Хронична миелоидна левкемия – вчера, днес и утре

Хроничната миелоидна левкемия (ХМЛ) е клонална хемопоетична стволовоклетъчна неоплазия, функция на балансирана транслокация между дългото рамо на 9-та и 22-ра хромозома с последваща свръхекспресия на фузионен протеин (BCR-ABL1), водещ до неконтролируема пролиферация на миелодни клетъчни елементи. ХМЛ е първата, пряко свързана с конкретна хромозомна аберация неоплазия, като установяването й се превръща в крайъгълен камък както за развитието на съвременните методи за диагностика и проследяване на над 6 хиляди известни генетични мутации, така и за създаването на селективна противотуморна терапия. Тирозинкиназната (ТК) терапия успешно пречупи прогресивния ход на заболяването, постигайки ремисия при над 85% от пациентите с ХМЛ. Въпреки неимоверните успехи на съвременната ТК терапия, една не малка част от пациентите се оформят като първично резистентни. Хетерогенният имунофенотип на LCSc, както BCR-ABL1 независими механизми на прогресия, представляват предизвикателствата на съвременния научен свят в търсене на нови терапевтични възможности.

Хроничната миелоидна левкемия (ХМЛ) представлява кло­нална миелопролиферативна неоплазия, характеризираща се с ексцесивна пролиферация на миелоидни клетки, функция на свръхекспресията на BCR-ABL1 фузионния протеин. Тази пролиферация се обуславя и от дисрегулация в множество вътреклетъчни сигнални пътища. ХМЛ е пример за придобита клонална стволовоклетъчна неоплазия с ключово значение за развитие на съвременните методи за диагностика и лечение в онкология.
ХМЛ представлява модел на заболяване с дългогодишна еволюция и широк спектър от значими събития, започващи с първичното идентифициране и описание на Филаделфийската хромозома (Ph) и стигащи до съвременните цели за ремисия без лечение (Treatment-Free Remission – TFR), както и търсене на нови механизми за терапевтично повлияване[1].

Исторически данни

В исторически аспект ХМЛ се споменава за пръв път през 19-ти век от Р. Вирхов като “White blood disease” (“Болест на бялата кръв”), последвано е от първото микроскопско описание на ХМЛ от Хенри Фулър през 1846 г., а през средата на 20-ти век Уилям Дамешек прави първото описание и класифициране на хроничните миелопролиферативни заболявания, начело с ХМЛ[2]. Първото описание на Ph хромозома датира от 1960 г., когато при кариотипизиране Питър Ноуел и Дейвид Хънгърфорд я описват като делеция на 22-ра хромозома. 13 години по-късно става ясно, че идентифицираната хромозомна аберация всъщност представлява балансирана транслокация 9:22 и се превръща в първата пряка генетична аберация, асоциирана с конкретна малигнена нозология. Последващите открития разкриват молекулярно генетичната хетерогенност на BCR-ABL1 фузионния протеин, като в зависимост от мястото на транслокацията различаваме три основни тирозинкиназни домейна с константна тирозинкиназна активност (p210, p190 и p230), определящи клиничния ход и биология както на ХМЛ, така и на Ph(+) остра лимфобластна левкемия[3]. Идентифициране на Ph хромозома и фузионния протеин представлява крайъгълен камък в разбирането както патогенезата и клинична еволюция на ХМЛ, така и изграждане на съвременните терапевтични линии.

Терапевтичната еволюция на ХМЛ най-общо се разделя на два основни етапа – преди и след откриване на Ph хромозомата и химерния фузионен протеин, отговорни за генетичната нестабилност и антиапоптотозните свойства на клоналния миелопролиферативен процес. Първите опити за лечение започват през 1865 г. с употребата на арсениев триоксид (As2O3), известен още като фолеров разтвор, последвано от откриване на рентгеновите лъчи и широката употреба на радиотерапия[3]. През 20-ти век с въвеждането на първите химиотерапевтици се инкорпорира употребата на бисулфан и хидроксиуреа, оформящи терапевтичното поведение в продължение на няколко десетилетия. Терапия, ефективно повлияваща броя на левкоцитите, но не и прогресията на заболяването[4]. През 1980 г. интерферон-α разчупва установения терапевтичен модел на CML, и успешно постига хематологична и дори цитогенетична ремисия при част от пациентите, но високият профил на токсичност налага нови изисквания към терапевтичните хоризонти[4].

