1 К заседанию Бюро ОМБН РАМН «25» сентября 2012 г

1
К заседанию Бюро ОМБН РАМН
«25» сентября 2012 г.
СПРАВКА
к научному докладу д.м.н.С.И.Куцева на тему:
«Геномные основы таргетной терапии миелопролиферативных заболеваний»
Миелопролиферативные заболевания – группа клональных онкогематологических
заболеваний, развивающихся вследствие появления мутаций в стволовых кроветворных
клетках, но характеризующихся
избыточной пролиферацией преимущественно
миелоидного ростка кроветворения с сохранением способности опухолевых клеток к
дифференцировке. К этой группе болезней относят хронический миелолейкоз,
эссенциальную тромбоцитемию, истинную полицитемию, хронический идиопатический
миелофиброз, хронический эозинофильный лейкоз, хронический нейтрофильный лейкоз.
Геномные исследования одного из этих заболеваний – хронического миелолейкоза,
привели к созданию первого препарата таргетного действия - иматиниба (STI571),
применение которого для лечения хронического миелолейкоза стало революционным
прорывом в области целенаправленной противоопухолевой терапии. Впервые концепция
тотального неспецифического уничтожения
активно пролиферирующих клеток с
помощью цитостатических препаратов была заменена парадигмой целенаправленной
элиминации опухолевых клеток, имеющих идентичную клональную природу.
Хронический миелолейкоз (ХМЛ) характеризуется появлением в стволовой
кроветворной клетке специфического цитогенетического маркера – филадельфийской (Ph)
хромосомы. Ph-хромосома образуется в результате реципрокной транслокации
t(9;22)(q34;q11.2), сопровождающейся появлением химерного гена BCR-ABL. Экспрессия
гена BCR-ABL приводит к появлению тирозинкиназы с патологически высокой
функциональной активностью, играющей ключевую роль в патогенезе ХМЛ. На момент
установления диагноза хронического миелоидного лейкоза 95-100% клеток костного
мозга являются Ph-позитивными при цитогенетическом исследовании, а уровень
экспрессии гена BCR-ABL достигает 100% относительно контрольного гена ABL.
Иматиниб селективно ингибирует BCR-ABL тирозинкиназу, встраиваясь в АТФсвязывающий карман киназного домена белка BCR-ABL и удерживая его таким образом в
неактивном состоянии. Клинические испытания иматиниба показали необыкновенно
высокую эффективность этого препарата в терапии ХМЛ. Так в исследовании IRIS
показано, что к пяти годам полный гематологический ответ на терапию иматинибом
достигается у 98% больных ХМЛ, большой цитогенетический ответ – у 92%, полный
цитогенетический ответ – у 87%; 5-летняя выживаемость без прогрессии заболевания
составила 93%. К настоящему моменту прошли клинические испытания и
зарегистрированы в США, Европе и Российской Федерации более эффективные
ингибиторы тирозинкиназ II поколения – нилотиниб и дазатиниб.
Тем не менее, несмотря на столь впечатляющие результаты, существует проблема
резистентности к терапии иматинибом. К восьми годам терапии иматинибом количество
больных ХМЛ с отсутствием ответа или рецидивом ХМЛ достигает 35-45%. Появление
новых препаратов ингибиторов тирозинкиназ второго поколения, нилотиниба и
дазатиниба, и их использование в качестве препаратов первой линии терапии ХМЛ
повысило эффективность лечения. Тем не менее, по предварительным данным проблема
резистентности сохраняется и при использовании этих новейших препаратов
приблизительно в 20-25% случаев ХМЛ.
Понятие резистентности к иматинибу включает по меньшей мере две дефиниции.
Первичная резистентность (или рефрактерность) – это отсутствие или недостаточный
ответ на лечение. Вторичная, или приобретенная, резистентность определяется как потеря
достигнутого ответа и прогрессирование заболевания до фазы акселерации и бластного
криза. Механизмы резистентности к терапии ХМЛ ингибиторами тирозинкиназ различны
2
и включают в себя как связанные с BCR-ABL тирозинкиназой, так и не связанные. К
первой группе, относят амплификацию гена BCR-ABL и мутации гена BCR-ABL.
