Прескочи към главното съдържание на страницата

Архив


БРОЙ 1 2021

Таргетна терапия при хронична миелоидна левкемия. Повратна точка в лечението на злокачествени заболявания

виж като PDF
Текст A
д-р Виктория Пламенова Върбанова
Клиника по хематология, Многопрофилна болница за лечение София, ВМА, София


Въведение
Хроничната миелоидна левкемия (ХМЛ) е миелопролиферативна неоплазия, характеризира се с двуфазен или трифазен клиничен ход, при който хроничната фаза (ХФ-ХМЛ) е последвана от трансформация в акцелерирала фаза (АФ-ХМЛ) и фатална бластна трансформация (ОЛ). Средното време за преминаване от ХФ-ХМЛ в АФ-ХМЛ/ОЛ е 3 до 5 г.[1]. ХМЛ съставлява 15% от всички левкемии при възрастни, 0.5% от неопластичните заболявания в световен мащаб и 0.2% от смъртните случаи годишно при пациенти с тумор[2]. За 2020 г. се очаква броят на новодиагностицираните случаи да достигне 8450, а броят на починалите да е 1130[2].

На цитогенетично и молекулярно ниво ХМЛ се характеризира с наличието на BCR-ABL1 транскрипти в хематопоетични клетки, които са резултат от реципрочна транслокация между хромозоми 9 и 22 [t(9;22)], която води до скъсена хромозома 22, наречена филаделфийска хромозома (Ph)[3,4]. Транслацията на химерните синтезните продукти дава протеини, които имат повишена тирозинкиназна активност, отговорна за пролиферацията на левкемичните клетки[5,6]. Прогнозата и лечението на пациенти с ХМЛ е претърпявало значително развитие от първите данни през 1956 г. с използването на арсеник[7], когато средната обща преживяемост (overall survival, OS) е била едва 3 години, като по-малко от 20% от пациентите са били живи 5 години след диагностицирането ми до 2001 г., когато imatinib получава одобрение за приложение в клиничната практика.

До 1950 г. основна терапевтична стратегия е била облъчването на цяло тяло или слезка[8]. През 1950 г. в клиничната практика навлиза бусулфан (busulfan)[9], a 1972 г. хидроксиурея (hydroxyurea)[10]. Приложението на двата цитостатика осигуряват постигане на хематологична ремисия при 50 до 80% от лекуваните, минимален процент на цитогенетичен отговор, не променят хода на заболяването, както и настъпването на бластна трансформация с фатален изход в рамките на 3 до 6 г.[11]. В сравнение, употребата на интерферон алфа (interferon-α, INFα) довежда до значимо по-висок процент на постигната цитогенетича ремисия (13-32%)[12,13] и OS (5-годишна OS 57% срещу 42% при пациенти, лекувани с химиотерапия)[14]. През 80-те години на миналия век, алогенната трансплантация на стволови клетки (ало-СКТ) се въвежда като единствена и основна терапевтична стратегия за лечение на ХМЛ, но процедурата е свързана с редица ограничения: OS 50-80%, свободна от болест преживяемост (Disease-Free Survival, DFS) 30-70%, рецидив на заболяването 15-30%, свързана с трансплантацията смъртност, наличие на съвместим родствен донор за по-малко от 30% от кандидатите за ало-СКТ, възрастови ограничения и необходимостта от липса на тежки съпътстващи заболявания[15,16].

Въпреки напредъка в лечението на ХМЛ, резултатите остават незадоволителни и продължава търсенето на нови лекарства с по-добра терапевтична ефективност и безопасност. Още през 80-те години, обнадеждени от производството на специфично моноклонално антитяло срещу първия описан онкоген Еpidermal Growth FactoR (EGFR), учените се надяват да открият тумор специфично лекарство, което да подпомогне борбата срещу рак. Същевременно моноклоналните антитела са скъпи и изискват болнично лечение за парентерално приложение и предизвикват висок процент животозастрашаващи инфузионно свързани нежелани лекарствени реакции. Следва констелацията за необходимост от създаване на по-евтини, малки молекули за перорална употреба.

