsets (CD4+, CD7+, CD8+, CD16, CD34+, CD38+, CD56+), cancer stem cells (CD44), CXCL13, and PD-1/PD-L1-expressie. Veranderingen in deze biomarkers worden voor en na de behandeling vergeleken. Interacties tussen tumor- en immuuncellen zullen worden onderzocht, evenals veranderingen in specifieke immuuncelclusters en ruimtelijke patronen (bijv. Tertiaire lymfoïde structuren, immuunhubs). Bovendien zullen extracellulaire blaasjesveranderingen worden geëvalueerd om mechanismen te verkennen die ten grondslag liggen aan een verbeterde responsiviteit op daaropvolgende taxaantherapie na ICI -behandeling.
• Systemische immuniteitsanalyse perifere bloedmononucleaire cellen (PBMC's) worden geïsoleerd uit bloedmonsters en geanalyseerd met behulp van flowcytometrie. Bestaande gevalideerde panelen in het laboratorium van de PI zullen worden aangepast voor deze studie. Kwantitatieve veranderingen in immuuncelpopulaties en cytokines (bijv. IFN-y) voor en na behandeling worden beoordeeld.

5.2 Ontwikkeling van een gepersonaliseerde behandelingsstrategie voor ICI's bij hoofd- en nekkanker

• Identificatie van voorspellende biomarkers klinische responsgegevens op ICI-therapie zullen worden geïntegreerd met weefsel- en bloedgebaseerde analyses om voorspellende biomarkers te identificeren. Significante immuuncelveranderingen zullen worden gedefinieerd als ≥1,5-voudige verschillen. Voorspellende modellen zullen worden ontwikkeld met behulp van multivariate en regressieanalyses, met als doel een gebied te bereiken onder de curve (AUC) ≥0,80.
• Correlatie tussen tijd en systemische immuniteitsassociaties tussen veranderingen in tumor micro -milieu en veranderingen in perifere bloed zullen worden onderzocht. Een Pearson -correlatiecoëfficiënt ≥0,5 zal als zinvol worden beschouwd. Verder zal de relatie tussen deze immunologische veranderingen en patiëntprognose worden geëvalueerd.
• Mechanismen van ICI-resistentie Vergelijkende analyses tussen responders en niet-responders zullen worden uitgevoerd om mechanismen van primaire weerstand op te helderen. Wanneer haalbare, gepaarde tumor- en bloedmonsters op het moment van ziekteprogressie ook worden geanalyseerd om mechanismen van verworven resistentie te onderzoeken.