Амплификация гена BCR-ABL обусловливает повышенную экспрессию белка
BCR-ABL и, как следствие, резистентность к проводимой терапии. Впервые было
установлено, что обнаружение даже небольшого клона (2-7%) лейкозных клеток с
амплификацией гена BCR-ABL на фоне терапии иматинибом является неблагоприятным
прогностическим фактором для достижения цитогенетического и молекулярного ответа на
проводимое лечение и предполагает изменение тактики терапии ХМЛ. Анализ
амплификации гена BCR-ABL у пациентов с первичной или вторичной резистентностью к
терапии иматинибом и другими ингибиторами тирозинкиназ рекомендован для включения
в обязательный мониторинг эффективности терапии ХМЛ.
Некоторые точечные мутации в химерном гене BCR-ABL приводят к замене одной
из аминокислот в белке BCR-ABL тирозинкиназы и изменению конформации сайта
связывания иматиниба, что может приводить к неэффективности проводимой терапии.
Впервые проведенный анализ мутаций гена BCR-ABL в когорте первично резистентных
пациентов с ХМЛ позволил обнаружить миссенс-мутации в 20% случаях как причину
формировании первичной резистентности к терапии ингибиторами тирозинкиназ.
Большая часть этих мутаций (63,6%) локализованы в участке гена BCR-ABL, кодирующем
P-петлю BCR-ABL-тирозикиназы, ответственную за связывание с иматинибом. Учитывая
различную чувствительность мутантных форм BCR-ABL тирозиникназы к разным
ингибиторам тирозиникназ, результаты мутационного анализа гена BCR-ABL позволили
использовать дифференцированный подход к назначению ингибиторов тирозинкиназ
второго и третьего поколения.
Выполненный сравнительный анализ влияния амплификации гена BCR-ABL и
мутаций гена BCR-ABL на развитие резистентности к терапии ХМЛ впервые показал, что
сочетание этих двух механизмов резистентности встречается всего лишь в 3% случаев.
Нестабильность генома опухолевых клеток, обусловленная повышенной активностью
BCR-ABL тирозинкиназы и высоким уровнем свободных радикалов кислорода,
предполагает стохастический характер появления амплификации или мутации гена BCRABL с последующей селекцией клонов опухолевых клеток.
Вторую группу механизмов резистентности к терапии ХМЛ ингибиторами
тирозинкиназ
составляют
BCR-ABL
независимые
механизмы:
клональная
цитогенетическая эволюция (появление дополнительных хромосомных аберраций в Phпозитивных и Ph-негативных клетках и связанная с этим активация альтернативных,
помимо BCR-ABL опосредованных, сигнальных путей), нарушения фармакокинетики
препаратов группы ингибиторов тирозинкиназ.
В результате проведенных исследований было показано, что появление
дополнительных хромосомных аберраций в Ph-позитивных клетках костного мозга
статистически достоверно снижает выживаемость пациентов с ХМЛ, находящихся на
терапии иматинибом. Тем не менее, клональная эволюция в Ph-позитивных клетках у
некоторых пациентов является транзиторным фактом. На фоне продолжающейся терапии
иматинибом в высоких дозах или в результате перехода на терапию ингибиторами
тирозинкиназ второго поколения, клон опухолевых клеток с признаками
цитогенетической эволюции может исчезать. В тоже время, появление дополнительных
хромосомных аберраций в Ph-негативных клетках у пациентов с частичным или полным
цитогенетическим ответом не влияет на безрецидивную и общую выживаемость больных
с ХМЛ.
Проведенные фарамкокинетические исследования показали, что концентрация
иматиниба в плазме коррелирует с достижением цитогенетического и молекулярного
ответов на терапию. Терапевтически эффективная концентрация иматиниба в плазме и
костном мозге стабилизирует достигнутый ответ и снижает риск развития рецидива.
Исследования показали зависимость концентрации иматиниба в плазме от активности
3
ряда ферментов цитохрома P-450, которые играют важную роль в деградации
фармакологических препаратов, снижая их активность и увеличивая их элиминацию.
Результаты фармакогенетических исследований подтверждают эти данные и могут быть
использованы в перспективе в индивидуальном подборе дозы иматиниба для терапии
первичных больных ХМЛ.