Тринадесет години след откритието на Ph хромозома от Peter Nowell и David Hungerfold, Janet Rowley опис­ва транскрипционния продукт от t(9;22): BCR-ABL онкогена, с което се поставя началото на революционните открития в патогенезата на туморната трансформация на молекулно ниво.

Ph хромозомата и нейният молекулярен еквивалент (BCR-ABL1) се откриват при 100% от пациентите с ХМЛ, което определя BCR-ABL1 химерния протеин като основен кандидат за таргетиране при лечението на ХМЛ. Полипептидът p210 синтезиран от транслантацията на bcr-abl е лишен от N-терминалния край на нормалния abl протеин и се характеризира с висока тирозинкиназна активност[17].

Роля на BCR-ABL химерен ген и транслираната тирозин-киназа в патогенезата на ХМЛ
Асоциацията на BCR-ABL хибридния ген с най-ранните откриваеми фази на ХМЛ предполагат, че той има инициираща роля за туморогенезата. Тази хипотеза е подкрепена в in vitro опити, където е доказан независим от растежните фактори, неконтролируем, туморогенен потенциал на BCR-ABL положителни хемопоетични клетъчни линии[18]. Ролята на BCR-ABL в туморогенезата на ниво хемопоетични клетки и развитието на ХМЛ е потвърдена и в in vivo миши модели[19,20]. Доказано е, че нарушената/конституционална активирана тирозинкиназна активност на BCR-ABL е необходимо и достатъчно условие за индуциране и поддържане на левкемия с характерен фенотип за ХМЛ[21-23].

Основната туморогенна активност на BCR-ABL1 положителните клетки се обяснява с конституционалното активиране на ABL тирозинкиназата, която настъпва при присъединяването на BCR, предизвикващо конформационни промени със склонност към димеризция и тетрамеризация, последващо автофосфорилиране с увеличаване на фосфотирозиновите остатъци в BCR-ABL и свързващите места за SH2 домените на множество различни протеини, участващи в онкогенния път и завършва с нарушаване на основни клетъчни регулаторни процеси[24-32]. Нарушените сигнални пътища, чрез които BCR-ABL онкогена медиира левкеногенния си ефект, са представени на Фиг. 1.

фигура 1:
Схематично представяне на клетъчните-сигнални пътища, активирани от BCR-ABL онкоген

BCR-ABL онкогенът осъществява туморогенния си ефект като активира Ras сигналния път (Ras Mitogen-Activated Protein Kinase – MAPK), водещо до повишена пролиферация, Janus-активирана киназа (JAK) STAT сигналния път, водещ до нарушена транскрипционна активност, и фосфоинозитид 3-киназа (PI3K)/AKT път регулиращ апоптозата[26].

Аминотерминалните BCR-кодирани последователности на BCR-ABL съдържат тирозинови остатъци, които свързват SH2 домейна на адапторния протеин GRB2[24], като се сформират мултипротеинови сигнални комплекси Son of Sevenless (SOS): BCR-ABL/GRB2/SOS, които стимулират превръщането на неактивната форма на Ras (Ras-GDP), в нейното активно GTP-свързано състояние и активиране на GAB2 (GRB2-асоцииран свързваш протеин 2, GRB2-Associated Binding Protein 2). GRB2/GAB2/SOS комплексът причинява конститутивно активиране на RAS свързаните сигнални пътища: МАРК и ERK (Extracellular signal-Regulated Kinase)/MEK1/2, в резултат на което настъпва неконтролируема клетъчна пролиферация[24,25,27-29]. GRB2/GAB2/SOS комплексът допълнително активира и PI3K/AKT пътя, който осигурява удължена клетъчна преживяемост чрез потискане на транскрипционни фактори (FOXO, forkhead O) и увеличена пролиферация чрез индуциране на p27 протеозомна деградация и активиране на mTOR (mammalian Target Of Rapamycin). BCR-ABL могат да активират PI3K/AKT пътя и по алтернативни механизми, например чрез Crk и Crkl (CT10 regulator of kinase, адапторни молекули улесняващи изпълнението и предаването клетъчни сигнали), които също може да служат за свързване на BCR-ABL с PI3K[33,34].

