Evaluatie van de werkzaamheid van anti-HER2 antilichaam-geneesmiddelconjugaten (ADC) bij lokaal gevorderde of gemetastaseerde blaaskanker op basis van organoïdetechnologie.

1. Onderzoeksachtergrond (Rationale en betekenis op basis van de binnenlandse en internationale onderzoeksstatus)

   Blaaskanker is een kwaadaardige tumor die afkomstig is van het blaasepitheel en staat op de eerste plaats qua incidentie onder urogenitale tumoren in China. Urotheelcarcinoom is het meest voorkomende type en vertegenwoordigt meer dan 90% van de blaaskankergevallen [1]. Ongeveer 5% van de blaaskankerpatiënten wordt gediagnosticeerd met uitgezaaide ziekte, wat uitgezaaide blaaskanker (MBC) wordt genoemd [2-4]. Onderzoek heeft aangetoond dat de mediane progressievrije overleving (PFS) voor MBC-patiënten 7 maanden is, en de mediane algehele overleving (OS) is 15 maanden [5, 6].

   Voor patiënten met onoperabele lokaal gevorderde of verafgelegen uitgezaaide blaaskanker blijft platinumbased combinatiechemotherapie (CC) de standaard eerstelijnsbehandeling [7]. In de afgelopen jaren, met de voortdurende vooruitgang in de medische technologie, heeft de opkomst van nieuwe chemotherapeutische middelen, gerichte geneesmiddelen en immuuncheckpointremmers de therapeutische opties aanzienlijk vergroot die beschikbaar zijn na progressie op eerstelijnschemotherapie voor MBC, met veelbelovende werkzaamheid [8]. Anti-HER2-antilichaam-geneesmiddelconjugaten (ADC's), vertegenwoordigd door trastuzumab-gebaseerde therapieën, behoren tot deze opties. Humane epidermale groeifactorreceptor 2 (HER2) is een transmembraan tyrosinekinasereceptor die betrokken is bij het stimuleren van celproliferatie, differentiatie en overleving [9]. HER2-overexpressie speelt een belangrijke rol bij de ontwikkeling en progressie van verschillende kwaadaardigheden, waaronder borstkanker, maagkanker en urotheelcarcinoom [10], en wordt vaak geassocieerd met een biologisch agressief tumorfenotype, slechte prognose, verhoogd risico op ziekterecidief en beperkt voordeel van chemotherapie [9, 11-13]. In blaasurotheelcarcinoom varieert het aandeel van HER2-eiwitoverexpressie (immunohistochemie [IHC] 2+ en 3+) van 18,1% tot 36% [14-16], en HER2-genamplificatie wordt waargenomen in 10% tot 23% van de gevallen [14, 16-17]. Onderzoek geeft aan dat anti-HER2-ADC-geneesmiddelen goede werkzaamheid en veiligheid vertonen bij de behandeling van patiënten met lokaal gevorderd onoperabel of uitgezaaid urotheelcarcinoom, wat aanzienlijk klinisch voordeel biedt voor deze populatie [18]. In juni 2021 werd Disitamab Vedotin (RC-48, RemeGen Co., Ltd.) goedgekeurd in China voor de behandeling van HER2-positief lokaal gevorderd of uitgezaaid urotheelcarcinoom [10]. HER2-eiwitexpressiestatus wordt doorgaans beoordeeld met behulp van IHC [10]. Er is echter momenteel geen internationaal gestandaardiseerd detectieprotocol of interpretatiecriteria voor HER2-eiwitexpressiestatus in urotheelcarcinoom. Dit leidt tot aanzienlijke discrepanties in HER2-expressiebeoordeling tussen verschillende klinische centra, wat direct van invloed is op de selectie van patiënten die in aanmerking komen voor anti-HER2-ADC-therapie en de standaardisatie van klinisch onderzoek. Daarnaast heeft fluorescentie-in-situ-hybridisatie (FISH)-testen voor HER2-genamplificatiestatus ook klinische betekenis voor behandelingsbegeleiding [10]. Klinische studies suggereren dat HER2-ADC-geneesmiddelen effectief blijven bij urotheelcarcinoompatiënten met HER2-eiwitoverexpressie (IHC 2+) maar negatieve FISH-resultaten [18, 19], en klinisch gezien zijn er patiënten die baat hebben ondanks negatieve eiwitdetectie maar positieve FISH. Deze bevindingen geven aan dat noch IHC- noch FISH-resultaten alleen het gebruik van Disitamab Vedotin volledig kunnen begeleiden. Wanneer klinische beoordeling bepaalt dat een patiënt ongevoelig is voor het toegediende geneesmiddel, zijn er vaak al ernstige toxische bijwerkingen opgetreden, en ziekteprogressie kan de patiënt kansen op alternatieve behandelingen ontnemen. Daarom is het evalueren van de respons van lokaal gevorderde of uitgezaaide blaaskankerpatiënten op anti-HER2-antilichaam-geneesmiddelconjugaten om behandelingsselectie te begeleiden voor patiënten met hoge geneesmiddelgevoeligheid, waardoor precieze en geïndividualiseerde tumortherapie wordt bereikt, in toenemende mate een huidig onderzoeksfocus geworden.

