Idarubicin overvinder MDR1-induceret kemoresistens med højere induktionsremissionsrate og -kvalitet end daunorubicin hos patienter med akut myeloid leukæmi

Den langsigtede overlevelsesrate for akut myeloid leukæmi (AML) er blevet betydeligt forlænget på grund af forbedringen af ​​kemoterapeutiske protokoller og hæmopoietisk stamcelletransplantation. Men omkring 20%-40% af patienterne med refraktær AML formår ikke at opnå fuldstændig remission (CR), og omkring 50% af CR-patienterne vil i sidste ende få tilbagefald. 1-3 De refraktære og recidiverende AML-patienter har meget dårlig prognose, derfor er refraktæritet og recidiv de store udfordringer for kemoterapien af ​​AML.

Kemoresistens er en af ​​de største hindringer for succes med AML-behandling.4 En af de vigtigste mediatorer for AML-kemoresistens er multilægemiddelresistens-1(MDR1)-genet og MDR1-protein, også kendt som permeabilitetsglycoprotein eller P-gp.5,6,7 Undersøgelser af leukæmi-blastceller viste sammenhængen mellem MDR1-ekspression og en lavere intracellulær retention af cytostatiske lægemidler, hvilket førte til kræftcellers resistens over for flere almindeligt anvendte anti-cancer-lægemidler i kemoterapi. Flere efterfølgende undersøgelser indikerede indflydelsen af ​​MDR1-ekspressionsniveauer i behandlingsresponsen og overlevelsen af ​​leukæmipatienter, hyppigheden af ​​resistens over for kemoterapien steg med stigende MDR1-ekspression.8,9,10 Tidligere metoder til bestemmelse af MDR1-ekspression har inkluderet demonstration af P-glycoprotein ved flowcytometri og/eller immunhistokemi og molekylær polymerasekædereaktion (PCR)-baserede assays for RNA-ekspression. Imidlertid har disse assays enten vist sig at være svære at standardisere eller kedelige at udføre, og de er hovedsageligt fokuseret på kvalitative eller semikvantitative assays. 11,12 En real-time fluorescens kvantitativ PCR vil øge sensitiviteten og også opretholde den høje specificitet. Den falske positivitet forårsaget af forurening af amplifikationsproduktionen kan også reduceres ved hermetiseringsoperation. RQ-PCR er en ny metode, som muliggør følsom og kvantitativ måling af genekspression. 12Vi har etableret RQ-PCR-metode til bestemmelse af ekspression af MDR1-gen. Vi har udført et pilotstudie med en lille kohorte af AML-patienter for at bestemme forholdet mellem MDR1-ekspression og CR-rate for AML-patienter. Dataene viser, at MDR1-ekspression er blevet fundet i de fleste tilfælde af AML. MDR1-ekspressionsniveauerne varierer dog meget fra sag til sag. Dette resultat indikerede, at RQ-PCR-metoden ville give en nøjagtig kvantitativ måling til påvisning af MDR1-ekspressionsniveau i forskellige AML-tilfælde, som begge var positive ved kvalitativ RT-PCR-metode. 13,14 Pilotresultaterne indikerede, at den fuldstændige responsrate på induktionsterapi blev kompromitteret af ekspressionen af ​​høje niveauer af MDR1. 15

Minimal residual sygdom (MRD) er den vigtigste årsag til tilbagefald af leukæmi. Det er blevet rapporteret, at behandlingsintensiteten ved human leukæmi kan vurderes ved MRD-genets ekspressionsstatus. Imidlertid mangler mere end 50 % af akut leukæmi, især i AML'er, kendte genetiske læsioner eller klongene markører, der er egnede til MRD-overvågning. WT1-genet er placeret på kromosom 11p13, der koder for en zink-finger transkriptionsfaktor, er blevet identificeret hos de fleste AML-patienter. Det er blevet rapporteret, at påvisning af WT1-niveauer effektivt kan overvåge MRD-ekspressionsstatus i AML.16,17 Derfor kan WT1-ekspression bruges til at overvåge MRD og evaluere remissionskvaliteten hos AML-patienter. Ved at detektere WT1-niveauer kan vi evaluere effektiviteten af ​​forskellige induktionsterapier.

