Idarubicin overvinner MDR1-indusert kjemoresistens med høyere induksjonsremisjonsrate og -kvalitet enn daunorubicin hos pasienter med akutt myeloid leukemi

Langtidsoverlevelsen av akutt myeloid leukemi (AML) har blitt betydelig forlenget på grunn av forbedring av kjemoterapeutiske protokoller og hemopoietisk stamcelletransplantasjon. Imidlertid mislykkes ca. 20 %-40 % av pasientene med refraktær AML i å oppnå fullstendig remisjon (CR), og ca. 50 % av CR-pasientene vil få tilbakefall til slutt. 1-3 De refraktære og residiverende AML-pasientene har svært dårlig prognose, derfor er refraktoritet og residiv de store utfordringene for kjemoterapi av AML.

Kjemoresistens er en av de største hindringene for suksess med AML-behandling.4 En av hovedmediatorene for AML kjemoresistens er multi-medikamentresistens-1(MDR1)-genet og MDR1-protein, også kjent som permeabilitetsglykoprotein eller P-gp.5,6,7 Studier på leukemiske blastceller viste assosiasjonen av MDR1-ekspresjon med en lavere intracellulær retensjon av cytostatika som fører til kreftcelleresistens mot flere vanlige anti-kreftmedisiner i kjemoterapi. Flere påfølgende studier indikerte påvirkningen av MDR1-ekspresjonsnivåer i behandlingsresponsen og overlevelsen til leukemipasienter, frekvensen av resistens mot kjemoterapien økte med økende MDR1-ekspresjon.8,9,10 Tidligere metoder for bestemmelse av MDR1-ekspresjon har inkludert demonstrasjon av P-glykoprotein ved flowcytometri og/eller immunhistokjemi, og molekylær polymerasekjedereaksjon (PCR)-baserte analyser for RNA-ekspresjon. Imidlertid har disse analysene enten vist seg vanskelige å standardisere eller kjedelige å utføre, og de er hovedsakelig fokusert på kvalitative eller semikvantitative analyser. 11,12 En sanntids fluorescens kvantitativ PCR vil øke sensitiviteten og også opprettholde den høye spesifisiteten. Den falske positiviteten forårsaket av forurensning av amplifikasjonsproduksjonen kan også reduseres ved hermetiseringsoperasjon. RQ-PCR er en ny metodikk som muliggjør sensitiv og kvantitativ måling av genuttrykk. 12Vi har etablert RQ-PCR-metode for bestemmelse av uttrykk for MDR1-gen. Vi har utført en pilotstudie med en liten kohort av AML-pasienter for å bestemme forholdet mellom MDR1-ekspresjon og CR-rate for AML-pasienter. Dataene viser at MDR1-ekspresjon er funnet i de fleste tilfeller av AML. Imidlertid varierer MDR1-uttrykksnivåene mye fra sak til sak. Dette resultatet indikerte at RQ-PCR-metoden ville gi en nøyaktig kvantitativ måling for påvisning av MDR1-ekspresjonsnivå i forskjellige AML-tilfeller som begge var positive ved kvalitativ RT-PCR-metode. 13,14 Pilotresultatene indikerte at den fullstendige responsraten på induksjonsterapi ble kompromittert av uttrykket av høye nivåer av MDR1. 15

Minimal restsykdom (MRD) er hovedårsaken til tilbakefall av leukemi. Det er rapportert at behandlingsintensiteten ved human leukemi kan vurderes ved ekspresjonsstatusen til MRD-genet. Imidlertid mangler mer enn 50 % av akutt leukemi, spesielt ved AML, kjente genetiske lesjoner eller klonegeniske markører som er egnet for MRD-overvåking. WT1-genet er lokalisert på kromosom 11p13 som koder for en sink-finger transkripsjonsfaktor, og har blitt identifisert hos de fleste AML-pasienter. Det er rapportert at deteksjon av WT1-nivåer effektivt kan overvåke MRD-ekspresjonsstatusen i AML.16,17 Derfor kan WT1-uttrykk brukes til å overvåke MRD og evaluere remisjonskvaliteten hos AML-pasienter. Ved å oppdage WT1-nivåer kan vi evaluere effekten av forskjellige induksjonsterapier.

