Оценка эффективности анти-HER2 антител-лекарственных конъюгатов (ADC) при местнораспространенном или метастатическом раке мочевого пузыря на основе технологии органоидов.

1. Научная основа (Обоснование и значимость на основе состояния исследований внутри страны и за рубежом)

   Рак мочевого пузыря — это злокачественная опухоль, происходящая из уротелия мочевого пузыря, и занимает первое место по заболеваемости среди опухолей мочеполовой системы в Китае. Уротелиальная карцинома является наиболее распространенным типом, составляя более 90% случаев рака мочевого пузыря [1]. Примерно у 5% пациентов с раком мочевого пузыря диагностируется метастатическое заболевание, называемое метастатическим раком мочевого пузыря (МРМП) [2-4]. Исследования показывают, что медиана выживаемости без прогрессирования (ВБП) для пациентов с МРМП составляет 7 месяцев, а медиана общей выживаемости (ОВ) — 15 месяцев [5, 6].

   Для пациентов с нерезектабельным местно-распространенным или отдаленно метастатическим раком мочевого пузыря платиносодержащая комбинированная химиотерапия (КХТ) остается стандартным лечением первой линии [7]. В последние годы, с непрерывным прогрессом медицинских технологий, появление новых химиотерапевтических агентов, таргетных препаратов и ингибиторов иммунных контрольных точек значительно расширило терапевтические возможности после прогрессирования на химиотерапии первой линии для МРМП, демонстрируя многообещающую эффективность [8]. Анти-HER2 антитело-лекарственные конъюгаты (АЛК), представленные терапией на основе трастузумаба, являются одним из таких вариантов. Человеческий рецептор эпидермального фактора роста 2 (HER2) — это трансмембранный рецептор тирозинкиназы, участвующий в стимулировании пролиферации, дифференцировки и выживания клеток [9]. Сверхэкспрессия HER2 играет значительную роль в развитии и прогрессировании различных злокачественных новообразований, включая рак молочной железы, рак желудка и уротелиальную карциному [10], и часто ассоциирована с биологически агрессивным фенотипом опухоли, плохим прогнозом, повышенным риском рецидива заболевания и ограниченной пользой от химиотерапии [9, 11-13]. При уротелиальной карциноме мочевого пузыря доля сверхэкспрессии белка HER2 (иммуногистохимия [ИГХ] 2+ и 3+) колеблется от 18,1% до 36% [14-16], а амплификация гена HER2 наблюдается в 10–23% случаев [14, 16-17]. Исследования показывают, что препараты анти-HER2 АЛК демонстрируют хорошую эффективность и безопасность при лечении пациентов с местно-распространенной нерезектабельной или метастатической уротелиальной карциномой, обеспечивая значительную клиническую пользу для этой популяции [18]. В июне 2021 года в Китае был одобрен Дисамаб Ведотрин (RC-48, RemeGen Co., Ltd.) для лечения HER2-положительного местно-распространенного или метастатического уротелиального рака [10]. Статус экспрессии белка HER2 обычно оценивается с помощью ИГХ [10]. Однако в настоящее время не существует международно стандартизированного протокола обнаружения или критериев интерпретации для статуса экспрессии белка HER2 при уротелиальной карциноме. Это приводит к значительным расхождениям в оценке экспрессии HER2 в разных клинических центрах, напрямую влияя на отбор пациентов, подходящих для терапии анти-HER2 АЛК, и на стандартизацию клинических исследований. Кроме того, тестирование на амплификацию гена HER2 методом флуоресцентной гибридизации in situ (FISH) также имеет клиническое значение для руководства лечением [10]. Клинические исследования показывают, что препараты HER2 АЛК остаются эффективными у пациентов с уротелиальной карциномой со сверхэкспрессией белка HER2 (ИГХ 2+), но отрицательными результатами FISH [18, 19], а в клинической практике есть пациенты, которые получают пользу, несмотря на отрицательное обнаружение белка, но положительный FISH. Эти данные указывают на то, что ни результаты ИГХ, ни FISH по отдельности не могут полностью направлять использование Дисамаб Ведотрина. Когда клиническая оценка определяет нечувствительность пациента к назначенному препарату, часто уже произошли серьезные токсические побочные эффекты, а прогрессирование заболевания может лишить пациента возможности альтернативного лечения. Поэтому оценка ответа пациентов с местно-распространенным или метастатическим раком мочевого пузыря на анти-HER2 антитело-лекарственные конъюгаты для руководства выбором лечения пациентов с высокой чувствительностью к препарату, тем самым достигая точной и индивидуализированной терапии опухоли, все больше становится актуальным направлением исследований.

