Marcatori tissutali predittivi di risposta al trattamento con carboplatino + etoposide + atezolizumab nel paziente affetto da SCLC di stadio avanzato

Background: ICIs have established a new standard of care in the treatment of extensive stage-SCLC, even though they induce a significant increase in Overall Survival only in a small subgroup of patients. The identification of predictive tissue biomarkers could be an important tool to optimize the selection of patients eligible for ICI. Aim of the study: The primary endpoint is the identification of tissue markers related to gene expression and tumor immunological microenvironment that correlate to progression-free survival. Secondary endpoints of the study are the identification of tissue biomarkers related to gene expression and tumor immunological microenvironment correlated with time to treatment failure; the description of the activity and efficacy of chemo-immunotherapy treatment and of the toxicity profile in a real-world population of patients affected by advanced stage SCLC. Methods: The study had a retrospective + prospective translational design; it was conducted in a single center and enrolled patients with eSCLC. The patients underwent biopsy with subsequent collection of 4 tissue slides for DNA extraction + NGS and 6 tissue slides for the analysis of TME (the assessment of T CD3+CD4+, T CD3+CD8+, T CD4+CD25+FoxP3+, CD68+163+). Each marker has been classified according to high or low expression levels; the association with the outcome was tested through univariate and multivariate analyses. The evaluation of the gene expression profile was performed using the Nanostring® Pancancer IO360 panel. Results: PFS was significantly higher in patients who had a low macrophage/TILs ratio and low CD163+/CD8+ ratio, high concentration of CD4+FoxP3+ in the total area at baseline; low CD68+/CD8+ ratio in the tumor area; high percentage of CD4+ cells and a low macrophages/TILs ratio in the stroma. Categorizing the samples by SCLC subtype, NEUROD1 was found to have the worst outcome (HR 3.53; 95% CI 1.23;10.10; p value 0.0186). When comparing NEUROD1 with the other phenotypes, the former had lower CD8+/TILs (-1 vs -0.6 with p value 0.0490), higher macrophages/TILs (9.5 vs 4.1 with p value 0.025), lower percentage of CD8+ exhausted cells (6.6 vs 7.2 with p value 0.0290), higher CD4+FoxP3+ (16.7 vs 0.0 with p value 0.017), higher FoxP3+ ratio /CD8+ (0.8 vs 0.2 with p value 0.0001). At gene expression analysis, some genes were associated with outcome, including MXI1, BRD4, PSMB5, CD79A; MYC (p value 0.0380) and TGF-β (p value 0.0380) were overexpressed in the SCLC-N phenotype. Regarding the real-world population analysis, median PFS was 5,3 months and median OS of 8,13 months. Conclusion: High concentrations of CD8+, CD8+ex, FoxP3+ among CD4+ cells, a short mean distance between FoxP3+ and CD8+, low densities of macrophages are tissue factors predictive of response to treatment with carboplatin + etoposide + atezolizumab in patients with eSCLC. It’s also important to evaluate the infiltrate in the total area, in the tumor and the stroma; moreover, understanding the relationship among neighbour cells can provide new perspective on SCLC.

Presupposti dello studio: Nel trattamento del SCLC di stadio avanzato gli inibitori dei checkpoint immunitari inducono un significativo aumento della sopravvivenza solo in un numero limitato di pazienti. L’identificazione di biomarker tissutali predittivi di risposta al trattamento con carboplatino + etoposide + atezolizumab può essere un valido strumento per ottimizzare la selezione dei pazienti candidabili all’uso di ICI. Obiettivi: L’obiettivo primario è l’identificazione di biomarcatori tissutali relativi all’espressione genica e al microambiente immunologico del tumore correlati alla sopravvivenza libera da progressione. Obiettivi secondari dello studio sono l’identificazione di biomarcatori tissutali relativi all’espressione genica e al microambiente immunologico del tumore correlati al tempo di fallimento del trattamento; la descrizione di attività ed efficacia del trattamento chemio-immunoterapico e del profilo di tossicità in una popolazione real-world di pazienti affetti da SCLC in stadio avanzato. Metodi: Lo studio ha un disegno prospettico e retrospettivo traslazionale; è stato condotto in un unico centro e ha arruolato pazienti affetti da SCLC avanzato. I pazienti sono stati sottoposti a biopsia, con successiva raccolta di 4 slide di tessuto per l’estrazione del DNA e l’esecuzione di NGS più 6 slide per l’analisi del microambiente tumorale (valutazione dei livelli di T CD3+CD4+, T CD3+CD8+, T CD4+CD25+FoxP3+, CD68+CD163+). Ciascun marcatore è stato classificato in base a livelli di espressione alti o bassi ed è poi stata testata l’associazione con l’esito mediante analisi univariate e multivariate. La valutazione del profilo di espressione genica è stata eseguita mediante il pannello Nanostring® Pancancer IO360. Risultati: la PFS è risultata significativamente più alta nei pazienti che al basale avevano un basso rapporto macrofagi/TILs, basso rapporto CD163+/CD8+, alta percentuale di CD4+FoxP3+ nell’area totale; elevata concentrazione di CD4+ e basso rapporto macrofagi/TILs nello stroma; elevata percentuale di cellule CD4+FoxP3+ e basso rapporto CD68+/CD8+ nel tumore. Categorizzando i campioni per sottotipo di SCLC, NEUROD1 è risultato quello con outcome peggiore (HR 3,53; IC 95% 1,23;10,10; p value 0,0186). Al confronto di NEUROD1 con gli altri fenotipi, il primo presentava più basso CD8+/TILs (-1 vs -0,6 con p value 0,0490), più alto macrofagi/TILs (9,5 vs 4,1 con p value 0,025), più bassa percentuale di cellule CD8+exhausted (6,6 vs 7,2 con p value 0,0290), più alta di CD4+FoxP3+ (16,7 vs 0,0 con p value 0,017), più alto rapporto FoxP3+/CD8+ (0,8 vs 0,2 con p value 0,0001). All’analisi di espressione genica, alcuni geni sono risultati in associazione all’outcome, tra cui MXI1, BRD4, PSMB5, CD79A. Nel fenotipo SCLC-N sono risultati iperespressi MYC (p value 0,0380) e TGF-β (p value 0,0380). Riguardo l’analisi real-world della popolazione, la PFS mediana è risultata di 5,3 mesi, mentre l’OS di 8,13 mesi. Conclusioni: Elevate concentrazioni di cellule CD8+ e CD8+ex, di FoxP3+ tra le CD4+ e la loro stretta vicinanza con le CD8+, basse quantità di macrofagi possono essere marcatori tissutali predittivi di risposta al trattamento con carboplatino + etoposide + atezolizumab nei pazienti con SCLC avanzato. Dallo studio emerge l’importanza di valutare sia l’area totale che le singole componenti tumorale e stromale, oltre al rapporto spaziale tra i vari tipi cellulari.