Ингибитор сигнальных путей STI 571 (Signal Transductor Inhibitor
advertisement
Ингибитор сигнальных путей STI 571 (Signal Transductor Inhibitor) – новое направление в лечении хронического миелолейкоза А.Г.Туркина ГНЦ РАМН (дри. – акад. РАМН А.И. Воробьев), Москва За последние 30 лет редко делались действительно большие открытия в лечении лейкозов. Исследования с STI 571 являются ярким примером того, как понимание биологических и патофизиологических основ заболевания может привести к успешному открытию молекулярных мишеней терапевтического воздействия. Поскольку имеющиеся молекулярные нарушения при хроническом миелолейкозе (ХМЛ) высоко специфичны и выявляются у большинства больных, они теоретически представляют идеальную модель для направленной терапии. Молекулярные основы ХМЛ и возможные мишени для терапии ХМЛ – первый лейкоз, при котором выявлена специфическая генетическая аномалия. По месту своего открытия она получила название "Филадельфийская (Ph)-хромосома" [1]. Основным событием, происходящим при образовании Ph-хромосомы, является обмен генетическим материалом между хромосомами 9 и 22, что обозначается как t (9; 22) (q34; q11). В результате этой транслокации возникает два новых гена: ген BCR-ABL на 22 (Ph)хромосоме и ген ABL-BCR на производной от хромосомы 9. В настоящее время установлено, что основная роль в развитии патологических проявлений ХМЛ связана с геном BCR-ABL; функциональная роль гена ABL-BCR остается неясной [2]. В зависимости от точки разрыва гена BCR могут возникать три основных типа гена BCR-ABL [3] (рис. 1). Основной гибридный ген, характерный для классического миелолейкоза, возникает при разрыве в области M-bcr (major breakpoint cluster region). Считывание этого гена приводит к образованию 2 типов химерной мРНК: b2a2 или b3a2. В итоге этой генной перестройки образуется цитоплазматический белок (p210 BCR-ABL) с молекулярной массой 210 kDa, который является онкопротеином, ответственным за большинство, если не за все фенотипические аномалии, возникающие в хронической фазе (ХФ) ХМЛ. Значительно более редко при ХМЛ встречаются другие гибридные гены, при которых точка разрыва возникает в области m(minor)-bcr (е1а2 транскрипты, Р190) или в зоне (micro)-bcr (e19a2 транслокация, р230). Заболевание в этих случаях может иметь специфический фенотип (моноцитоз р190) или нейтрофильно-тромбоцитарные компоненты (р230) [4]. Гибридный BCR-ABL белок р210 обладает повышенной тирозинкиназной активностью. Белок р210 локализован в цитоплазме, в то время как нормальный белок p145 расположен в ядре. За счет своего аномального положения и повышенной тирозинкиназной активности он трансформирует стволовые клетки в клетки ХМЛ. В норме созревание и пролиферация кроветворных клеток находятся под контролем костномозгового стромального микроокружения, которое регулирует их взаимодействие с помощью ростовых факторов. С наличием белка p210 в лейкемических предшественниках связывают нарушение проведения сигналов, обеспечивающих нормальное функционирование клетки. Вмешательство в основные клеточные процессы приводит к злокачественной трансформации клеток и нарушению таких процессов, как контроль над пролиферацией, адгезией и апоптозом [5]. Подтверждением ведущей роли p210 в возникновении заболевания служат эксперименты на мышах, у которых после трансфекции им клеток, содержащих ген BCR-ABL, возникало заболевание, напоминающее ХМЛ. Ph-хромосома обнаруживается у 95% больных с типичной клинической картиной ХМЛ. Кроме того, транслокация t (9; 22) (q34; q11) выявляется у 10–20% взрослых и 2–5% детей, больных острым лимфобластным лейкозом (ОЛЛ) [3, 5]. Исходя из общепринятой концепции о связи гена BCR-ABL и ассоциированных с ним белков p190 и p210 с повышенной тирозинкиназной активностью и развитием лейкоза, логичным является разработка терапевтических направлений, в которых этот ген представляет мишень для целенаправленного воздействия [6]. История создания STI 571 В первой половине 80-х годов из натуральных источников были выделены вещества, оказывающие ингибирующее действие на тирозинкиназы. Эти продукты включали флавиноиды кварцетин, изофлавиноид, генистеин, антибиотик гербицин A и эрбстатин. Однако они не обладали специфическим действием [7]. В конце 80-х годов Р.Yaish