Ved at anvende multiple fluorescens kvantitativ PCR kan flere målgener amplificeres samtidigt og kvantitativt. Derfor er multipel fluorescens kvantitativ PCR mere egnet til klinisk anvendelse. Denne teknologi vil ikke kun give højere nøjagtighed, specificitet og reproducerbarhed, men også forenkle proceduren og reducere måleomkostningerne. De rekombinante plasmider af MDR1- og WT1-genet er blevet konstrueret, og metodologien for multiple fluorescens kvantitativ PCR er også blevet udviklet i vores gruppe .14

Høj MDR1-genekspression er et fælles træk ved AML-resistens over for konventionelt kemoterapeutisk regime.18,19 En af de strategier, der overvinder MDR, er at øge den farmaceutiske fedtopløselighed og hæve den intracellulære lægemiddelkoncentration for at modvirke lægemiddeludstrømning pumpet af P-glycoprotein. Idarubicin (IDA), en ny antracyklin, har mere styrket fedtopløselighed og kan let trænge igennem cellemembranen sammenlignet med traditionel marcellomycin. Desuden har in vivo metabolitten af ​​IDA (4-IDA) den samme antineoplastiske aktivitet som IDA og en længere halveringstid in vivo. Det kan også gennemtrænge blod-hjernebarrieren. Som et resultat har IDA en stærkere antileukæmiaktivitet end andet marcellomycin og kan delvist overvinde P-glycoprotein-medieret lægemiddelresistens.20, 21 I vores nylige pilotstudie har vi påvist ekspressionen af ​​MDR1 i forbehandlede knoglemarvsprøver fra 160 de novo AML-patienter, og medianværdien af ​​MDR1/GAPDH-forholdet i de novo AML-tilfældene var 0,016 (0-81,865). Medianværdien af ​​MDR1-genekspression blev taget som afskæringspunktet for høje eller lave MDR1-genekspressionsniveauer. For patienter med høj MDR1-ekspression blev der observeret en lavere CR-rate (61,3 %) sammenlignet med patienter med lavt MDR1-ekspression (80,0 %, P = 0,009). I denne retrospektive pilotundersøgelse fik 123 patienter daunorubicin (DNR 35~45mg/m2/d,3 dage) eller idarubicin (IDA 6~8 mg/m2/d, 3 dage) i kombination med cytarabin (Ara-c100~200) mg/m2/d, 7 dage) til remissionsinduktion og signifikant forskel blev også observeret efter 2 kemoterapiforløb mellem dem, der fik IA-kur (57 tilfælde) og DA-kur (66 tilfælde) med hensyn til CR-rate (80,7 % vs. 57,6 % P=0,006). Signifikant forskel kunne også opdages mellem to behandlingsarme med hensyn til CR-rate (75,9% vs. 43,6%, P=0,011) hos dem, der havde AML-patienter med højt MDR1-ekspression. Vores data viser, at IDA kan overvinde MDR1-induceret kemoresistens med en højere CR-rate end DNR hos de novo-høje MDR1-udtrykkende AML-patienter. Disse resultater giver begrundelse for udviklingen af ​​randomiseret, prospektiv undersøgelse for at sammenligne CR-raten for IA-regimen og DA-regimen i de novo AML-patienter med høj MDR1-ekspression og for at identificere, om Idarubicin kan overvinde MDR1-induceret kemoresistens med højere induktionsremissionsrate end daunorubicin hos de novo-patienter med akut myeloid leukæmi. Vi spekulerede i, at det mere gunstige resultat i høj-MDR1 patientgruppe med IA-regime kan være forbundet med en højere remissionsrate.

Det var blevet rapporteret, at AML-patienter opnåede lavere MRD-niveau havde en ekstremt lavere tilbagefaldsrate. Det var også blevet rapporteret, at patienter behandlet med IA-regime havde en signifikant højere langtidsoverlevelse end patienter med DA-regime .22-24 Derfor spekulerede vi i, at det mere gunstige resultat i IA-gruppen kan være forbundet med et lavere MRD-niveau og højere remissionskvalitet. Denne undersøgelse skal også udføre en prospektiv analyse af ændringen af ​​WT1- og MDR1-genekspressionsniveauet efter induktionsterapi med IA eller DA separat for at identificere, om induktionsterapi med IA-regime har et lavere MRD-niveau og en højere remissionskvalitet end DA-regimet. .