   De realisatie van precieze kankertherapie is sterk afhankelijk van geneesmiddelgevoeligheidstesten. Door precieze en geïndividualiseerde geneesmiddelscreeningexperimenten kan het meest effectieve en minst giftige behandelingsregime worden geïdentificeerd voor elke patiënt voordat de therapie begint. Het ontwikkelen van patiëntspecifieke behandelingsplannen vertegenwoordigt een nieuwe onderzoeksrichting voor het bereiken van precisiebehandeling in blaaskanker en het verbeteren van geneesmiddelwerkzaamheid. Voorheen omvatten veelgebruikte preklinische modellen traditionele tumorcellijnen en patiëntafgeleide xenograft (PDX)-modellen. Tumorcellijnkweek is eenvoudig maar onvoldoende om de groeistatus van tumorcellen in het lichaam van de patiënt te simuleren, en geneesmiddelen gescreend met deze systemen hebben lage klinische translatiewaarde. Hoewel PDX-modellen in vivo tumor kenmerken kunnen simuleren en de tumor micro-omgeving behouden, hebben ze aanzienlijke beperkingen, zoals relatief lage stabiele engraftmentpercentages, lange modellerings- en evaluatiecycli (zes maanden tot een jaar), tijdrovend en arbeidsintensief, waardoor ze moeilijk te genereren en te gebruiken zijn voor hoogdoorvoer geneesmiddelscreening [20-23]. Daarom is het noodzakelijk om geneesmiddelgevoeligheidstestmodellen te ontwikkelen die de heterogeniteit en complexiteit van blaaskanker kunnen simuleren, om meer gepersonaliseerde behandelings- en preventiestrategieën te ontwikkelen die zijn afgestemd op de unieke genetische, omgevings- en levensstijlkenmerken van een individu, risico's te minimaliseren en medische interventieresultaten te optimaliseren.

   Organoïden, specifiek Patiëntafgeleide Organoïden (PDO's), zijn driedimensionale orgaantypische structuren gevormd door de zelfassemblage van stamcellen in vitro. Ze kunnen differentiëren in meerdere orgaanspecifieke celtypen en vertonen cel-cel interacties, cel-extracellulaire matrix interacties en ruimtelijke organisatie, waardoor ze sleutelfuncties en structuren van echte menselijke organen in vitro nabootsen terwijl ze stabiele fenotypische en genetische kenmerken behouden. In vergelijking met tweedimensionale tumorcellijnen en PDX-modellen kunnen tumororganoïden direct worden gekweekt uit het eigen weefsel van een patiënt. Deze organoïden kunnen effectief sleutel eigenschappen van de primaire tumor repliceren, de pathologische morfologie en biologische mechanismen van het weefsel van de patiënt behouden, tumorheterogeniteit en een authentiekere tumor micro-omgeving behouden, en hebben het voordeel van een korte groeicyclus [24]. Dit vergemakkelijkt hun gebruik voor gevoeligheidstesten van chemotherapeutische geneesmiddelen, moleculair gerichte middelen en antitumorantilichamen in klinische kankerpatiënten, het voorspellen van patiëntrespons op geneesmiddelen, en heeft potentieel om klinische behandelingsbesluitvorming te ondersteunen.

