L - アスパラギナーゼによる治療中の急性リンパ芽球性真血病の小児のリポタンパク質リパーゼ (LpL) およびアポリポタンパク質 E (Apo E) の多型と脂質プロファイルとの相関。

序章

小児期の悪性腫瘍は、世界中で外傷に次いで 2 番目の死因となっています。 疫学的データによると、19 歳未満の子供と 10 代の若者に毎年 300,000 例の新生物が新たに発生し、そのうち 160,000 例が 15 歳未満の子供に関係しています。 血液悪性腫瘍は小児集団で最も一般的な腫瘍性疾患を構成し、急性白血病が 32.8% のパーセンテージで第 1 位を占め、次に中枢神経系腫瘍が 21% のパーセンテージで、リンパ腫が 12 のパーセンテージで続きます。 % は 3 番目のスポットにあります。

定義 - 病態生理学

白血病 (L) は、骨髄が正常から一次分岐し、未成熟未分化幹細胞が骨髄に浸潤することによる、白血球の制御不能な増殖を特徴とする摂動のグループとして定義されます。 定義によれば、骨髄の 20% 以上に幹細胞が浸潤しています。 白血病の正確な発症機序はまだ解明されていませんが、分化の明確な段階の 1 つである多能性造血祖先細胞への遺伝子突然変異と損傷の結果であると思われます。 この事実は、クローンの拡大と分化の阻害につながります。 白血病細胞の免疫表現型は、腫瘍性クローンによって達成される分化のレベルを反映しています。 白血病細胞は、貧血、血小板減少症、および好中球減少症を引き起こす正常な造血細胞と比較して、より遅いペースで分裂し、DNA を合成するために追加の時間を必要とします。 診断の時点で、白血病細胞は骨髄の正常な細胞を置換しただけでなく、髄外領域にまで拡大した可能性があります。

さまざまなタイプの白血病は非常に異質であり、細胞の起源に応じて、リンパ芽球性白血病と非リンパ芽球性白血病に区別されます。 上記のサブグループのそれぞれは、急性白血病 (AL) または慢性白血病 (CL) の形態で遭遇する可能性があります。 急性型では、造血組織の未熟な細胞が優勢であり、何の治療も行わずに病気が進行すると、すぐに死に至ります。 慢性型では、成熟細胞が組織を支配し、一般に疾患の発症に時間がかかります。 小児では、白血病は主に急性型 (97%) で発生し、ほとんどの場合、急性リンパ芽球性白血病 (ALL、80%) として示されます。 急性非リンパ芽球性白血病 - ANLL の発生頻度は低く (17%)、急性骨髄性白血病 - AML (15%) およびその他のまれな形態 (2%) が含まれ、残りの 3% は慢性白血病に対応します。 AL は 2 歳から 6 歳の間でより頻繁に発生しますが、発生率は女児に比べて男児で高くなります (1:1.3)。 小児の ALL の 2.5% ～ 5%、小児の AML の 6% ～ 14% が 1 歳未満の乳児に見られます。 ALL の特徴的なタイプは B 細胞 ALL であり、他の領域の中でも特に縦隔のリンパ節に腫瘤を伴う T 細胞 ALL (15%) と比較して、小児で最も一般的 (85%) です。 .

疫学

アメリカ合衆国 (USA) および西ヨーロッパのほとんどの国では、子供の白血病の頻度は、年間 100,000 人の小児人口あたり 3.5 ～ 4.0 例であり、すべての年齢の悪性腫瘍の中で 20 番目の死因としてランク付けされています。 大規模なコホート研究から、先進国における小児がんの発生率は毎年 1% 上昇していると推定されています。 小児における ALL の有病率は、1930 年代に英国 (UK) と米国で初めて検出されました。 米国では、最初にヨーロッパ系の子供にALLが出現し、その後、1960年代にアフリカ系の子供に発症しました。 ALL の頻度は、発展途上国および低開発国で低く、工業化と白血病発生との間に相関関係がある可能性を示唆しています。

アスパラギナーゼ (ASP)

