Idarubicin övervinner MDR1-inducerad kemoresistens med högre induktionsremissionsfrekvens och kvalitet än daunorubicin hos patienter med akut myeloid leukemi

Den långsiktiga överlevnaden av akut myeloid leukemi (AML) har förlängts avsevärt på grund av förbättringen av kemoterapeutiska protokoll och hemopoetisk stamcellstransplantation. Emellertid misslyckas cirka 20–40 % av patienterna med refraktär AML att uppnå fullständig remission (CR) och cirka 50 % av CR-patienterna kommer så småningom att återfalla. 1-3 De refraktära och återfallande AML-patienterna har mycket dålig prognos, därför är refraktäritet och återfall de stora utmaningarna för kemoterapin av AML.

Kemoresistens är ett av de största hindren för framgång med AML-behandling.4 En av huvudmediatorerna för AML-kemoresistens är genen för multiläkemedelsresistens-1(MDR1) och MDR1-protein, även känt som permeabilitetsglykoprotein eller P-gp.5,6,7 Studier på leukemiska blastceller visade sambandet mellan MDR1-uttryck och en lägre intracellulär retention av cytostatika, vilket leder till cancercellsresistens mot flera vanliga anti-cancerläkemedel i kemoterapi. Flera efterföljande studier indikerade påverkan av MDR1-uttrycksnivåer i behandlingssvaret och överlevnaden hos leukemipatienter, frekvensen av resistens mot kemoterapi ökade med ökande MDR1-uttryck.8,9,10 Tidigare metoder för bestämning av MDR1-uttryck har inkluderat demonstration av P-glykoprotein genom flödescytometri och/eller immunhistokemi, och molekylär polymeraskedjereaktion (PCR)-baserade analyser för RNA-uttryck. Dessa analyser har dock antingen visat sig vara svåra att standardisera eller tråkiga att utföra och de är främst inriktade på kvalitativa eller semikvantitativa analyser. 11,12 En realtidsfluorescenskvantitativ PCR kommer att öka känsligheten och även bibehålla den höga specificiteten. Den falska positiviteten orsakad av förorening av amplifieringsproduktionen kan också minskas genom hermetiseringsoperation. RQ-PCR är en ny metodik som möjliggör känslig och kvantitativ mätning av genuttryck. 12Vi har etablerat RQ-PCR-metod för bestämning av uttryck av MDR1-genen. Vi har utfört en pilotstudie med en liten kohort av AML-patienter för att bestämma förhållandet mellan MDR1-uttryck och CR-frekvens hos AML-patienter. Data visar att MDR1-uttryck har hittats i de flesta fall av AML. MDR1-uttrycksnivåerna varierar dock kraftigt från fall till fall. Detta resultat indikerade att RQ-PCR-metoden skulle ge en korrekt kvantitativ mätning för detektion av MDR1-uttrycksnivå i olika AML-fall som båda var positiva med kvalitativ RT-PCR-metod. 13,14 Pilotresultaten indikerade att den fullständiga svarsfrekvensen på induktionsterapi äventyrades av uttrycket av höga nivåer av MDR1. 15

Minimal restsjukdom (MRD) är den främsta orsaken till återfall av leukemi. Det har rapporterats att behandlingsintensiteten vid human leukemi kan bedömas genom MRD-genens uttrycksstatus. Mer än 50 % av akut leukemi, särskilt vid AML, saknar dock kända genetiska lesioner eller klonegena markörer som är lämpliga för MRD-övervakning. WT1-genen är lokaliserad på kromosom 11p13 som kodar för en zink-finger transkriptionsfaktor, har identifierats i de flesta AML-patienter. Det har rapporterats att detektion av WT1-nivåer effektivt kan övervaka MRD-uttrycksstatusen i AML.16,17 Därför kan WT1-uttryck användas för att övervaka MRD och utvärdera remissionskvaliteten hos AML-patienter. Genom att detektera WT1-nivåer kan vi utvärdera effektiviteten av olika induktionsterapier.