Алтернативен път за индуциране на туморогенезата от BCR-ABL е взаимодействието му с транскрипционни фактори, от които с най-голямо значение са STAT1 и STAT5 (Signal Transducer and Activation of Transcription)[30]. Физиологично активиране на STATs (напускане на клетъчното ядро) настъпва след активиране на рецептор-асоциираните JAK кинази след свързване на клетъчните рецептори с цитокини. При ХМЛ обаче STATs са конституционално активирани чрез директно взаимодействие между SH2 домените на STAT с фосфорилираните тирозинови остатъци на ВCR-ABL[31]. Активирането на STAT5 е поне частично отговорно за избягване на апоптозата чрез повишаване на антиапоптотичната молекула BCL-xL заедно с инактивирането на проапоптотичната молекула BAD от AKT[26]. Друг таргет на BCR-ABL онкопротеина е протоонкогенът MYC. MYC активирането при ХМЛ изглежда е независимо от RAS система, а директно регулирано от ABL SH2 региона[32]. Доказателство за участие на c-Myc в левкемичната трансформация са данните за инхибиране BCR-ABL медиираната туморогенеза и левкемогенеза след in vitro инхибирането на c-Myc с антисенс олигонуклеотиди[19]. Всички описани нарушени и активирани сигнални пътища, в които инициатор е BCR-ABL онкогенът се слива и препокрива и довежда клетката до неконтролирана пролиферация, потисната апоптоза и увеличаване на левкемичния клон.

Клинично значение на установеният патогенетичен механизъм включващ BCR-ABL1
Активирането на ABL тирозинкиназата е първото събитие при възникване на ХМЛ, което подчертава критичната важност за проектиране на молекули, таргетиращи нарушената клетъчна сигнализация, медиирана от химерния онкоген BCR-ABL.

Екипът, разработил и внедрил в клиничната практика първия тирозин киназен инхибитор (ТКИ): STI517 (imatinib) за лечение на ХМЛ, се състои от Alex Matter (лекар-учен), Nick Lydon (учен), Brian Druker (лекар-учен), Jurg Zimmermann (химик) и Elizabeth Buchdunger (биолог).

След първото фаза І проучване за оценка на дозовия режим, поносимост и ефективност на imatinib при пациенти с ХМЛ[35], в последващото фаза ІІ изпитване върху 532 болни с хронична фаза на заболяването и незадоволителен отговор от терапия с INF-α е установен голям цитогенетичен отговор в 60% от изследваните и в 41% пълен цитогенетичен отговор (complete cytogenetic response, CCyR, 0% Ph-позитивни метафази)[36]. След средно проследяване от 18 месеца, 95% от пациентите са били живи и 89% в хронична фаза[36]. Тези резултати дават основание за бърза регистрация на imatinib за лечение на новодиагностицирани пациенти с хронична фаза на ХМЛ през 2001 г.[37]. Анализът на данните от първото рандомизирано фаза III двойно-сляпо проучване (IRIS), в което е сравнена ефикасността и безопасността на imatinib (STI571) с INFα плюс ниски дози cytarabin при нелекувани пациенти с ХМЛ в хронична фаза, е изнесен през 2003 г.[38].