ALL の治療に今日使用されている化学療法併用療法は、疾患の長期経過を大幅に改善し、全体の 5 年生存率は 80% を超えていますが、1960 年代のそれぞれの生存率は 30% 未満でした。 この開発に貢献した主な理由の 1 つは、アスパラギナーゼの集中的、延長、高用量の投与です。 L-アスパラギナーゼ (L-ASP) は、疾患の寛解を達成するための負荷投与中の基本的な成分であり、同様に、ALL に苦しむ子供と成人の両方でその寛解を確立することを目的とした維持投与中の基本的な成分です。 アスパラギナーゼの外因性投与の細胞毒性効果は、血液中のアスパラギンの貯蔵の枯渇によって引き起こされます。 アスパラギナーゼは、アスパラギンをアスパラギン酸とアンモニアに加水分解する触媒として作用します。 アスパラギンは、タンパク質と細胞の合成に不可欠であり、したがってそれらの生存に不可欠です. 人体の正常な細胞は、酵素アスパラギン合成酵素の助けを借りて、アスパラギン酸からアスパラギンを生成する能力を持っています. しかし、新生細胞は酵素を完全に欠いているか、微量しか含んでいないため、アスパラギンを新たに合成することができません。 これらの細胞の生存とタンパク質を合成する能力は、血液からアスパラギンを受け取ることに完全に依存しています. したがって、アスパラギナーゼの投与は、DNA、RNA、およびタンパク質の合成を阻害し、これらの細胞のアポトーシスを引き起こします。 低レベルのアスパラギンは、がん細胞の生存率に影響を与えるだけで、健康な細胞には影響を与えません。

白血病細胞の増殖を抑制する L-ASP の能力は、1970 年代の臨床研究で最初に観察され、その瞬間から小児 ALL 治療の基礎となっています。 バクテリア Erwinia chrysanthemi と Escherichia coli (E.Coli) によって生成される酵素の自然な形は、E. Coli の結合から作成された L-ASP の製品と同様に、治療に使用されています。 ポリエチレングリコール (ペグ化アスパラギナーゼ、PEG-ASP) を使用すると、天然型の 26 時間の半減期の代わりに 5.5 日の半減期が延長されます。 ALL の化学療法プロトコルでは、1,000 ～ 2,500 IU/m2 の PEG-ASP と 5,000 ～ 12,000 IU/m2 の天然型の投与量が推奨されています。

アスパラギナーゼの副作用

白血病の化学療法治療における L-ASP の最重要事項にもかかわらず、L-ASP は、投与の中止を必要とすることさえある、多くの有毒な副作用の原因となっています。 研究によると、以前の投与で毒性の副作用が出現したために投与を省略したことが、ALL の子供の予後不良に関連していることが示されています。 最も一般的な副作用は過敏反応であり、研究によるとその発生率は 75% と高いことが示されています。 利用されている ASP は、細菌由来 (主に大腸菌) の大きな分子であるため、免疫反応を誘発することができます。免疫反応は、繰り返し曝露した後、主に薬物投与の遅延後に、より強くなります。 担当の医療スタッフからの即時の応答を知らせる臨床的な過敏症反応とは別に、迅速に行動するために検出するのが困難な薬物の効力の低下につながる可能性のある無症候性反応も存在します. 膵炎は、ASP による治療中に ALL 患者の 18% という高い割合で報告されています。 発症メカニズムはまだわかっていませんが、膵臓のような重要なタンパク質代謝回転を伴う器官からのタンパク質合成の減少に問題があるようです. また、アスパラギナーゼ治療中に検出される肝毒性もこの機序によるものと考えられています。 さらに、タンパク質合成のASP誘発減少は、凝固および線維素溶解のプロセスに関与し、これが、中枢神経系の血栓性エピソードおよび四肢の深部静脈血栓症を引き起こす. 他の有害反応は、主に他の化学療法薬の抑制効果を高めることによる、インスリン産生の減少および骨髄抑制の結果としての高血糖です。 さらに、ASP による治療中に、ASP の分解に起因する高レベルのアンモニアに関連している可能性のある脳症の事例が報告されています。