   Реализация точного лечения рака в значительной степени зависит от тестирования чувствительности к препаратам. С помощью точных и индивидуализированных экспериментов по скринингу лекарств можно определить наиболее эффективный и наименее токсичный режим лечения для каждого пациента до начала терапии. Разработка индивидуальных планов лечения для пациентов представляет собой новое направление исследований для достижения точного лечения рака мочевого пузыря и повышения эффективности препаратов. Ранее широко используемыми доклиническими моделями были традиционные линии опухолевых клеток и модели ксенотрансплантатов, полученных от пациентов (PDX). Культивирование линий опухолевых клеток просто, но недостаточно для моделирования состояния роста опухолевых клеток в организме пациента, и препараты, отобранные с использованием этих систем, имеют низкую ценность для клинической трансляции. В то время как модели PDX могут имитировать характеристики опухоли in vivo и сохранять микроокружение опухоли, они имеют значительные ограничения, такие как относительно низкие стабильные показатели приживления, длительные циклы моделирования и оценки (от шести месяцев до года), они требуют много времени и труда, что затрудняет их создание и использование для высокопроизводительного скрининга лекарств [20-23]. Поэтому для разработки более персонализированных стратегий лечения и профилактики, адаптированных к уникальным генетическим, экологическим и образом жизни характеристикам человека, минимизации рисков и оптимизации результатов медицинского вмешательства, необходимо разработать модели тестирования чувствительности к препаратам, которые могут имитировать гетерогенность и сложность рака мочевого пузыря.

   Органоиды, в частности органоиды, полученные от пациентов (PDO), — это трехмерные органотипные структуры, образованные путем самоорганизации стволовых клеток in vitro. Они могут дифференцироваться в несколько органоспецифичных типов клеток и демонстрировать межклеточные взаимодействия, взаимодействия клеток с внеклеточным матриксом и пространственную организацию, тем самым воспроизводя ключевые функции и структуры реальных человеческих органов in vitro, сохраняя при этом стабильные фенотипические и генетические характеристики. По сравнению с двумерными линиями опухолевых клеток и моделями PDX, опухолевые органоиды можно культивировать непосредственно из собственной ткани пациента. Эти органоиды могут эффективно воспроизводить ключевые свойства первичной опухоли, сохранять патологическую морфологию и биологические механизмы ткани пациента, сохранять гетерогенность опухоли и более аутентичное микроокружение опухоли, а также имеют преимущество короткого цикла роста [24]. Это облегчает их использование для тестирования чувствительности к химиотерапевтическим препаратам, молекулярно-таргетным агентам и противоопухолевым антителам у клинических онкологических пациентов, прогнозирования ответа пациента на препараты и обладает потенциалом для помощи в принятии клинических решений о лечении.