Эффективность терапии ХМЛ ингибиторами тирозинкиназ во многом зависит от
своевременного цитогенетического и молекулярного мониторинга, раннего выявления и
выяснения причин первичной и вторичной резистентности, своевременной коррекции
терапии ХМЛ. Однако, до настоящего времени причины резистентности к терапии
ингибиторами тирозинкиназ и прогрессия хронической фазы вплоть до бластного криза у
ряда пациентов неизвестны. Более того, у пациентов достигших по данным
количественной ОТ-ПЦР в режиме реального времени полного молекулярного ответа
(транскрипт BCR-ABL не определяется) более чувствительные методы ПЦР анализа (5-6
log) выявляют небольшое количество опухолевых клеток.
По современным представлениям полная эрадикация опухолевых клеток при
терапии ингибиторами тирозинкиназ невозможна. В костном мозге сохраняются BCRABL-позитивные лейкозные стволовые клетки, нечувствительные к ингибиторам
тирозинкиназ, которые могут являться источником для рецидива опухоли. В настоящее
время основной областью исследований в терапии ХМЛ является изучение профиля
мутаций и экспрессии различных генов лейкозных стволовых клеток, а также
межклеточные взаимоотношения стволовых клеток и клеток стромы в костномозговых
“нишах” с целью поиска дополнительных мишеней для таргетной терапии и достижения
полной эрадикации опухолевых клеток.
Классические Ph-негативные хронические миелопролиферативные заболевания
включают в себя истинную полицитемию (ИП), эссенциальную тромбоцитемию (ЭТ) и
идиопатический миелофиброз (ИМ), объединенных сходством клинической картины,
морфологических проявлений и, как выяснилось в последние годы, генетических
изменений. В частности, мутация V617F в псевдокиназном домене гена JAK2
обнаруживается более чем в 90% случаев ИП, в 70% случаев ЭТ и 50% случаев ИМ.
Данная мутация приводит к аутоингибированию янус тирозинкиназы 2 в гемопоэтических
клетках и, как следствие, активации сигнальных путей, регулирующих пролиферацию
гемпопоэтических клеток. В ряде случаев JAK2V617F – негативных миелопролиферативных
заболеваний обнаруживаются мутации в экзоне 12 гена JAK2, с тем же эффектом
аутоингибирования янус киназы 2. В 5-10% случаев ЭТ и ИМ обнаруживаются мутации
W515L/K гена тромбопоэтинового рецептора MPL, которая приводит к активации
регуляторного пути JAK2-STAT, как и мутация V617F в гене JAK2.
Проведенные исследования показали, что соотношение клона клеток с мутацией
JAK2 V617F относительно количества клеток, несущих ген JAK2wt дикого типа,
различно в группе Ph-негативных хронических миелопролиферативных заболеваний.
Более того, тяжесть течения заболевания может зависеть от величины клона клеток с
мутацией JAK2 V617F .
В
клиническую
практику
терапии
Ph-негативных
хронических
миелопролиферативных заболеваний внедряются препараты таргетного действия ингибиторы янус тирозинкиназы 1/2. Клинические исследования первого из них –
руксолитиниба показали достижимость клинической ремиссии (например, редукцию
размеров селезенки), улучшение качества жизни и значительное увеличение
выживаемости больных с ИМ. Тем не менее, соотношение аллелей JAK2 V617F/ JAK2wt
при терапии руксолитинибом JAK V617F – позитивных миелопролиферативных
заболеваний не меняется, что свидетельствует об отсутствии процесса эрадикации
опухолевого клона. Данное обстоятельство объясняется тем, что мутации в генах JAK2 и
MPL являются вторичными, имеют определенное значение для диагностики и
4
мониторинга эффективности терапии и небольшое значение в качестве цели для таргетной
терапии
Разработка эффективных подходов к терапии миелопролиферативных заболеваний
основана на поиске ведущих (“drive”) мутаций и подборе соответствующих препаратов
таргетного действия. Внедрение в научные исследования современных технологий
секвенирования нового поколения, позволяющих анализировать геном, экзом,
транскриптом опухолевых клеток и клеток микроокружения, позволит расширить и
дополнить наши знания о патогенезе миелопролиферативных заболеваний,
идентифицировать новые молекулярные мишени
и разработать новые таргетные
препараты для терапии миелопролиферативных и других онкогематологических
заболеваний.