Gastrointestinal mikrobiom og respons på immunterapi ved metastatisk ondartet melanom

Denne prospektive, ikke-randomiserte kliniske studien evaluerer den prognostiske og prediktive verdien av gastrointestinal mikrobiom hos pasienter med metastatisk ondartet melanom behandlet med immunterapimellomstoppere (PD-1-hemmere og CTLA-4-hemmere) i første-linje-behandling. Selv om immunterapi har forbedret overlevelsen ved metastatisk melanom, forblir kliniske utfall heterogene, og en betydelig andel pasienter opplever immunrelaterte bivirkninger, pseudoprogression eller hyperprogression. Identifisering av biomarkører som predikerer respons og toksisitet forblir klinisk viktig.

Gastrointestinalkanalen inneholder en høy konsentrasjon av mikrober og lymfoid vev, og immunsystemet og mikrobiomet eksisterer i nær interaksjon. Det gastrointestinale mikrobiomet påvirker systemisk immunrespons gjennom produksjon av cytokiner og regulering av T-celle-aktivitet. Tidligere studier tyder på at mikrobiomsammensetning og mangfold kan være assosiert med total overlevelse (OS), progresjonsfri overlevelse (PFS) og behandlingsrespons hos pasienter som mottar immunterapimellomstoppere. Antibiotikaindusert dysbiose har vært assosiert med redusert effekt av immunterapi, og fekal mikrobiota-transplantasjon har vist potensial i å overvinne resistens mot PD-1-hemmere.

Hovedmålet med denne studien er å fastslå om den dominerende sammensetningen av det gastrointestinale mikrobiomet er assosiert med objektiv respons på PD-1- og CTLA-4-hemmere hos pasienter med metastatisk ondartet melanom, vurdert i henhold til iRECIST-kriterier. Den primære hypotesen er at en spesifikk mikrobiomprofil er assosiert med behandlingsrespons og progresjonsfri overlevelse (PFS).

Sekundære mål inkluderer evaluering av assosiasjonen mellom mikrobiomsammensetning og immunrelaterte bivirkninger, sykdomsprogresjon under behandling, og perifere blod immuncellepopulasjoner (CD3+, CD4+, CD8+, CD4/CD8-forhold og makrofager).

Totalt 132 pasienter behandlet med første-linje immunterapimellomstoppere ved Onkološki inštitut Ljubljana mellom mars 2022 og mars 2024 ble inkludert. Kliniske data ble samlet i anonymisert form og inkluderer kjønn, alder, diagnose dato, ytelsestatus ved behandlingsstart, laboratorieparametere (inkludert LDH og S100), melanomlokalisering, BRAF-status, behandlingsvarighet, radiologisk respons og immunrelaterte bivirkninger.

I tillegg til standardbehandling, gjennomgikk deltakerne studie-spesifikk biologisk prøveinnsamling i henhold til en forhåndsdefinert tidsplan. Avføringsprøver ble samlet før behandlingsstart, ved uke 12 (+2 uker) og uke 28 (+2 uker), ved mistenkt progresjon/hyperprogresjon, og ved forekomst av immunrelaterte bivirkninger. Hvis deltakere mottok antibiotikabehandling, ble avføringsinnsamling utsatt og utført tre uker etter fullført antibiotikakur. Prøver ble analysert ved Biotehniška fakulteta, Univerza v Ljubljani ved bruk av amplikonsekvensering av 16S rRNA med Illumina 16S/ITS Nextera to-trinns PCR og MiSeq 2×300 teknologi. Bioinformatiske og statistiske analyser ble utført ved bruk av UPARSE-pipeline, Silva NR SSU og LTP SSU-databaser, Mothur-programvarepakke og R-pakken Phyloseq.

Perifere venøse blodprøver ble samlet opptil fire uker før behandlingsstart, ved uke 12 (+2 uker) og uke 28 (+2 uker), ved mistenkt progresjon/hyperprogresjon, og ved forekomst av immunrelaterte bivirkninger. Ytterligere blodprøver ble analysert ved Oddelek za citologijo, Onkološki inštitut Ljubljana ved bruk av flowcytometri for å bestemme immuncellepopulasjoner, inkludert CD3+, CD4+, CD8+, CD4/CD8-forhold og makrofager. Prøver ble analysert ved bruk av FACSCanto 10 og FACSDiva-programvare.

Radiologisk evaluering ble utført ved bruk av PET/CT eller CT-trippel (hode, bryst, abdomen) innen fire uker før behandlingsstart og ved uke 12 (+2 uker) og uke 28 (+2 uker). Ytterligere bildediagnostikk ble utført ved mistenkt progresjon eller basert på klinisk vurdering. Behandlingsrespons ble evaluert i henhold til iRECIST-kriterier og kategorisert som komplett respons (CR), partiell respons (PR), stabil sykdom (SD) eller progressiv sykdom (PD). Pseudoprogression ble definert som midlertidig radiologisk progresjon uten klinisk forverring etterfulgt av påfølgende reduksjon av tumørbyrde.