и соавт. (1988) синтезировали соединения, известные как тирфостины, которые in vitro вызывали дифференцировку и гибель BCR-ABL+-клеток в линии клеток К562, выделенной от больных эритроидным вариантом бластного криза (БК) ХМЛ. Это были первые вещества, обладающие специфическим воздействием на тирозинкиназу [8]. Параллельно проводились исследования по изучению кристаллической структуры тирозинкиназы. С учетом имеющихся сведений о структуре АТФсвязывающих центров тирозинкиназ, были синтезированы различные, высокоспецифичные продукты, блокирующие активность тирозинкиназы. В.Druker, молодой сотрудник одного из институтов в Бостоне, сконцентрировал свое внимание на поиске небольших молекул, способных блокировать ABL-киназу. Впервые результаты работы В.Druker были доложены в 1995 г. на ежегодном заседании общества Американских гематологов. Сначала на данное сообщение обратили внимание немногие. Действительный интерес к этому препарату появился после его публикации в 1996 г. [9]. Механизм действия STI 571 В основе действия STI 571 лежит связывание АТФ с активными местами тирозинкиназы (рис. 2). Это приводит к остановке пролиферации или индукции апоптоза в клетках, экспрессирующих BCR-ABL-тирозинкиназу [6]. При этом не отмечено блокирующего действия STI 571 на другие тирозинкиназы. Это дает основание предположить ключевую роль подавления активности тирозинкиназы в антилейкемическом процессе в ХФ ХМЛ, когда нет дополнительных хромосомных аберраций, возникающих в терминальной стадии ХМЛ (фаза акселерации и бластного криза). Доклинические исследования STI 571 В экспериментальных исследованиях STI 571 был подтвержден его селективный ингибиторный эффект по отношению к ABL-тирозинкиназам (p210BCR-ABL, p185 BCRABL, V-ABL, cABL) при использовании минимальных концентраций (0,025 мкмоль) вещества. Кроме того, STI 571 ингибировал c-kit и рецептор фактора роста тромбоцитов (PDGFR) в тех же концентрациях. Напротив, STI 571 не оказывал действия на серинтреонинкиназы, не ингибировал эпидермальный фактор роста (EGF) и имел очень низкую активность в отношении рецепторов сосудистого эндотелиального фактора роста (VEGFR1 и VEGF-R2), фактора роста фибробластов (FGF-R) Tie-2 (Tek), c-Met и протеинкиназ семейства Src (c-Src, c-Fgr, c-Lyn, Lck) [10]. Эффективность препарата была продемонстрирована на сингенных мышах, которым вводили BCR-ABL+-клетки, а затем лечили STI 571. Выявлено минимальное повреждение клеток нормального гемопоэза [10]. В результате исследований на крысах и собаках было установлено, что STI 571 – выcoкoбиoдocтyпнoe вещество, эффективное при приеме внутрь. Терапевтические Токсикологические дозы значительно исследования на ниже животных максимально показали переносимых. прогрессирующую гепатотоксичность при максимальных дозах 100 мг/кг. Из других побочных эффектов отмечены: тошнота, понос и миелосупрессия (анемия и нейтропения) [11]. Фаза I/II клинических исследований После обязательного исследования фармакокинетики и токсичности препарата в июне 1998 г. было получено разрешение Управления по пищевым продуктам и лекарственным препаратам США (FDA) на проведение клинических испытаний. В задачи первого этапа исследований входило определение максимально переносимой дозы STI 571 и оценка его эффективности. Препарат назначали больным с ХФ ХМЛ, резистентным к интерферону (ИФ-) в постепенно увеличивающихся дозах (от 25 до 1000 мг/день). При использовании небольших доз STI 571 (50–200 мг/день), прогресс в исследованиях был медленным, а результаты – скромными [12]. Гематологический ответ был выявлен при дозе более 140 мг/день. В дальнейшем установлено, что при дозе препарата 300 мг/день и выше удавалось получить полный гематологический ответ. Эффект обычно достигался между 2й и 4-й неделей терапии. При ежедневной дозе 300 мг/день и более у всех больных были отмечены не только гематологические ремиссии, но и в 53% случаев цитогенетический ответ; при этом у 13% больных он был полный. Большинство положительных ответов сохранялось на фоне продолжающейся терапии свыше 8 мес. Фармакокинетические исследования показали, что при приеме STI 571 в дозе 300 мг/день и выше уровень вещества в плазме больного был эквивалентен эффективной концентрации, определенной in vitro (1mM). Период