迅速に特定されない場合、追加の合併症を引き起こす可能性がある ASP の重大な有害事象は、脂質代謝障害です。 具体的には、肝臓合成によってトリグリセリドを生成する内因性経路の活性化が、高トリグリセリド血症につながるようです。 いくつかの研究では、薬を投与してから 8 ～ 14 日後に中性脂肪値が高くなる割合が 67% であることが示されています。 肝臓は、トリグリセリドが豊富な VLDL (超低密度リポタンパク質) を合成することができます。 血管内皮にあるリポタンパク質リパーゼ (LpL) という酵素の効果を利用して、トリグリセリドが VLDL から分離し、VLDL が IDL (中密度リポタンパク質) に変換され、その後 LDL (低密度リポタンパク質) に変換されます。 トリグリセリドは後で血液循環系から抽出され、脂肪組織に保存されますが、LDL 粒子は組織受容体またはマクロファージ受容体と結合します。 リポタンパク質の残骸であるカイロミクロン、VLDL の分解 (LpL の助けを借りたトリグリセリドの末梢加水分解から生じる) の最終生成物は、最終的に肝臓の受容体によって除去されます。 アポリポタンパク質 E (apo-E) は、この手順で重要な役割を果たし、LpL および肝リパーゼの存在下でこれらのレムナントに結合します。

リポタンパク質リパーゼ (LpL)

LpL 遺伝子は染色体 8p22 に位置し、10 個のエクソンで構成されています。 約 100 の変異が記録されており、そのうち 3 つが最も一般的で、そのうち 2 つが LpL の機能低下と心血管リスクの増加に関連しています。 多型 N291S として知られる変異は、一般集団の 2 ～ 5% に存在し、その存在は LpL の機能低下と VLDL 代謝の不均衡 [トリグリセリドの増加、HDL (高密度リポタンパク質) の減少] に関連しています。 さらに、この変異の影響は、他の遺伝的要因 (家族性高コレステロール血症、アポリポタンパク質 E2/E2) の共存によって増幅されるようです。 多型 D9N として知られる 2 番目の突然変異は、突然変異が LpL の機能をわずかに低下させたとしても、アテローム性動脈硬化のリスク増加に関連しています。 最近では、Apo E および LpL の遺伝子上の小さなヌクレオチド多型 (SNP) の組み合わせが、心血管疾患のリスクが高いグループであることが確認されています。 最後に、一般人口の 20% で見られる 3 番目の突然変異である多型 S447X は、わずかに上昇した HDL レベルと低レベルのトリグリセリドと関連しているため、脂質プロファイルにプラスの影響を与えます。

ASP による治療の期間に沿って、LpL 機能の低下が記録されます。これは、アルブミンやフィブリノーゲンなどの他のタンパク質の濃度の低下から明らかなように、肝臓からのタンパク質合成の全体的な低下が原因である可能性があります。 研究は、特に、LpL の効果の抑制が ApoCIII/ApoCII の比率の増加と関連していることを実証しており、ApoCII は LpL の必須補因子であり、トリグリセリドの加水分解を促進し、ApoCIII は LpL の阻害剤として作用します。同時に、LpL とは独立して血清中のトリグリセリドのレベルを調節できるようです。 したがって、トリグリセリドのレベルが上昇すると、血漿からのトリグリセリドのクレンジングに問題が生じます。 アスパラギナーゼによる治療中の高レベルのトリグリセリドのもう1つの示唆されたメカニズムは、VLDL合成の増加であり、これはVLDLの成分であるアポリポタンパク質ApoB100濃度の高さにも反映されています。

アポリポタンパク質E（アポE）

Apo E の遺伝子は 19 番染色体に位置し、4 つのエクソンで構成されています。 アポリポタンパク質 E (Apo E) は、トリグリセリドが豊富なリポタンパク質に含まれる構造成分の 1 つで、肝臓のタンパク質摂取に重要な役割を果たします。 アポリポタンパク質 E (Apo E) には 3 つの対立遺伝子 ε2、ε3、ε4 [APOE-ε2 (cys112、cys158)、APOE-ε3 (cys112、arg158)、および APOE-ε4 (arg112、arg158)] があります。 ε3 は一般集団で最も一般的で、112 位にシステイン、158 位にアルギニンが含まれています。 ε4 は 112 位で ε3 と異なり、代わりにアルギニン55 がシステインに置換されています。 同型体 ε2 は、肝臓のリポタンパク質受容体との結合が弱く、カイロミクロンおよび VLDL からのレムナントが蓄積します。

