Ett dosökningsförsök med stereootaktisk ablativ kroppsstrålbehandling för icke-ryggrads- och lymfkörteloligometastater (Destroy)

• Bakgrund & motivering

Stereotaktisk ablativ kroppsstrålning (SABR) är indicerat för patienter med oligometastatisk, oligoprogressiv eller traditionellt radioresistent sjukdom, som ofta uppvisar minimala eller inga associerade symtom [1, 2]. Men eftersom detta är en relativt ny teknik, saknas information om den optimala schemaläggningen. Även prospektiva randomiserade studier på SABR för oligometastatisk sjukdom tillåter vanligtvis att olika fraktioneringsscheman används [3]. Detta gäller särskilt för ben- och lymfkörtelmetastaser utanför ryggraden, där litteraturen är knapp till obefintlig och många olika scheman används, även inom ett enda centrum [4,5].

Det finns också framväxande bevis för att SABR kan stimulera immunsvaret genom en mängd olika mekanismer som att öka uttrycket av toll-like receptor 4 (TLR4) på ​​dendritiska celler, öka priming av T-celler i dränerande lymfkörtlar och öka tumörcellantigenpresentationen av dendritiska celler [6]. Återigen är det inte klart vilket fraktioneringsschema som framkallar det mest robusta immunsvaret. Till exempel, i kombination med cytotoxisk T-lymfocyt-associerad antigen 4 (anti-CTLA-4) immunterapi, jämfördes olika strålningsregimer i två karcinommodeller som växer i syngena möss [7]. Markerade skillnader i induktion av tumörspecifika T-celler och av en abskopal effekt observerades. Varje kur hade liknande förmåga att hämma tillväxten av den bestrålade tumören när strålning användes ensam. Tillägget av anti-CTLA-4 orsakade emellertid fullständig regression av majoriteten av bestrålade tumörer och en abskopal effekt hos möss som fick en hypofraktionerad regim (3 fraktioner av 8 Gy) men inte hos möss som behandlades med en enkeldos på 20 Gy. En ytterligare fraktionerad regim (5 fraktioner av 6 Gy) testades, som visade mellanliggande resultat. Detta indikerar att ett specifikt terapeutiskt fönster kan finnas för optimal användning av strålbehandling som immunadjuvans.

Det verkar vara ett lämpligt tillfälle att jämföra de vanligaste stereotaktiska regimerna vad gäller toxicitet och effekt.

- Provdesign

Minst trettio patienter kommer att inkluderas för varje dosnivå. Ett intervall på minst 24 veckor från den första patientbehandlingen till nästa patientbehandling vid varje dosnivå kommer att respekteras. Under tiden kommer fler patienter att inkluderas i den tidigare dosnivån, i ett försök att fastställa de sekundära effektmåtten. Om 1-5 patienter uppvisar dosbegränsande toxicitet (DLT) 6 månader efter SABR, kommer ytterligare trettio patienter att inkluderas på samma dosnivå. Den maximalt tolererade dosen kommer att definieras som den dosnivå under vilken minst 10 patienter uppvisar en dosbegränsande toxicitet 6 månader efter SABR.

• Rättegångsförfaranden

Registrering av toxicitet: Förstudie; sista dagen av SABR; 3 månader efter SABR; 6 månader efter SABR; var tredje månad (första året efter SABR); var sjätte månad (andra året efter SABR); årligen därefter.

Registrering av QoL: Förstudie; sista dagen av SABR; 3 månader efter SABR; 6 månader efter SABR; var tredje månad (första året efter SABR); var sjätte månad (andra året efter SABR); årligen därefter.

Blodprov: varje SABR-fraktion; 3 månader efter SABR; 6 månader efter SABR Imaging: 6 månader efter SABR. All bildbehandling anses vara standard och bör minimalt inkludera en CT av den/de bestrålade lesion(erna) men kan också inkludera MRI och/eller PET-CT (med vilket relevant spårämne som helst) om standard för den maligniteten.

- Translationell forskning

För närvarande är mycket okänt om mekanismen för strålbehandling och SABR i synnerhet. Dessutom har endast ett fåtal prediktiva biomarkörer för svar på strålbehandling undersökts på lämpligt sätt i kliniska miljöer och ingen av dessa biomarkörer används för närvarande på kliniken för att hjälpa patient, dos eller schemaval. Därför kommer flytande biopsier att samlas in under hela denna studie för biobanking.

