Fekal mikrobiom og metabolitter hos pasienter med hode- og halskreft som mottar (kjemoterapi)strålebehandling

Hode- og halskreft utgjør omtrent 4–5 % av alle krefttilfeller i verden og er forbundet med relativt dårlige overlevelsessannsynligheter. De fleste pasienter presenterer seg med lokoregionalt avansert sykdom, og til tross for aggressiv multimodal behandling inkludert stråleterapi, oppstår tilbakefall hos opptil halvparten av pasientene innen to år. Akutte bivirkninger av stråleterapi, spesielt radiomukositt og radiodermatitt, forekommer hos mer enn 90 % av pasientene og kan føre til avbrudd i behandlingen, noe som negativt påvirker utfallet.

Nyere forskning tyder på at tarmmikrobiomet (fekal mikrobiota) og dets metabolitter kan påvirke effektiviteten og bivirkningene av kreftbehandlinger. Studier har vist sammenhenger mellom sammensetningen av tarmmikrobiota og respons på immunterapi og kjemoterapi, og prekliniske data tyder på at spesifikke bakterielle metabolitter, inkludert kortkjedede fettsyrer og tryptofanmetabolitter, kan påvirke stråleterapi-relatert toksisitet og overlevelse. Nyere kliniske studier har også vist sammenhenger mellom basismangfoldet i tarmmikrobiomet og overlevelse eller respons på kjemostråleterapi ved flere krefttyper. Imidlertid er data om pasienter med hode- og halskreft fortsatt begrenset.

Denne prospektive kliniske studien har som mål å evaluere sammenhengen mellom sammensetningen av fekal mikrobiota og utvalgte bakterielle metabolitter med behandlingsrespons og akutt toksisitet hos pasienter med lokoregionalt avansert hode- og halskreft som gjennomgår radikal stråleterapi med eller uten samtidig kjemoterapi ved Onkološki inštitut Ljubljana.

Deltakere vil bli behandlet i henhold til standard institusjonell klinisk praksis og internasjonale retningslinjer. Biologiske prøver vil bli samlet inn ved to tidspunkter under behandlingen: (1) fra starten av stråleterapien til 7 dager etter oppstart, men før administrering av den første kjemoterapisyklusen (hvis aktuelt), og (2) i løpet av de siste 7 dagene av stråleterapien. Ved hvert tidspunkt vil deltakerne levere en avføringsprøve (10–20 ml) samlet hjemme og oppbevart ved 4 °C til levering på sykehuset. I tillegg vil det bli tatt en 7 ml blodprøve under rutinemessige kliniske blodprøvetakinger. Prøvene vil bli bearbeidet og oppbevart ved –80 °C.

Mikrobiomanalyse vil bli utført ved sekvensering av V3–V4-regionene i 16S rRNA-genet. Nøkkelbakterielle gener involvert i butyratproduksjon (buk og but) vil bli kvantifisert ved PCR. Målrettet metabolomikk ved bruk av væskekromatografi-massespektrometri (LC-MS) vil bli utført for å kvantifisere kortkjedede fettsyrer og tryptofanmetabolitter i avførings- og serumprøver.

Kliniske og demografiske data vil bli samlet for hver deltaker, inkludert kostinntak i løpet av de 24 timene før prøvetaking, stråleterapidose-volumparametre, akutt og sen toksisitet vurdert ved CTCAE v5.0, og respons på behandling vurdert ved CT- eller PET-CT-bildedannelse 3 måneder etter fullføring av (kjemostråleterapi i henhold til RECIST 1.1-kriteriene. Deltakerne vil bli fulgt opp for tilbakefallsfri overlevelse og total overlevelse i to år.

Primært utfall er behandlingsrespons, definert som fullstendig respons versus ufullstendig respons ved 3-måneders bildevurdering. Sekundære utfall inkluderer total overlevelse, tilbakefallsfri overlevelse etter to år og akutt behandlingsrelatert toksisitet. Statistiske analyser vil inkludere vurdering av alfa- og betamangfold, PERMANOVA-analyse og logistiske regresjonsmodeller for å evaluere sammenhenger mellom mikrobiotakarakteristikker, metabolittkonsentrasjoner og kliniske utfall.

Studien er utforskende og utformet som en signaloppdagelsesstudie. Basert på sammenlignbare publiserte studier og gjennomførbarhetshensyn, vil omtrent 60 pasienter bli inkludert.