ApoE4 は in vitro で肝臓のリポタンパク質受容体に結合し、ApoE3 と同じ親和性を持ちますが、in vivo でのトリグリセリドに富むリポタンパク質の洗浄における ApoE4 の効果は、まだ定義されていません。 ε2 対立遺伝子は絶食後の高トリグリセリド レベルと関係があり、ε4 対立遺伝子は高コレステロール血症と高 LDL コレステロールと関係があります。 遺伝子型 E3/E4 を持つ個体は、遺伝子型 E3/E3 を持つ個体と比較して、トリグリセリドが豊富なリポタンパク質のより遅いクレンジングを示します。 ε4 対立遺伝子は、影響を受けたトリグリセリド代謝に関連しているように見えます。 ε2 対立遺伝子を持つ個体は、ε3 および ε4 対立遺伝子を持つ個体と比較して、コレステロール値が低くなります。 さらに研究では、遺伝子型 E2/E4 を持つ個体は、遺伝子型 E3/E3 を持つ個体と比較して、絶食後のトリグリセリドレベルが高いことが示されています。

ApoE 遺伝子の変化により、コードされたタンパク質のアミノ酸が変化し、正常なタンパク質の構造が変化します。 後者は、トリグリセリドが豊富なリポタンパク質のより遅いクレンジングをもたらします. ある研究では、正常なトリグリセリドレベルの患者と比較して、高トリグリセリド血症の患者では表現型 E4/E3 の有病率が高いことが明らかになりました。 さらに、アスパラギナーゼで処理した後、トリグリセリドレベルとApoEの表現型との間に有意な統計的差異は観察されませんでした。

アスパラギナーゼと脂質プロファイル

コレステロール値に対するアスパラギナーゼの効果に関しては、いくつかの研究では薬を投与した後に患者のわずかな割合で増加が見られ、他の研究では有意な増加が示され、他の研究ではまだ提示されているため、信頼できる結論に達することはできません。小さいが有意ではない減少。 HDL レベルに関しては、悪性腫瘍、特に血液型の小児では HDL レベルが低いことが研究により発見されています。 ALL の子供に焦点を当てた別の研究では、ASP による治療中および治療後に HDL レベルが上昇し、同時に Apo-A1 レベルが低下しました。 HDL は、末梢組織から肝臓へのコレステロールの逆転送のプロセスで重要な役割を果たします。これは、HDL に抗凝固剤の特性を与えるメカニズムです。 前述の特性と連携して機能する HDL の他の部分には、抗酸化、抗炎症、抗アポトーシス、および抗凝固特性があり、アテローム発生に対する保護に貢献します。 リポタンパク質 Apo-A1 は、HDL の主要な構造タンパク質を構成します。 タンパク質合成の阻害因子としてのアスパラギナーゼが、脂質/タンパク質の比率を変更して、HDL分子の最初のものを支持する可能性があることは明らかです。 HDL および Apo-A1 レベルの低下は、治療終了後に ALL の無病生存者でさえ認められています。 HDL の低レベルによるアテローム性動脈硬化や冠動脈疾患の危険性を考えると、この観察結果は特に重要です。

高トリグリセリド血症は、急性膵炎の発症の唯一の原因となる可能性があります。 トリグリセリドのレベルが 900 mg/dl を超えると、それらはカイロミクロンを形成します。これは、膵臓の毛細血管を閉塞して、虚血と膵臓のリパーゼの放出を引き起こすのに十分な大きさの分子です。 後者は、遊離脂肪酸の増加により脂肪分解を強化し、フリーラジカルと炎症誘発性誘導体の放出を可能にし、最終的に炎症と壊死を引き起こします. 上記のように、アスパラギナーゼは、独立した経路とトリグリセリドに依存する経路の 2 つの経路を介して、膵炎の病因に関与することができます。 高トリグリセリド血症は、ALL 患者で ASP による治療を受けている患者の血栓症の素因を促進する可能性もあります。一方では、すでに述べたように、この薬は線溶系の変化に関連しているためです。トリグリセリドは血液の過粘稠度を引き起こし、血栓塞栓性合併症のリスクを高めます。 普遍的な参考文献に記載されている症例から、血栓症の大部分が中枢神経系 (CNS) に関与していることが明らかになり、2 位は上肢の深部静脈血栓症の症例です。

最後に、治療の複数の段階で血液悪性腫瘍の子供にASPを投与することは、プレドニゾンまたはデキサメタゾンのいずれかのコルチコステロイドと同時投与されることを追加することは重要です. コルチコステロイドが、高脂血症、膵炎、血栓症などの有害事象に相乗効果をもたらし、悪化させることは容易に理解できます。 さらに、アスパラギナーゼは、コルチコステロイドのいくつかの有害事象に寄与する可能性があります. これらの薬剤はいずれも極めて重要な治療因子であるため、必要に応じて介入するために、患者の状態と有害事象の出現を非常に綿密かつ注意深く監視する必要があります。