На 18-тия месец от проследяването CCyR е регистриран при 76.2% от пациентите в рамото с imatinib срещу 14.5% в групата на стандартна имунохимиотерапия (P<0.001). Сигнификантна разлика е постигната и в процента на свободните от прогресия в акцелирирала фаза/бластна криза болни 96.7% с/у 91.5% (P<0.001). Поради значимо по-високия постигнат терапевтичен отговор при приложението на новия ТКИ е разрешено преминаване на пациентите от рамото с INFα плюс ниски дози cytaranin в групата, получаваща imatinib, и сравнение е проведено между всички получили imatinib с ретроспективни данни от лечение на пациенти със стандартна химиотерапия. Доказването на преимущество на imatinib за OS пред прилаганите дотогава схеми INFα ± химиотерапия[39,40] e смятано за едно от революционните открития в лечението на ХМЛ, повратен камък в разбирането и терапевтичната стратегия на злокачествените заболявания, преминаване от конвекционална химиотерапия към таргетна терапия, целяща атакуване на патогенетичния път на молекулно ниво с висока специфичност и ефективност, което се отразява във висок процент на постигнат терапевтичен отговор със значимо ниска токсичност и поносимост.

В подкрепа и безспорно доказателство за ефективността на новата терапия с ТКИ при пациенти с ХМЛ са данните, изнесени след 10-годишен период на проследяване: 83.3% от пациентите, рандомизирани в рамото с ТКИ са живи на 10-тата година, което намалява риска от смърт с 26%; 82.8% са с CCyR при незначителна честота на сериозни нежелани лекарствени реакции (9.3%, предимно от гастроинтестиналния тракт, вторични неоплазии 11.3%)[41]. Значимо по-висок процент от бол­ните получавали imatinib (79.6%) са живи на 10-тата год. без настъпили събития (смърт/прогресия в акцелерирала фаза, event-free survival EFS) в сравнение с 56.6% в групата с INFα плюс cytarabin. Тези данни коренно промениха конценцията за лечението на ХМЛ и доведоха до значително подобрение в прогнозата за пациентите, както и до разработването на нови „втора” генерация ТКИ за борбата с ХМЛ – както в хронична, така и във фаза на акцелирация и бластна криза – nilotinib[42], dasatinib[43], bosutinib[44], ponatinib[45,46], omacetaxine[47,48]. Профилът на безопасност на отделните нововъдените медикаменти е различен, но всички са с висока ефективност, някои с определена специфичност, към определени мутации в BCR-ABL1 гена, което многократно подобри прогнозата дори в сравнение с imatinib (Табл. 1-3).

Високата ефективност на imatinib рефлектира ясно и безспорно в намаляване на смъртността от ХМЛ: от 0.9 смъртни случая на 100 000 души през 1996 г., до 0.4 смъртни случая на 100 000 души през 2006 г., след въвеждането му за клинично приложение, и днес достига 0.2 смъртни случая на 100 000 души през 2018 г., когато е наличен широк асортимент от 1-ва и последваща генерация ТКИ[2,60,61]. Тези данни определят ХМЛ като хронично малигнено заболяване, с възможност за дълготраен контрол и се приема, че смъртността в тази група се обуславя предимно от съпътстващи заболявания и събития, а не от малигнената хемопатия[62]. Предвид дългосрочните резултати за ефикасността на ТКИ и натрупващите се данни за постигане и поддържане на дълбок молекулярен отговор (ерадикиране на левкемичните клетки), в последните години се натрупаха данни от проучвания за спиране на терапия при нисък риск от рецидив, т.е. постигане на излекуване на бол­ните без необходимост от поддържаща антитуморна терапия[63,64].

Заключение
Способността на imatinib да намалява честотата на прогресиране на заболяването и свързана с ХМЛ смърт го превърна в модел за търсене на таргетна терапия за лечение на рака например BRAF-асоцииран меланом и епидермален растежен фактор рецептор (EGFR) свързан рак на белия дроб. Въпреки че постигнатите резултати при лечението на солидни тумори са по-незадоволителни, откритието на първия ТКИ за лечението на ХМЛ е първият пробив за внедряване на таргетната терапия с малки молекули при лечението на рак. То е и основа за разучаване на патогенетичния механизъм на различните тумори на ниво клетъчни сигнални пътища с цел таргетиране на нарушената клетъчна регулация и пълно излекуване. n


книгопис:
На разположение в редакцията.