Ved å bruke multippel fluorescens kvantitativ PCR, kan flere målgener amplifiseres samtidig og kvantitativt. Derfor er flerfluorescens kvantitativ PCR mer egnet for klinisk bruk. Denne teknologien vil ikke bare gi høyere nøyaktighet, spesifisitet og reproduserbarhet, men også forenkle prosedyren og redusere målekostnadene. De rekombinante plasmidene til MDR1- og WT1-genet er konstruert og metodikken for multippel fluorescens kvantitativ PCR er også utviklet i vår gruppe .14

Høyt MDR1-genuttrykk er et vanlig trekk ved AML-resistens mot konvensjonell kjemoterapeutisk regime.18,19 En av strategiene som overvinner MDR er å øke den farmakalske fettløseligheten og heve den intracellulære medikamentkonsentrasjonen, for å motvirke medikamentutstrømning pumpet av P-glykoprotein. Idarubicin (IDA), et nytt antracyklin, har mer styrket fettløselighet og kan lett trenge gjennom cellemembranen sammenlignet med tradisjonell marcellomycin. Dessuten har in vivo-metabolitten til IDA (4-IDA) samme antineoplastiske aktivitet som IDA og en lengre halveringstid in vivo. Det kan også gjennomsyre blod-hjernebarrieren. Som et resultat har IDA en sterkere antileukemiaktivitet enn annet marcellomycin og kan delvis overvinne P-glykoprotein-mediert medikamentresistens.20, 21 I vår nylige pilotstudie har vi oppdaget uttrykket av MDR1 i forhåndsbehandlede benmargsprøver fra 160 de novo AML-pasienter, og medianverdien av MDR1/GAPDH-forholdet i de novo AML-tilfellene var 0,016 (0-81,865). Medianverdien av MDR1-genekspresjon ble tatt som grensepunktet for høye eller lave MDR1-genekspresjonsnivåer. For pasienter med høyt MDR1-ekspresjon ble en lavere CR-rate (61,3 %) observert sammenlignet med pasienter med lavt MDR1-ekspresjon (80,0 %, P = 0,009). I denne retrospektive pilotstudien fikk 123 pasienter daunorubicin (DNR 35~45mg/m2/d,3 dager) eller idarubicin (IDA 6~8 mg/m2/d, 3 dager) i kombinasjon med cytarabin (Ara-c100~200) mg/m2/d, 7 dager) for remisjonsinduksjon og signifikant forskjell ble også observert etter 2 kurer med kjemoterapi mellom de som fikk IA-kur (57 tilfeller) og DA-kur (66 tilfeller) med hensyn til CR-rate (80,7 % vs. 57,6 % , P=0,006). Signifikant forskjell kunne også oppdages mellom to behandlingsarmer med hensyn til CR-rate (75,9 % vs 43,6 %, P=0,011) hos de som hadde høyt MDR1-ekspresjon AML-pasienter. Våre data viser at IDA kan overvinne MDR1-indusert kjemoresistens med en høyere CR-rate enn DNR hos de novo høye MDR1-ekspresserende AML-pasienter. Disse resultatene gir begrunnelse for utviklingen av randomiserte, prospektive studier for å sammenligne CR-raten for IA-regimet og DA-regimet i de novo AML-pasienter med høyt MDR1-ekspresjon og for å identifisere om Idarubicin kan overvinne MDR1-indusert kjemoresistens med høyere induksjonsremisjonsrate enn daunorubicin hos de novo akutt myeloid leukemipasienter. Vi spekulerte i at det mer gunstige resultatet i pasientgruppen med høy MDR1 med IA-regime kan være assosiert med en høyere remisjonsrate.

Det hadde blitt rapportert at AML-pasienter oppnådde lavere MRD-nivå hadde en ekstremt lavere tilbakefallsrate. Det var også rapportert at pasienter behandlet med IA-regime hadde en signifikant høyere langtidsoverlevelse enn de med DA-regime .22-24 Derfor spekulerte vi i at det mer gunstige resultatet i IA-gruppen kan være assosiert med et lavere MRD-nivå og høyere remisjonskvalitet. Denne studien skal også utføre en prospektiv analyse av endringen av WT1- og MDR1-genekspresjonsnivået etter induksjonsterapi med IA eller DA separat for å identifisere om induksjonsterapi med IA-regime har et lavere MRD-nivå og en høyere remisjonskvalitet enn DA-regimet. .