独創

LpL および Apo E の効力に対するアスパラギナーゼの影響、および ASP による化学療法中に ALL を患う子供の脂質値に関する普遍的および全国的な参考文献は限られていますが、遺伝的要因と相関する参考文献は存在しません。 LpL と Apo E の背景と脂質プロファイルの関係。 現在の研究では、ASP による治療中の急性 ALL の小児における LpL および Apo E の遺伝子多型を初めて調べます。

重要性

この特定の研究では、研究者は ALL の子供の脂質プロファイル、これらの患者の脂質プロファイルに対する ASP の影響、およびリポタンパク質リパーゼ (LpL) とアポリポタンパク質 E (ApoE) の多型との相関関係の研究に焦点を当てます。化学療法プロトコルの期間中の脂質の値。 テストされる予定の仮説は、調査中のALLの子供の遺伝子型を記録することが、彼らの治療の結果に対する先制的な指標要因を構成できるかどうかです.

このようにして、L-ASPを投与されている子供の遺伝子型が、治療中の脂質障害の実験室での実証、対応する治療段階でのより厳密な監督、およびタイムリーな治療介入への貢献の可能性について、重要な結論が抽出されます。合併症を防ぐために。

方法論

研究の種類: 前向き症例対照研究 特徴付け疫学研究は、ALL (患者グループ) の小児および青年の脂質プロファイルに対する ASP の影響の研究である私たちの研究の目的と完全に一致しています。化学療法プロトコールの脂質レベル持続時間によるLpLおよびApoEの多型。 集団管理として機能する2つの追加の子供グループの存在（病気を発症していない同じ年齢層の子供と青年、および病気を発症し、少なくともプロトコルに従って化学療法を完了した同年齢の参加者） 6 か月前) は、私たちの研究タイプをケースコントロール研究に特化しています。

研究場所：研究は、テッサロニキのアリストテレス大学（AUTH）の第2小児科の小児科および青年血液学-腫瘍学ユニットで、大学総合病院AHEPAで実施されます。

記録されたパラメータの説明

疾患の診断中、患者の脂質プロファイルは、総コレステロール、トリグリセリド、HDL-コレステロール、LDL-コレステロール、アポリポタンパク質A1、アポリポタンパク質B100、リポタンパク質α[Lp(α)]、グルコースを測定することによって決定されます。 、血清グルタミン酸オキサロ酢酸トランスアミナーゼ（SGOT）、血清グルタミン酸ピルビン酸トランスアミナーゼ（SGPT）、甲状腺刺激ホルモン（TSH）、遊離チロキシン（FT4）、アミラーゼ、リパーゼ。 さらに、LpL および Apo E の多型に関する遺伝子解析が行われます。 同様の測定が、すべてのグループのすべての参加者に対して行われます。

グループAの参加者は、すぐに化学療法プロトコルALLIC BFM 2009を受けます。 負荷投与中、これらの子供は33日間連続してプレドニゾロンによる治療を受け、12、15、18、21、24、27、30、33日目にアスパラギナーゼが追加されます. 維持期の間、子供たちは新たにコルチコステロイド、デキサメタゾンによる治療を受け、8、11、16、18日目にアスパラギナーゼが追加されます. 脂質同一性は、０日目および１１日目のＡＳＰの投与前、ならびにＡＳＰの投与後、および負荷用量での次の投与量の投与前、すなわち１５、２４、３３日目にチェックされる。 同様に、脂質同一性は維持期、つまり8、16、21日目、およびASPが投与されていない化学療法プロトコルの各期の終了後にチェックされます。

さらに、LpL 多型 (3 つの最も一般的な多型 p.N291S、p.D9N、p.S447X) および Apo E 多型 [ε2(rs7412-T、rs429358-T)、ε3(rs7412-C、rs429358- T) および ε4 (rs7412-C、rs429358-C)] は、末梢血から DNA を分離し、分子技術で分析した後に実行されます。

この研究のすべての選択基準を満たす参加者は、検査され、ASPによる治療を受け（患者グループ）、健康な子供の対応するチームと、少なくとも6か月間化学療法を受けていない健康な子供と比較されます（コントロールグループ） ）。