полувыведения при приеме STI 571 внутрь составлял 13–16 ч, что обеспечивало возможность ежедневного однократного приема, необходимого для постоянного подавления тирозинкиназы. В целом, переносимость препарата была хорошей и максимальная токсическая доза не была достигнута. Гематологическая токсичность II и III степени (лейко- и тромбоцитопения) была отмечена у 21% и 8% больных соответственно. Другие побочные эффекты были минимальными и включали тошноту, понос, отечность вокруг глаз, судороги мышц нижних конечностей. Несколько неожиданным был факт получения не только гематологических ремиссий, но и цитогенетических ответов у больных ХМЛ в фазе акселерации и в периоде бластного криза. Эти результаты логически трудно объяснить, исходя из положения, что STI 571 действует только на ABL-тирозинкиназу и, учитывая, что в этот период у большинства больных имеются другие хромосомные перестройки. При назначении STI 571 в дозе 300– 800 мг/день больным миелоидным и лимфоидным бластным кризом, а также при Phположительном остром лимфобластном лейкозе в 73% случаев было отмечено снижение содержания бластных клеток в костном мозге ниже 15%. Кроме того, количество бластных клеток в миелограмме не превышало 5% у 27% и 60% больных соответственно. Однако при лимфоидном БК (практически у всех больных) на фоне продолжающегося лечения развился рецидив в период от 45 до 117 дней. При миелоидном БК у 18% больных ремиссия сохраняется более года [12]. Отметив успешные результаты I фазы, в середине 1999 г. была начата II фаза клинических исследований. К январю 2001 г. подведены предварительные итоги наблюдения за 1027 больными ХМЛ, получавшими лечение STL 571 [13]. Результаты лечения оказались ошеломляющими. Более 90% больных в хронической стадии ХМЛ (532 человека) достигли полной гематологической ремиссии. Время достижения ремиссии составляло от 4 до 6 нед. Через 3 мес терапии в 37% случаев был отмечен большой цитогенетический ответ (в миелограмме < 35% Ph-положительных клеток) и у 13% из них – полный. К 6 мес лечения эффективность оценена у 290 больных. Число лиц с большим цитогенетическим ответом составило 61%. Больные с полным цитогенетическим ответом (ЦО) составили 21%. Эти результаты лечения превзошли все другие методы, ранее предпринимавшиеся в терапии больных ХМЛ. Следует подчеркнуть, что они достигнуты в группе больных, резистентных к ИФ-. В настоящее время проводятся исследования по оценке эффективности STI 571 у ранее нелеченных больных по сравнению с группой больных, получающих лечение ИФ- в комбинации с цитозаром. Учитывая предварительные данные об эффективности препарата в терминальной стадии заболевания, STI 571 был назначен 233 больным в фазе акселерации ХМЛ. Неожиданным фактом оказалась возможность получения не только гематологических ремиссий, но и цитогенетических ответов в этой группе больных. Полный гематологический ответ наблюдали у 44% лиц в фазе акселерации. Выраженное подавление Ph+-гемопоэза отметили у 20% (среди них у 14% – полный ЦО). Предполагается, что 74% больных переживет 1 год (ранее продолжительность этой при использовании стадии ХМЛ стандартной составляла химиотерапии 3–5 мес). Как и следовало ожидать, результаты терапии в БК значительно ниже: только у 47% удалось получить той или иной степени гематологическое улучшение и у 6% больных отметили ЦО. К сожалению, ремиссии были кратковременны, что вполне объяснимо, исходя из концепции нестабильности генома в этой стадии заболевания. Наиболее частыми побочными эффектами были тошнота, кожные высыпания, спазмы мышц, боли в костях. Обычно жалобы были выражены умеренно и купировались в процессе поддерживающей терапии. При использовании больших доз препарата отмечены миелосупрессия (анемия, тромбоцитопения, гранулоцитопения), задержка жидкости. Поражение печени наблюдали редко. Максимально переносимая доза не установлена [13]. Развитие резистентности к STI 571 Несмотря на столь впечатляющие результаты, полученные в ходе клинических исследований, очевидной остается проблема развития резистентности к STI 571 в терминальной стадии заболевания. Попытка смоделировать резистентность in vitro была предпринята несколькими группами исследователей [14–17]. С этой целью использовали p210 BCR-ABL трансформированные