Ерата на тирозинкиназните инхибитори (ТКИ) започва през 1998 г. и се превръща в еталон за успешен дизайн на таргетна противотуморна терапия. През изминалия четвърт век ХМЛ претърпя „трансформация“, превръщайки се от заболяване с 5-годишна обща преживяемост за едва 6% от пациентите (в пре-ТКИ ерата) в заболяване с 10-годишна преживяемост за над 85% от пациентите. ТК инхибицията, със своите вече четири генерации ТКИ, превърнаха ХМЛ в заболяване с очаквана продължителност на живот, близка до тази на здравото население[4].

Съвременни аспекти

ХМЛ е клонална стволово-клетъчна неоплазия с хетерогенен молекулярно генетичен профил. Класическата неробертсонова транслокация дълбоко повлиява всички етапи от клетъчния цикъл с нетен ефект – „монструозна“ трансформация на хематопоезата. Тя протича в три фази – хронична, фаза на акцелерация и бластна трансформация, всяка със съответните клинико-лабораторни, цитоморфологични и молекулярно-генетични отклонения.

Статистически, ХМЛ се характеризира с годишен възходящ тренд на заболеваемост от 1.2% за периода 2010-2019 г., или 15% от новодиагностицираните левкемии. Средната възраст на диагностициране е 66 години, като делът на мъжете е 1.7 пъти по-висок от този на жените[5,6].

Съвременните критерии за диагностика и проследяване на терапевтичния отговор при хронична миелоидна левкемия се основават на консенсусни решения и препоръки на NCCN, ESMO и ELN[7].
Задължително изследване в диагностичния панел на CML е Qualitative RT-PCR (Качествена обратно транс­криптазна полимеразна верижна реакция) за детекция на BCR-ABL1 фузионния транскрипт и неговите варианти, като ограниченият обхват на технологията изисква последващ цитогенетичен анализ за откриване на допълнителни цитогенетични аномалии (ACAs) и потвърждаване на реципрочната транслокация t(9;22) (q34; q11). Препоръчителният скрининг тест – Interphase FISH (интерфазна флоуресцесцента ин ситу хибридизация), започва да набира популярност, тъй като позволява използването на периферни левкоцити. Технологията позволява както детекция на BCR-ABL1 транскрипта, така и дискриминацията между лимфобластна бластна криза на de novo диагностицирана ХМЛ и de novo Ph(+) остра лимфобластна левкемия[8]. Препоръчително изследване в хода на някои клинични изпитания е NGS (масивно паралелно секвениране/секвениране от следващо поколение) за детекция на соматични мутации.

NGS се превръща в неизбежен способ за разработване и търсене на нови терапевтични възможности.

Последващият широк набор от параклинични изследвания, според NCCN, ESMO и ELN, оформят и най-малките детайли от клиничния профил на болестта – стадий, рисков профил, включително и алгорит­мично предвиждане на шанса за постигане на пълен цитогенетичен отговор на 18-тия месец от започване на лечение. Клинико-лабораторна оценка на пациента и в частност коморбидността представляват другата страна на монетата, необходима в изграждането на правилния алгоритъм за избор на терапия[9].

Изборът на ТКИ е интегрално дедуктивен процес, в който се включват множество аспекти както от страна на болестта (стадии, молекулярно генетичен и мутационен профил), така и от страна на пациента (възраст, придружаващи заболявания и индивидуални особености). Лекарственият профил на токсичност, индикациите и контраиндикациите оформят финалните „щрихи“ в процеса на съвременната ТК терапия[10] (Табл. 1 и Табл. 2).

Легенда: Philadelphia chromosome-positive CML in chronic phase (Ph+ CML-CP);
Tyrosine Kinase Inhibitor (TKI); Blast Crisis (BC), Accelerated Phase (AP), Chronic Phase (CP)

таблица 1: Избор на ТКИ съобразно клинични индикации

Източник: Isfort, Susanne&Brümmendorf, Tim (2018). Journal of Blood Medicine. Volume 9. 43-50. 10.2147/JBM.S129821.