Genom att använda multipel fluorescens kvantitativ PCR kan flera målgener amplifieras samtidigt och kvantitativt. Därför är kvantitativ PCR med multipel fluorescens mer lämplig för klinisk tillämpning. Denna teknik kommer inte bara att ge högre noggrannhet, specificitet och reproducerbarhet utan också förenkla proceduren och minska mätkostnaderna. De rekombinanta plasmiderna av MDR1- och WT1-genen har konstruerats och metodiken för multipel fluorescens kvantitativ PCR har också utvecklats i vår grupp .14

Högt MDR1-genuttryck är ett vanligt kännetecken för AML-resistens mot konventionell kemoterapeutisk regim.18,19 En av strategierna som övervinner MDR är att öka den farmaceutiska fettlösligheten och höja den intracellulära läkemedelskoncentrationen, för att motverka läkemedelsutflöde som pumpas av P-glykoprotein. Idarubicin (IDA), ett nytt antracyklin, har mer förstärkt fettlöslighet och kan lätt tränga igenom cellmembranet i jämförelse med traditionellt marcellomycin. Dessutom har in vivo-metaboliten av IDA (4-IDA) samma antineoplastiska aktivitet som IDA och en längre halveringstid in vivo. Det kan också genomsyra blod-hjärnbarriären. Som ett resultat har IDA en starkare antileukemiaktivitet än annat marcellomycin och kan delvis övervinna P-glykoproteinmedierad läkemedelsresistens.20, 21 I vår nyligen pilotstudie har vi upptäckt uttrycket av MDR1 i förbehandlade benmärgsprover från 160 de novo AML-patienter och medianvärdet av MDR1/GAPDH-förhållandet i de novo AML-fallen var 0,016 (0-81,865). Medianvärdet för MDR1-genexpression togs som gränsvärdet för höga eller låga MDR1-genexpressionsnivåer. För patienter med högt MDR1-uttryck observerades en lägre CR-frekvens (61,3 %) jämfört med patienter med lågt MDR1-uttryck (80,0 %, P = 0,009). I denna retrospektiva pilotstudie fick 123 patienter daunorubicin (DNR 35~45mg/m2/d,3 dagar) eller idarubicin (IDA 6~8 mg/m2/d, 3 dagar) i kombination med cytarabin (Ara-c100~200) mg/m2/d, 7 dagar) för remissionsinduktion och signifikant skillnad observerades också efter 2 kurer av kemoterapi mellan dem som fick IA-regim (57 fall) och DA-regim (66 fall) med avseende på CR-frekvens (80,7 % mot 57,6 % P=0,006). Signifikant skillnad kunde också upptäckas mellan två behandlingsarmar med avseende på CR-frekvens (75,9% vs 43,6%, P=0,011) hos dem som hade AML-patienter med högt MDR1-uttryck. Våra data visar att IDA kan övervinna MDR1-inducerad kemoresistens med en högre CR-frekvens än DNR hos de novo AML-patienter med hög MDR1-uttryckare. Dessa resultat ger skäl för utvecklingen av en randomiserad, prospektiv studie för att jämföra CR-frekvensen för IA-regimen och DA-regimen i de novo AML-patienter med högt MDR1-uttryck och för att identifiera om Idarubicin kan övervinna MDR1-inducerad kemoresistens med högre induktionsremissionshastighet än daunorubicin hos patienter med de novo akut myeloid leukemi. Vi spekulerade att det mer gynnsamma resultatet i hög-MDR1-patientgrupp med IA-regim kan vara associerat med en högre remissionsfrekvens.

Det hade rapporterats att AML-patienter uppnådde lägre MRD-nivå hade en extremt lägre återfallsfrekvens. Det hade också rapporterats att patienter som behandlats med IA-regim hade en signifikant högre långtidsöverlevnad än de med DA-regim .22-24 Därför spekulerade vi att det mer gynnsamma resultatet i IA-gruppen kan vara associerat med en lägre MRD-nivå och högre remissionskvalitet. Denna studie ska också genomföra en prospektiv analys av förändringen av WT1- och MDR1-genexpressionsnivåer efter induktionsterapi med IA eller DA separat för att identifiera om induktionsterapi med IA-regim har en lägre MRD-nivå och en högre remissionskvalitet än DA-regim. .