   In 2018 rapporteerde een studie gepubliceerd in Science het gebruik van uitgezaaide gastro-intestinale kankerorganoïden voor geneesmiddelgevoeligheidstesten [25]. Deze studie vergeleek en analyseerde de verschillen in gevoeligheid voor een reeks gerichte en chemotherapeutische geneesmiddelen tussen 21 klinische patiënten en hun corresponderende PDO's, en toonde sterke consistentie tussen de twee aan. Vergeleken met de daadwerkelijke therapeutische resultaten van de patiënten waren de PDO-voorspellingen robuust (gevoeligheid 100%, specificiteit 93%, positief voorspellende waarde 88% en negatief voorspellende waarde 100%). In 2020 gebruikten Yao Y et al. [26] biopsieweefsels van 112 patiënten met lokaal gevorderd rectumcarcinoom om 96 rectumkankerorganoïden te construeren. Tachtig hiervan werden geselecteerd om hun respons op chemoradiotherapie te testen, en de resultaten toonden aan dat de gevoeligheid van rectumkankerorganoïden voor chemoradiotherapie sterk consistent was met de klinische responsen van de patiënten (gevoeligheid 78%, specificiteit 92%, nauwkeurigheid 84%). Vervolgens is consistentie tussen PDO-geneesmiddelrespons en patiënt klinische respons ook waargenomen in maagkanker, borstkanker en andere tumoren. Yan HHN et al. [27] vestigden een maagkankerorganoïde biobank met behulp van tumorweefsels, aangrenzend normaal weefsel en lymfekliermetastase monsters van 34 maagkankerpatiënten. Onder hen ontwikkelden twee gevallen metastase en ontvingen postoperatieve combinatietherapie met cisplatin en 5-FU, beide met goede responsen. Een ander geval ontving preoperatieve chemotherapie en vertoonde geen respons op postoperatieve capecitabine. Onderzoek naar de gevoeligheid van de PDO's van deze drie gevallen voor de corresponderende verbindingen onthulde dat de geneesmiddelgevoeligheid van de PDO's volledig consistent was met de klinische responsen van de respectieve patiënten. Guillen KP et al. [28] genereerden PDX- en PDO-modellen uit tumormonsters van borstkankerpatiënten met endocriene therapieresistentie, recidief en metastase, en voerden histomorfologische, genomische en geneesmiddelgevoeligheidsanalyses uit op deze monsters. De resultaten gaven aan dat zowel borstkanker PDX- als PDO-modellen de weefselbiologie en genomica van hun brontumoren sterk nabootsten, en hun responsen op antitumorgeneesmiddelen consistent waren. In deze studie ontwikkelde een patiënt met stadium IIA triple-negatieve borstkanker levermetastase ongeveer een jaar na het ondergaan van preoperatieve chemotherapie en chirurgie. De onderzoekers voerden in vitro en in vivo geneesmiddelgevoeligheidstesten uit op de geconstrueerde PDO- en PDX-modellen en ontdekten dat de microtubule remmer eribulin het beste therapeutische effect had. Op basis van deze bevinding werd de patiënt begeleid om eribulinbehandeling te ontvangen, resulterend in volledige remissie van de levermetastase gedurende bijna 5 maanden. Deze studies bieden voorlopig bewijs voor het potentieel van PDO's om klinisch geneesmiddelgebruik voor kankerpatiënten te begeleiden. Aanvullend onderzoek heeft aangetoond dat door het vergelijken van de geneesmiddelresponsverschillen tussen normale organoïden en PDO's, zeer selectieve geneesmiddelen kunnen worden geïdentificeerd, wat kan helpen toxische bijwerkingen in klinische patiënten te verminderen. Dus het uitvoeren van geneesmiddelgevoeligheidstesten via PDO's om het meest geschikte geneesmiddelbehandelingsplan te ontdekken, zal helpen de klinische werkzaamheid voor kankerpatiënten te verbeteren, toxische bijwerkingen, het risico op geneesmiddelresistentie en de kans op tumorprogressie te verminderen, waardoor patiëntvoordeel wordt gemaximaliseerd.

   Daarom zal het benutten van patiëntafgeleide blaaskankerorganoïdemodellen om anti-HER2-antilichaam-geneesmiddelconjugaat gevoeligheidstesten uit te voeren voor lokaal gevorderde of uitgezaaide blaaskanker, het vestigen van een gestandaardiseerd blaaskankerorganoïde geneesmiddelgevoeligheidstestsysteem, en het formuleren van screeningcriteria voor blaaskankerorganoïde geneesmiddelgevoeligheidstesten, het mogelijk maken om de klinische werkzaamheid van anti-HER2-ADC-therapie bij deze patiënten te beoordelen. Deze aanpak kan helpen bij het ontwikkelen van nieuwe geïndividualiseerde behandelingsplannen voor klinische toepassing en multidisciplinaire klinische validatie ondergaan, uiteindelijk echte "avatar geneesmiddeltesten" bereiken.

2. Onderzoeksvraag en Doelstellingen (Wetenschappelijke vragen en onderzoeksdoelen)

Onderzoeksvraag: Deze studie gebruikt een klinische gecontroleerde trialontwerp om de éénjarige, tweejarige en driejarige algehele overlevingspercentages te vergelijken tussen een patiëntengroep die interventies ontvangt begeleid door organoïde geneesmiddelgevoeligheidstesten en een patiëntengroep waar behandelingselectie is gebaseerd op HER2-eiwitexpressieniveaus bepaald door IHC. Univariate Kaplan-Meier overlevingsanalyse zal worden gebruikt om de verschillen in algehele overleving tussen de twee groepen te vergelijken. De studie beoogt de toepassingswaarde van tumororganoïde geneesmiddelgevoeligheidsexperimenten in het begeleiden van anti-HER2-ADC-therapie voor blaaskanker te evalueren.

Onderzoeksdoel: Door de klinische werkzaamheid van anti-HER2-ADC-therapie begeleid door de tumororganoïde geneesmiddelgevoeligheidsmethode in blaaskankerpatiënten te observeren, beoogt deze studie de toepassingswaarde van tumororganoïde geneesmiddelgevoeligheidsexperimenten in het begeleiden van geïndividualiseerde behandeling met anti-HER2-ADC-geneesmiddelen voor blaaskanker te evalueren.