多摩斯和优化免疫疗法的头颈高级研究 (HARMONI)

1. 背景 1.1 研究背景 免疫检查点抑制剂（ICIs）是继细胞毒化疗和靶向治疗之后出现的一类新型抗癌疗法。 他们已经证明了对各种实体瘤（包括头颈癌）的生存益处，从而改变了癌症治疗的范式。 肿瘤通过 PD-1 和 CTLA-4 等检查点分子逃避免疫监视，派姆单抗和纳武单抗等 ICI 的开发也显示出对头颈癌的疗效。

先进和转移性的头颈癌不仅构成威胁生命的风险，而且会严重影响言语，吞咽和外观，与一般人群相比，自杀率更高。 在韩国，在2010年至2020年间，头颈癌的发病率增加了约30％，舌癌显示20-30岁的年轻人每年的急剧上升幅度特别高7.7％。

在Keynote-048试验中，与基于Cetuximab的方案相比，Pembrolizumab结合了铂基化疗的总体生存率显着延长了总生存期，并且在PD-L1 CP≥20或≥1的患者中观察到了更大的好处。 随后的分析表明，仅在pembrolizumab共同组合组中，生存率与PD-L1 CPS相关，并且将约20％的患者鉴定为长期响应者。 但是，对ICIS的总体反应率仍然仅保持15-26％，而仅PD-L1 CPS并不能完全解释治疗结果。

对头颈癌的时间（肿瘤免疫微环境）研究将肿瘤分类为完全浸润，抑制基质，免疫分离和免疫 - 脱渗透子类型，其中48％完全浸润。 细胞因子（例如CXCL13，IFN-γ和IL-10）表达高表达的肿瘤表现出更活跃的免疫细胞浸润。 但是，这些结果基于治疗前组织，并且缺乏研究治疗后时间变化的研究。

在复发性头颈癌中，瘤内和间质TIL密度显着下降，而免疫沙漠肿瘤的比例增加。 基质 TIL 富集与 ICI 的更好反应相关。 然而，这项研究基于人工智能驱动的图像分析，并没有捕获详细的免疫微环境组成或治疗后动态。

在日本，在用Nivolumab治疗的一名头颈癌患者中进行了空间转录组学分析，表明MHC I类基因表达的治疗后丧失与免疫抗性有关。

高CXCL13表达与三级淋巴样结构（TLS）的形成有关，并与当时的免疫细胞分布密切相关。 TCGA分析表明，与正常组织相比，头颈癌的CXCL13表达明显更高，并且与大量的CD8+ T细胞，B细胞，巨噬细胞和其他免疫细胞相关。 因此，有必要研究ICI处理后CXCL13和TLS是否改变。 此外，头颈癌中的CD44+癌症干细胞与预后不良有关，免疫疗法之前和之后的动态变化需要研究。

还探索了外周血基于预测免疫反应的方法。 使用NLR，MLR和PLR等炎症标记的回顾性研究开发了预测模型，其准确性优于PD-L1 CP。 另一项研究报告说，化学放射治疗后单核细胞上的PD-L1表达与等离子体CXCL11水平相关。 术前和手术后样品的基因表达分析确定了EIF2，EIF4和MTOR信号传导途径的显着差异。 此外，头颈癌患者血清中的细胞因子水平明显高于健康对照组，并且提示未成熟的嗜中性粒细胞的增加与肿瘤浸润有关。

在对Keynote-048试验的后续分析中，接受pembrolizumab和化学疗法治疗的患者与随后的紫杉烷治疗（PFS2）相关，与PD-L1 CPS无关（HR 0.67，P = 0.00788），表现出更长的无进展生存期。 这表明ICI治疗可能提高对后来基于紫杉烷的化学疗法的反应能力。 需要生物标志物研究来解释这些相互作用，并给定区域和种族变化，基于韩国患者的研究尤为重要。

1.2研究摘要头部和颈部鳞状细胞癌（HNSCC）是一种异质性恶性肿瘤，预后因解剖部位和肿瘤特征有所不同，但晚期疾病通常带来较差的结果。 这项研究旨在研究HNSCC患者的一线ICI和化学疗法之前和之后的肿瘤免疫微环境（时间）和全身免疫力的动态变化。