гемопоэтические мышиные BaF3-клетки и четыре человеческие клеточные линии BCR-ABL+ [15]. Для подавления роста клеток на 50% в резистентных линиях требовалась концентрация STI 571 (2,0–3,0 mМ), в 10 раз превосходящая концентрацию, необходимую для обычных клеточных линий (0,2–0,3 М). Механизмы резистентности варьировали в различных клеточных линиях. Наиболее общим было увеличение белка p210 или повышенная амплификация гена BCR-ABL. Исследование лекарственной устойчивости в 2 резистентных человеческих клеточных линиях не выявило амплификации гена BCR-ABL, что, вероятно, указывает на наличие других механизмов, обеспечивающих резистентность к STI 571. B одной из этих клеточных линий выявлена гиперэкспрессия гликопротеина (Pgp) – белка, обеспечивающего повышенное выведение лекарства из клетки [16]. В целом, следует отметить, что резистентность развивалась не сразу и не во всех клеточных линиях, несмотря на длительную (несколько месяцев) экспозицию с STI 571. Будущие направления терапии Для более полного использования терапевтических возможностей STI 571 проводят исследования комбинации препарата с малыми дозами цитозара, доксорубицина и ИФ-. В доклинических исследованиях показано, что сочетанное применение STI 571 с цитозаром, доксорубицином повышает апоптоз в BCR-ABL+-клетках [17]. Кроме того, при изучении пролиферации с использованием BCR-ABL+-клеточных линий установлен синергизм STI 571 с цитозаром, доксорубицином и ИФ-, вместе с тем при добавлении гидреа отмечался антагонизм [18]. Однако при использовании колониеобразующих образцов от больных ХМЛ комбинация STI 571 с гидреа также подавляла образование колоний. Другим цитостатическим препаратом, обладающим синергизмом в комбинации с STI 571, является этопозид [19]. На основании полученных данных обсуждается вопрос о целесообразности комбинации STI 571 со стандартной противолейкозной терапией у больных БК ХМЛ и Ph+-острым лейкозом. Другим возможным направлением использования STI 571 может быть лечение минимальной остаточной болезни (при цитогенетическом рецидиве) после алло-ТКМ или лечения ИФ-. Для обсуждения таких вопросов, как увеличение выживаемости или возможность излечения, требуется дальнейшее наблюдение. Следует отметить, что фармакологический профиль STI 571 позволяет предположить, что этот препарат может быть клинически эффективным при солидных опухолях и незлокачественных пролиферативных заболеваниях, в которых вовлечено нарушение регуляции PDGF- и c-Kit-сигналов. Например, c-Kit-киназа активируется при относительно редкой интерстинальной саркоме, известной как гастроинтестинальная стромальная опухоль. Аналогично PDGF-рецептор активируется при соединении с фактором транскрипции Tel (Tel-PDGF-R) у больных миеломоноцитарным лейкозом с 5; 12-хромосомной транслокацией. Можно предположить, что эти и другие нарушения, при которых изменена аутокринная активация c-Kit- и PDGF-рецепторами, являются притягательной "мишенью" для клинических исследований STI 571. Заключение Клинические исследования STI 571 подтверждают концепцию о значительной роли активации BCR-ABL-тирозинкиназы при ХМЛ. Использование в клинической практике STI 571 является ярким примером действительно продуманного и молекулярно направленного лечения, основанного на специфической генной аномалии, выявленной при злокачественном процессе у человека. Можно предположить, что использование STI 571 является примером нового направления специфической лекарственной терапии в онкологии. Приведенные данные, конечно, являются бесспорно обнадеживающими. Однако при этом возникает ряд вопросов, а именно: продолжительность сохранения гематологического ответа, отсроченная токсичность, длительность ЦО, эффективность препарата у больных ХМЛ в фазе акселерации и при бластном БК, эффективность STI 571 при других вариантах Ph+-лейкозов, механизм его действия (подавление пролиферации или индукция апоптоза и дифференцировки), влияние на выживаемость. Литература. 1. Rowley J. Nature 1973; 243: 290–303. 2. Melo JV. et al., Gordon DE, Cross NC. et al. Blood 1993; 81: 158–65. 3. Melo JV. Blood 1996; 88: 2375–84. 4. Melo JV, Myint H, Galton DA. et al. Leukemia 1994; 8: 208–11. 5. Gordon MY. Brit J Haematol 1996; 95: 10–20. 6. Druker BJ, Nicolas L. J CIin Ivest 2000; 105: 3–7.
