Cytokinförändring i hepatocellulärt karcinom som behandlas med termisk ablation

Bakgrund Levercancer är den sjätte vanligaste maligniteten i världen. Det är den fjärde vanligaste orsaken till cancerrelaterade dödsfall och har en global incidens på mer än 840 000 nya fall under 2018.1 Hepatocellulärt karcinom (HCC) står för 75 % - 85 % av primär levercancer. Hepatektomi, radiofrekvensablation (RFA) och ortotopisk levertransplantation är de huvudsakliga behandlingsalternativen för patienter med tidigt stadium av HCC.2 Hepatektomi är endast indicerat för patienter med tidigt stadium av HCC och bevarad leverfunktion, medan tillämpningen av levertransplantation är begränsad globalt p.g.a. organbrist. RFA är därför den mest effektiva behandlingen hos patienter med HCC och borderline leverfunktion på grund av levercirros, särskilt i Asien-Stillahavsområdet där hepatit B-infektion är utbredd.

Termisk ablation dödar tumörer via direkt termisk denaturering och koagulering av tumörproteiner.3 Retentionen av devitaliserade och skadade tumörceller i kroppen stimulerar ett robust inflammatoriskt svar. Det har också rapporterats att termisk ablation skapar en tumörantigenkälla för generering av antitumörimmunitet och förstärker värdens immunsvar.4 Aktiverade blodplättar frisätter interleukin (IL) -1, tumörnekrosfaktor (TNF) och transformerande tillväxtfaktor, vilket ökar vaskulär permeabilitet och främjar kemotaxi. Neutrofiler attraheras till ablationsstället och utför skräprensning genom att frigöra fria radikaler via oxidativa sprängmekanismer som syftar till att förstöra incitament. Makrofagmigrering följer, övergår till det proliferativa stadiet, under vilket makrofager utsöndrar tillväxtfaktorer, inklusive TNF, vaskulär endoteltillväxtfaktor (VEGF) och grundläggande fibroblasttillväxtfaktor.5 Nivån av proliferativ aktivitet hos makrofager och lymfocyter medieras av IL-6 positivt och IL-10 negativt.6, 7 I händelse av ofullständig ablation eller nästan fullständig ablation, kan livsdugliga tumörceller i den subletala ablationszonen) påverkas positivt eller negativt av det samtidiga inflammatoriska svaret inklusive ökade nivåer av cytokiner och tillväxtfaktorer. Inflammation efter ablation kan ha negativa effekter via produktion av tillväxtfaktorer och cytokiner av makrofager och lymfocyter, vilket kan stimulera tumörcelltillväxt inom den subletala zonen.8 Människo- och djurstudier med immunhistokemisk färgning av vävnader, enzymkopplad immunosorbentanalys av vävnadslysat och enzymkopplad immunosorbentanalys av plasma har visat signifikant ökning av specifika inflammatoriska och immunmodulerande mediatorer efter RFA.9, 10. Huvudutredaren har tidigare rapporterat inflammatoriska svar av RFA med användning av svinlevermodellen att nivån av systemiska inflammatoriska markörer (TNF och IL-1) var signifikant förhöjd efter RFA, jämfört med hepatektomi.11 Även om prekliniska studier på inflammatoriska svar av termisk ablation för levertumörer är betydande, är klinisk korrelation mellan dessa mikro-miljöreaktioner begränsad i litteraturen. Erinjeri et al.12 rapporterade att ablationstypen och primärdiagnosen förutspådde förändringen av IL-6 och patientens ålder förutspådde förändringen av IL-10 efter termisk ablation av tumörer. IL-6 kan fungera som surrogat för immunogen celldöd och kombinationen av immunogena dödsinducerande procedurer med immunkontrollpunktshämmare kan vara fördelaktigt för att förlänga patientens överlevnad efter RFA.13 På cellulär nivå har RFA visat sig förbättra tumörassocierat antigenspecifikt T-cellssvar och detta bidrar till en HCC-recidivfri överlevnad för patienter.14 Ändå är det fortfarande inte klart om det möjliga sambandet mellan RFA-inducerad cytokinförändring och dess prognostiska värde på tumörrecidiv och patientöverlevnad på lång sikt.

Huvudutredaren har rapporterat resultaten från 209 patienter som fick RFA som enda behandling för HCC.15 Den totala tumörrecidivfrekvensen var upp till 80 % med medianuppföljning på 26 månader. Därför kan identifiering av högriskpatienter som kan utveckla tidigt återfall med hjälp av surrogatbiomarkörer (t. cytokiner) har en viktig klinisk implikation på användningen av adjuvansbehandling (t.ex. immunkontrollpunktshämmare).