Оценка на терапевтичния отговор: Различаваме следните типове терапевтичен отговор при пациенти с ХМЛ – хематологичен, цитогенетичен и молекулярно-генетичен отговор.
Количественият анализ на BCR-ABL1 транскриптите оформя следните три групи пациенти – пациенти с оптимален отговор, пациенти със субоптимален отговор, или такива с неуспех от първа/последваща линия на лечение[11] (Табл. 3).

Количествените стойности на BCR-ABL1 транскриптите като EMR (ранен молекулярен отговор; BCR-ABL1<10%), MMR (голям молекулярен отговор; BCR-ABL1<0.1%) и DMR (дълбок молекулярен отговор; BCR-ABL1<0.01%) са абсолютни предиктори на висока обща преживяемост (OS) и преживяемост без прогресия (PFS). Времето за постигане на MMR също показва пряка корелация с дълбочината на молекулярния отговор и потенциалния успех при TFR (Ремисия без терапия). EMR се оформи като ранен предиктор за най-висока обща преживяемост (OS), преживяемост без прогресия (PFS), както и успех при TFR.

Въпреки множеството методи за субтипизиране на отделните пациенти в определени рискови групи съобразно дебютни или еволютивни маркери на болестта и множеството „лостови“ механизми за противодействие на болестта и нейните порочни кръгове, като възход към клетъчна незрялост и прогресия, все още над 15% от пациентите с ХМЛ не

успяват да постигнат клиничен/молекулярно генетичен контрол на болестта дори след 3-та или 4-та линия ТКИ. С нарастване броя на прилаганите ТКИ намалява шансът за постигане на MMR, повлиявайки негативно показателите DFS и OS[12].

Днес изразът „резистентност“, представлява хетерогенен спектър от видове „неоптимален отговор“, включващи невъзможност за постигане на MMR, загуба на такъв, както и загуба на хематологичен отговор[13]. Различаваме две големи групи от механизми, отговорни за развитието на лекарствена резистентност – BRC-ABL1 зависими и независими механизми за резистентност и прогресия.

Последните 25 години клинични проучвания и изпитания в областта на BCR-ABL1 зависимите механизми на лекарствена резистентност изградиха съвременния набор лекарствени средства, пречупващи прогресивния ход на болест­та при над 85% от пациентите[14]. Въпреки неимоверните успехи на съвременната ТКИ все още всеки 6-ти пациент изисква откриването на нови терапевтични възможности, повлияващи BCR-ABL1 независимите механизми за прогресия и рези­стентност.

Предизви­кателствата на бъдещето

BCR-ABL1 протоонкогенът възниква в плурипотентната стволова клетка впоследствие наречена левкемична стволова клетка (LSC). Разкриването на CML LSCs и техния имунофенотип създаде предпоставки за нови начини за противодействие на ХМЛ. Последните открития разкриха уникални качества на CML LSCs като възможността да се самоподдържат, диференцират и дори да преминават в латентна Go фаза на клетъчния цикъл. Съществен пробив в разбирането на BCR-ABL1 независимите механизми на рези­стентност е разкриването на множество вътреклетъчни сигнални пътища, асоциирани със самоподдържането на патологичния клетъчен пул като: Hedghog PK (протеинкиназната) свръхактивация, TGF-β (трансформиращ растежен ф-р бета), както и свръхекспресията на Kruppel Like Factor 4 (KLF4). Факторите на костно-мозъчната среда, като израз на извънклетъчни механизми за резистентност със своите многолики аферентации към CML LSCs, допринасят за имортализирането на левкемичния стволово-клетъчен клон, благодарение на дисрегулация в редица кадхеринови молекули като фибробластния растежен фактор 2 (FGF2), ICAM-1 и VCAM-1 ендотелни фактори. Значението на хипоксията (HIF), както и ефектът на Варбург, допринасят за избягване на имунологичния сървeйлънс в костно-мозъчната микросреда, и представляват емпирични данни на съвременната наука, оформящи бъдещите терапевтични хоризонти[15,16].

Левкемичните стволови клетки (CML LCSc) представляват сложен клетъчен пул с комплексен имунофенотип, резистентен на ТК инхибиция, обезпечаващ BCR-ABL1 независимите механизми на лекарствена резистентност и прогресия на заболяването.

