Maag-darmmicrobioom en respons op immunotherapie bij gemetastaseerd maligne melanoom

Deze prospectieve, niet-gerandomiseerde klinische studie evalueert de prognostische en voorspellende waarde van het gastro-intestinale microbioom bij patiënten met gemetastaseerd maligne melanoom die in de eerstelijnsbehandeling worden behandeld met immuuncheckpointremmers (PD-1-remmers en CTLA-4-remmers). Hoewel immunotherapie de overleving bij gemetastaseerd melanoom heeft verbeterd, blijven de klinische uitkomsten heterogeen en ervaart een aanzienlijk deel van de patiënten immuungerelateerde bijwerkingen, pseudoprogressie of hyperprogressie. De identificatie van biomarkers die respons en toxiciteit voorspellen blijft klinisch belangrijk.

Het maag-darmkanaal bevat een hoge concentratie microben en lymfoïd weefsel, en het immuunsysteem en microbioom bestaan in nauwe interactie. Het gastro-intestinale microbioom beïnvloedt de systemische immuunrespons via cytokineproductie en regulatie van T-celactiviteit. Eerdere studies suggereren dat de samenstelling en diversiteit van het microbioom geassocieerd kunnen zijn met de algehele overleving (OS), progressievrije overleving (PFS) en behandelingsrespons bij patiënten die immuuncheckpointremmers krijgen. Antibiotica-geïnduceerde dysbiose is geassocieerd met verminderde effectiviteit van immunotherapie, en fecale microbiota-transplantatie heeft potentieel getoond bij het overwinnen van resistentie tegen PD-1-remmers.

Het primaire doel van deze studie is te bepalen of de overheersende samenstelling van het gastro-intestinale microbioom geassocieerd is met objectieve respons op PD-1- en CTLA-4-remmers bij patiënten met gemetastaseerd maligne melanoom, beoordeeld volgens iRECIST-criteria. De primaire hypothese is dat een specifiek microbioomprofiel geassocieerd is met behandelingsrespons en progressievrije overleving (PFS).

Secundaire doelstellingen omvatten evaluatie van de associatie tussen microbioomsamenstelling en immuungerelateerde bijwerkingen, ziekteprogressie tijdens behandeling, en perifere bloed immuuncelpopulaties (CD3+, CD4+, CD8+, CD4/CD8-ratio en macrofagen).

In totaal werden 132 patiënten die tussen maart 2022 en maart 2024 met eerstelijns immuuncheckpointremmers werden behandeld in het Onkologisch Instituut Ljubljana geïncludeerd. Klinische gegevens werden verzameld in geanonimiseerde vorm en omvatten geslacht, leeftijd, datum van diagnose, prestatiestatus bij start behandeling, laboratoriumparameters (inclusief LDH en S100), melanoomlokalisatie, BRAF-status, behandelingsduur, radiologische respons en immuungerelateerde bijwerkingen.

Naast standaardbehandeling ondergingen deelnemers studie-specifieke biologische monstername volgens een vooraf vastgesteld schema. Ontlastingsmonsters werden verzameld vóór start behandeling, op week 12 (+2 weken) en week 28 (+2 weken), bij vermoedelijke progressie/hyperprogressie, en bij het optreden van immuungerelateerde bijwerkingen. Als deelnemers antibioticatherapie kregen, werd ontlastingsverzameling uitgesteld en uitgevoerd drie weken na voltooiing van antibiotica. Monsters werden geanalyseerd aan de Biotechnische Faculteit, Universiteit van Ljubljana met behulp van ampliconsequentiebepaling van 16S rRNA met Illumina 16S/ITS Nextera twee-staps PCR en MiSeq 2×300 technologie. Bioinformatica- en statistische analyses werden uitgevoerd met behulp van de UPARSE-pipeline, Silva NR SSU en LTP SSU databases, Mothur-softwarepakket en het R-pakket Phyloseq.

Perifere veneuze bloedmonsters werden verzameld tot vier weken vóór start behandeling, op week 12 (+2 weken) en week 28 (+2 weken), bij vermoedelijke progressie/hyperprogressie, en bij het optreden van immuungerelateerde bijwerkingen. Aanvullende bloedmonsters werden geanalyseerd bij de Afdeling Cytologie, Onkologisch Instituut Ljubljana met behulp van flowcytometrie om immuuncelpopulaties te bepalen, inclusief CD3+, CD4+, CD8+, CD4/CD8-ratio en macrofagen. Monsters werden geanalyseerd met behulp van FACSCanto 10 en FACSDiva-software.

Radiologische evaluatie werd uitgevoerd met PET/CT of CT-triplet (hoofd, borst, buik) binnen vier weken vóór start behandeling en op week 12 (+2 weken) en week 28 (+2 weken). Aanvullende beeldvorming werd uitgevoerd bij vermoedelijke progressie of op basis van klinisch oordeel. Behandelingsrespons werd geëvalueerd volgens iRECIST-criteria en gecategoriseerd als complete respons (CR), partiële respons (PR), stabiele ziekte (SD) of progressieve ziekte (PD). Pseudoprogressie werd gedefinieerd als tijdelijke radiologische progressie zonder klinische verslechtering gevolgd door daaropvolgende vermindering van tumorbelasting.