Därför föreslår utredarna denna singelcenter prospektiva studie för att analysera förändringen i serumcytokinnivåer hos patienter med HCC som behandlas med RFA eller MWA. Resultatet kommer att användas för att korrelera det kliniska resultatet hos patienter, särskilt tumörrecidiv och långtidsöverlevnadsresultat. Denna föreslagna kliniska prövning är av klinisk betydelse för att fastställa den potentiella rollen av immunsvar som surrogatbiomarkörer för att förutsäga långsiktiga patientresultat. Det etablerar plattformen för framtida studier av adjuvant behandling med immunkontrollpunktshämmare för patienter med HCC som behandlats med RFA eller annan termisk ablativ terapi. Utredarnas centrum är ett tertiärt remisscenter i Hongkong som hanterar patienter med komplicerade lever- och gall- och pankreassjukdomar. Antalet nya fall av patienter med HCC som hanteras i utredarnas centrum är cirka 200 varje år och antalet patienter med HCC som genomgår leveroperation är cirka 80 varje år. Alla utredarna är experter med stor erfarenhet av kliniska och grundläggande undersökningar av patienter med HCC. Utredarna har genomfört och publicerat flera randomiserade studier om hantering av HCC och andra aspekter av lever- och gallkirurgi i internationella tidskrifter.16-19

Hypotes RFA eller MWA för HCC kan inducera inflammatoriskt immunsvar med resulterande förändring i cytokinnivån. Denna mikro-miljöreaktion kan positivt eller negativt reglera de kvarvarande tumörcellerna, vilket leder till betydande förändringar i tumörrecidiv och långsiktig patientöverlevnad.

Syfte med studien Denna prospektiva studie syftar till att undersöka förändringen av cytokinernas nivå efter RFA eller MWA för HCC och dess kliniska korrelation med tumörrecidiv och patienters långsiktiga överlevnadsdata. Primärt utfallsmått är tidig tumörrecidiv inom ett år efter RFA. Sekundära utfallsmått är andra tumörrecidivmönster (sent intrahepatiskt återfall och extrahepatisk metastasering), total överlevnad och återfallsfri överlevnad.

Primärt utfallsmått är tidig intrahepatisk tumörrecidiv inom ett år efter RFA och MWA. Sekundära utfallsmått är andra tumörrecidivmönster (sent intrahepatiskt återfall och extrahepatisk metastasering), total överlevnad och återfallsfri överlevnad.

Analys av cytokinnivå med studerade serumprover från patienter

Analyter tillgängliga:

IL-1β, IL-6, IL-10, IL-12 (p40), IL-12 (p70), TNF-a, CXCL8, CXCL9, CXCL10, CCL2, CCL5

Kommersiellt tillgängligt kit:

MILLIPLEX MAP Humant cytokin/kemokin magnetisk pärlpanel - immunologisk multiplexanalys

Applicering av kit:

Analysera samtidigt flera cytokiner och kemokinbiomarkörer med MILLIPLEX MAP Human Cytokine/Chemokine Magnetic Bead Panel - Immunology Multiplex Assay, i humant serum, plasma och cellkulturprover. Detta är en inkubationsanalys över natten.

Förväntad studietid Utredarnas institution är ett stort tertiärt remisscenter för HCC i Hong Kong. Patientrekryteringen kommer att påbörjas när godkännande från institutionsprövningsnämnden erhållits. Rekryteringstiden är cirka 12 månader till 18 månader. Med en medianuppföljningsperiod på cirka 18 månader förväntas den totala studietiden vara tre år.

Uppskattning av provstorlek. Förväntat antal patienter som ska rekryteras beräknas till 60 enligt det tidigare antalet patienter som genomgår behandling på avdelningen.

Statistisk analys All data kommer prospektivt att samlas in av en forskningsassistent och datoriseras i en databas. Statistisk analys kommer att utföras med Chi-square-test eller Fishers exakta test, där så är lämpligt, för att jämföra diskreta variabler och Mann-Whitney U-test för att jämföra kontinuerliga variabler. Kumulativ överlevnad kommer att beräknas med Kaplan-Meier-metoden och jämföras med Log-rank test. Multivariabel analys med hjälp av logistisk regressionsmodell kommer att göras för att identifiera de oberoende prognostiska faktorerna som påverkar tidigt tumörrecidiv.

Etiskt övervägande Denna studie kommer att genomföras i enlighet med Helsingforsdeklarationen från World Medical Association och International Conference on Harmonization - Good Clinical Practice.

Samtycke Skriftligt frivilligt medgivande erhålls efter fullständig förklaring av prövningen till patienten före operation och randomisering.

Relevans för kliniska tillämpningar

Denna studie har betydande klinisk påverkan på den kirurgiska behandlingen av patienter med HCC. Eftersom hepatit B-infektion fortfarande är endemisk i Asien-Stillahavsområdet som Hongkong, är hepatit B-relaterad HCC fortfarande en börda bland hela poolen av cancerpatienter. Denna studie syftar till att fastställa den potentiella rollen av immunsvar som surrogatbiomarkörer för att förutsäga långsiktiga patientresultat. Det förbättrar utvecklingen av plattformen för framtida studier av adjuvant behandling med immunkontrollpunktshämmare för patienter med HCC som behandlas med termisk ablativ terapi.