该项目的理由如下：

1. ICI在HNSCC中的生存率提高了，但仅在约15％的患者中保持有效。 预测性生物标志物要选择响应者尚不清楚。
2. 尽管许多研究已经研究了HNSCC的时间，但是在ICI治疗之前和之后，尚未进行对肿瘤组织和血液的配对分析，以评估空间和时间免疫变化。
3. 在外周血中反映的时间变化的程度仍然未知，限制了对治疗反应的无创监测。
4. 已知 ICI 可以增强后续紫杉烷化疗的疗效，但其潜在机制尚不清楚。

因此，本研究旨在确定治疗反应的预测生物标志物，并为接受ICI和化学疗法的晚期或转移性HNSCC患者制定个性化的治疗策略。

• 研究目标和目标，以确定治疗反应的预测生物标志物并在接受ICIS和化学疗法治疗的晚期/转移性HNSCC患者中开发个性化的治疗策略。

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• 研究期限该研究将从IRB批准之日起进行3年。 参与者将在入学后进行3年。 分析将在第二年开始，重点是治疗前后的时间和全身免疫力的动态变化。 在第三年，将确定ICI反应和耐药性的生物标志物，并将评估时间和全身免疫变化之间的相关性。

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• 研究参与者4.1包含和样本量合理性研究旨在探索基于ICI治疗前后在肿瘤样本中观察到的免疫微环境（TME）变化。 主要结果是评估免疫细胞标记物表达的变化及其与治疗反应的关联。 这种探索性设计旨在生成临床意义的免疫学模式，作为未来研究的初步数据（例如，生物标志物驱动的预测模型开发，前瞻性验证）。

合格的患者将是被诊断为接受一线ICI加化疗的晚期/转移性HNSCC的患者。 将收集大约30个配对前后的处理样品。

30例患者的目标样本量基于可行性考虑（配对样品的可用性，在1.5-2岁之内招募），并与先前对类似设计的研究保持一致，该研究通常包括20-40名患者。 这被认为是研究目标的适当探索性队列。

在三星医学中心，每年约有600名HNSCC患者接受治疗，每年有50多例新诊断的晚期/转移病例接受姑息化疗，可确保本研究的足够患者应计。

5研究设计和方法5.1治疗前后免疫变化的动态分析

• 肿瘤免疫微环境（时间）分析将在治疗，切除和分析之前和之后收集配对的肿瘤活检或FFPE样品。 要评估的免疫生物标志物包括肿瘤细胞，T细胞，B细胞，中性粒细胞，巨噬细胞，免疫基因特征（例如，IFN-γ和介体族），T-CELL子集，CD4+，CD4+，CD7+，CD7+，CD8+，CD16，CD16，CD16，CD34+，CD34+，CD38+，CD38+，CD38+，CD38+，CD38+CCD56+）（ PD-1/PD-L1表达。 这些生物标志物的变化将进行治疗前后。 将检查肿瘤和免疫细胞之间的相互作用，以及特定免疫细胞簇和空间模式的改变（例如，三级淋巴结构，免疫枢纽）。 此外，将评估细胞外囊泡的变化，以探索ICI治疗后对后续紫杉烷治疗的反应性增强的机制。
• 全身免疫分析外周血单核细胞（PBMC）将从血液样本中分离出来，并使用流式细胞仪分析。 PI实验室中现有的经过验证的面板将适用于本研究。 将评估免疫细胞群和细胞因子（例如，IFN-γ）的定量变化。

5.2制定头颈癌中ICI的个性化治疗策略

• 鉴定预测性生物标志物对ICI治疗的临床反应数据将与组织和基于血液的分析集成，以鉴定候选预测生物标志物。 显着的免疫细胞变化将定义为≥1.5倍的差异。 预测模型将使用多元和回归分析开发，其目的是实现曲线下的区域（AUC）≥0.80。
• 时间和全身免疫之间的相关性将检查肿瘤微环境变化和外周血液变化之间的关联。 Pearson 相关系数≥0.5 将被认为是有意义的。 此外，还将评估这些免疫学变化与患者预后之间的关系。
• ICI抗性比较分析的机理将进行反应者和非反应者之间的比较，以阐明一级抗性的机制。 在可行的情况下，还将分析疾病进展时成对的肿瘤和血液样本，以研究获得的耐药机制。