Ett intressant mått på DNA-skada i cirkulerande tumörceller (CTC) är γ-H2AX, en biomarkör för strålningsinducerade DNA-dubbelsträngsbrott [9]. Det blir också tydligt att strålbehandling - förutom att förmedla cytotoxiska och cytostatiska effekter på maligna celler - har mångsidiga immunmodulerande funktioner som manifesterar sig lokalt (inom bestrålade lesioner) och systemiskt (inom icke-bestrålade lesioner och i cirkulationen). Mekanismerna genom vilka strålning inducerar antitumör-T-celler förblir dock oklara. Uppenbarligen induceras DNA-exonukleas Trex1 av stråldoser över 12-18 Gy i olika cancerceller, och försvagar deras immunogenicitet genom att bryta ned DNA som ackumuleras i cytosolen vid strålning. Cytosoliskt DNA stimulerar utsöndring av interferon-b av cancerceller efter aktivering av DNA-sensorn cGAS och dess nedströms effektor STING. Upprepad bestrålning vid doser som inte inducerar Trex1 förstärker interferon-b-produktionen, vilket resulterar i rekrytering och aktivering av Batf3-beroende dendritiska celler [10]. Denna effekt är väsentlig för priming av CD8+ T-celler som medierar systemisk tumöravstötning (abskopal effekt). Dessa data tyder på en koppling mellan de immunstimulerande effekterna av strålning och DNA-skadaresponsen.

1. Nödvändiga prover

   Vätskebiopsien i denna studie omfattar prover av perifert blod (1x 9mL EDTA- och 1x9mL CPT-rör), som ska tas vid simulering, omedelbart efter varje fraktion, cirka 48 timmar efter den sista fraktionen och vid 3 och 6 månaders uppföljning för biobank.

2. Bedömning av cirkulerande cytokiner

   Ett EDTA-blodrör ger i allmänhet 4 mL plasma, som kan delas på mitten för analys av cirkulerande fritt DNA (cfDNA) (se nedan) och för mätning av proteinkoncentrationer av cirkulerande cytokiner. Det senare kan göras med Luminex-analyser och kräver en inmatningsvolym på 100 µL per analys, vilket gör att 20 cytokiner kan profileras med 2 mL plasma. Plasman måste förvaras vid -80°C. Under dessa förhållanden är de flesta cytokiner stabila i upp till två år under förutsättningen att frys-upptiningscykler undviks [11].

3. cfDNA för grund helgenomsekvensering

   För cfDNA lågpass helgenomsekvensering måste cfDNA först extraheras från plasmaprover med en typisk startvolym på 1 ml. cfDNA-koncentrationerna från 1 ml plasma, i en slutlig elueringsvolym på 50 µL, är mycket varierande och beror på tumörbördan (intervall 0,2 ng/µL till 62,8 ng/µL). Därför sträcker sig det beräknade cfDNA-utbytet från 1 ml plasma från 10 ng till 3 140 ng. För lågpass-helgenomsekvensering med Thru-PLEX DNA-seq Library Kit krävs 2 ng cfDNA, vilket tyder på att 1 mL plasma borde vara tillräckligt i de flesta fall. För att undvika att patienten hoppar av på grund av otillräckligt utgångsmaterial rekommenderas biobanking av 2 mL plasma alikvoterade i enheter om 400 µL vid -80oC. En exemplarisk analys ges i Li et al, Mol Oncology, 2017 [12].

4. Flödescytometrianalys av immunceller

   Perifera mononukleära blodceller (PBMC) kan isoleras från hepariniserat venöst blod genom centrifugering på en Ficoll-Hypaque-gradient inom 4 timmar efter venpunktion. PBMC:erna kan kryokonserveras i flytande kväve i värmeinaktiverat fetalt bovint serum (FBS) kompletterat med 10 % dimetylsulfoxid (DMSO) fram till analys. Vid analys tinas cellerna genom nedsänkning vid 37° under 1-2 minuter och återsuspenderas i ett medium innehållande Iscoves modifierade Dulbeccos medium (IMDM) kompletterat med 20 % FBS och 1 % glutamin [13].

   - Etik & regulatoriskt godkännande

   Försöket kommer att genomföras i enlighet med principerna i Helsingforsdeklarationen (64:e WMA:s generalförsamling, Fortaleza, Brasilien, oktober 2013), principerna för GCP och alla tillämpliga regulatoriska krav. Studieprotokollet kommer att ändras till Ethics Committee (EC) vid GZA Hospitals, Belgien. Eventuella efterföljande protokolländringar kommer att överlämnas till EG för godkännande.

   - Data hantering

   All data kommer prospektivt att samlas in av onkologi för kliniska prövningar (www.clinicaltrialsoncology.be) vid GZA-sjukhusen, campus Sint Augustinus.

   - Publiceringspolicy

   Publikationerna kommer att samordnas av huvudutredaren (PD) och medutredarna (PM & DV). Författarskap till publikationer kommer att bestämmas i enlighet med kraven publicerade av International Committee of Medical Journal Editors och i enlighet med kraven i respektive medicinsk tidskrift.

   - Försäkring/skadeersättning

   I enlighet med den belgiska lagen om experiment på människor av den 7 maj 2004, ska sponsorn, även utan fel, ta på sig ansvaret för alla skador som åsamkas en studiepatient och som är direkt eller indirekt kopplade till deltagandet i studien, och ska ge ersättning därför genom sin försäkring.