   В 2018 году исследование, опубликованное в Science, сообщило об использовании органоидов метастатического рака желудочно-кишечного тракта для тестирования чувствительности к препаратам [25]. В этом исследовании сравнивались и анализировались различия в чувствительности к серии таргетных и химиотерапевтических препаратов между 21 клиническим пациентом и их соответствующими PDO, демонстрируя сильную согласованность между ними. По сравнению с фактическими терапевтическими результатами пациентов, прогнозы PDO были надежными (чувствительность 100%, специфичность 93%, положительная прогностическая ценность 88% и отрицательная прогностическая ценность 100%). В 2020 году Yao Y и др. [26] использовали биопсийные ткани 112 пациентов с местно-распространенным раком прямой кишки для создания 96 органоидов рака прямой кишки. Восемьдесят из них были отобраны для проверки их реакции на химиолучевую терапию, и результаты показали, что чувствительность органоидов рака прямой кишки к химиолучевой терапии была высоко согласована с клиническими ответами пациентов (чувствительность 78%, специфичность 92%, точность 84%). Впоследствии согласованность между ответом PDO на препарат и клиническим ответом пациента также наблюдалась при раке желудка, раке молочной железы и других опухолях. Yan HHN и др. [27] создали биобанк органоидов рака желудка, используя опухолевые ткани, прилегающие нормальные ткани и образцы метастазов в лимфатических узлах от 34 пациентов с раком желудка. Среди них в двух случаях развились метастазы, и они получали послеоперационную комбинированную терапию цисплатином и 5-ФУ, оба показали хорошие ответы. Еще один случай получал предоперационную химиотерапию и не показал ответа на послеоперационный капецитабин. Исследование чувствительности PDO этих трех случаев к соответствующим соединениям показало, что чувствительность PDO к препаратам полностью соответствовала клиническим ответам соответствующих пациентов. Guillen KP и др. [28] создали модели PDX и PDO из опухолевых образцов пациентов с раком молочной железы с резистентностью к эндокринной терапии, рецидивом и метастазами и провели гистоморфологический, геномный анализ и анализ чувствительности к препаратам на этих образцах. Результаты показали, что как модели PDX, так и PDO рака молочной железы в высокой степени воспроизводили тканевую биологию и геномику исходных опухолей, и их ответы на противоопухолевые препараты были согласованы. В этом исследовании у пациента с трижды негативным раком молочной железы стадии IIA примерно через год после предоперационной химиотерапии и операции развились метастазы в печень. Исследователи провели тесты чувствительности к препаратам in vitro и in vivo на созданных моделях PDO и PDX и обнаружили, что ингибитор микротрубочек эрибулин имел наилучший терапевтический эффект. Основываясь на этом открытии, пациенту было рекомендовано лечение эрибулином, что привело к полной ремиссии метастазов в печени продолжительностью почти 5 месяцев. Эти исследования предоставляют предварительные доказательства потенциала PDO для руководства клиническим применением препаратов у онкологических пациентов. Дополнительные исследования показали, что путем сравнения различий в ответе на препараты между нормальными органоидами и PDO можно идентифицировать высокоселективные препараты, что может помочь снизить токсические побочные эффекты у клинических пациентов. Таким образом, проведение тестирования чувствительности к препаратам с помощью PDO для обнаружения наиболее подходящего плана лекарственного лечения поможет повысить клиническую эффективность для онкологических пациентов, снизить токсические побочные эффекты, риск лекарственной резистентности и вероятность прогрессирования опухоли, максимизируя пользу для пациента.

   Поэтому использование моделей органоидов рака мочевого пузыря, полученных от пациентов, для проведения тестирования чувствительности к анти-HER2 антитело-лекарственным конъюгатам при местно-распространенном или метастатическом раке мочевого пузыря, создание стандартизированной системы тестирования чувствительности к препаратам органоидов рака мочевого пузыря и формулирование критериев скрининга для тестирования чувствительности к препаратам органоидов рака мочевого пузыря позволит оценить клиническую эффективность терапии анти-HER2 АЛК у этих пациентов. Этот подход может помочь в разработке новых индивидуализированных планов лечения для клинического применения и пройти многопрофильную клиническую валидацию, в конечном итоге достигая настоящего «аватара тестирования лекарств».

2. Исследовательский вопрос и цели (Научные вопросы и исследовательские цели)

Исследовательский вопрос: В этом исследовании используется дизайн клинического контролируемого исследования для сравнения показателей общей выживаемости за один, два и три года между группой пациентов, получающих вмешательства под руководством тестирования чувствительности к препаратам органоидов, и группой пациентов, где выбор лечения основан на уровнях экспрессии белка HER2, определенных с помощью ИГХ. Для сравнения различий в общей выживаемости между двумя группами будет использован одномерный анализ выживаемости по Каплану-Мейеру. Исследование направлено на оценку прикладной ценности экспериментов по чувствительности опухолевых органоидов к препаратам в руководстве терапией анти-HER2 АЛК при раке мочевого пузыря.

Цель исследования: Наблюдая за клинической эффективностью терапии анти-HER2 АЛК, направляемой методом тестирования чувствительности опухолевых органоидов к препаратам, у пациентов с раком мочевого пузыря, это исследование направлено на оценку прикладной ценности экспериментов по чувствительности опухолевых органоидов к препаратам в руководстве индивидуализированным лечением препаратами анти-HER2 АЛК при раке мочевого пузыря.