Заключение

Хроничната миелоидна левкемия е пример за онкологично заболяване, превърнало се в еталон за успех в съвременната таргетна терапия. През последните 25 години нарастващият терапевтичния „арсенал“ превърна ХМЛ в първото онкологично заболяване с очаквана преживяемост, близка до тази на нормалната популация. Въпреки неимоверните успехи на съвременната ТКИ, все още една не малка част от пациентите не успяват да постигнат ремисия. С разширяване на познанията ни относно механизмите за лекарствена рези­стентност ХМЛ преминава в следващата си фаза от терапевтична еволюция, фаза, отразяваща надеждата за пълна ерадикация на ХМЛ[1]. n

книгопис:

1. Minciacchi VR, Kumar R, Krause DS. Chronic Myeloid Leukemia: A Model Disease of the Past, Present and Future. Cells. 2021 Jan 10;10(1):117. doi: 10.3390/cells10010117.
2. He Wu, Zhan. 2020. ‘Milestone Histories and Paradigmatic Genetic Discoveries of Chronic Myeloid Leukemia (CML)’. Rare Diseases. IntechOpen. doi:10.5772/intechopen.90938.
   Santos FP, Kantarjian H, Quintás-Cardama A. et al. Evolution of therapies for chronic myelogenous leukemia. Cancer J. 2011 Nov-Dec;17(6):465-76. doi: 10.1097/PPO.0b013e31823dec8d. PMID: 22157290; PMCID: PMC3243359.
3. https://www.nature.com/articles/s41375-023-02048-y/tables/2
4. Ning, L., Hu, C., Lu, P. et al. Trends in disease burden of chronic myeloid leukemia at the global, regional, and national levels: a population-based epidemiologic study. Exp Hematol Oncol 9, 29 (2020). https://doi.org/10.1186/s40164-020-00185-z.
5. Cross, N.C.P., Ernst, T., Branford, S. et al. European Leukemia Net laboratory recommendations for the diagnosis and management of chronic myeloid leukemia. Leukemia 37, 2150–2167 (2023).
6. https://doi.org/10.1038/s41375-023-02048-y.
7. https://www.nature.com/articles/s41375-023-02048-y/tables/2
8. https://www.leukemia-net.org/leukemias/cml/eutos_score/
9. Hochhaus A, Baccarani M, Silver RT. et al.European LeukemiaNet 2020 recommendations for treating chronic myeloid leukemia. Leukemia. 2020 Apr;34(4):966-984. doi:10.1038/s41375-020-0776-2. Epub 2020 Mar 3. PMID: 32127639; PMCID: PMC7214240.
10. Cortes J, Quintás-Cardama A, Kantarjian HM. Monitoring molecular response in chronic myeloid leukemia. Cancer. 2011 Mar 15;117(6):1113-22. doi: 10.1002/cncr.25527. Epub 2010 Oct 19. PMID: 20960522; PMCID: PMC4969001.
11. Kong JH, Winton EF, Heffner LT. et al. Outcomes of Chronic Phase Chronic Myeloid Leukemia after Treatment with Multiple Tyrosine Kinase Inhibitors. J Clin Med. 2020 May 20;9(5):1542. doi: 10.3390/jcm9051542. PMID: 32443762; PMCID: PMC7290862.
12. Michele Baccarani, Fabrizio Pane, Giuseppe Saglio. Monitoring treatment of chronic myeloid leukemia. Haematologica 2008;93(2):161-169; https://doi.org/10.3324/haematol.12588.
13. Bavaro L, Martelli M, Cavo M. et al. Mechanisms of Disease Progression and Resistance to Tyrosine Kinase Inhibitor Therapy in Chronic Myeloid Leukemia: An Update. Int J Mol Sci. 2019 Dec 5;20(24):6141. doi: 10.3390/ijms20246141. PMID: 31817512; PMCID: PMC6940932.
14. Mojtahedi, H., Yazdanpanah, N. & Rezaei, N. Chronic myeloid leukemia stem cells: targeting therapeutic implications. Stem Cell Res Ther 12, 603 (2021). https://doi.org/10.1186/s13287-021-02659-1.
    Padda J, Khalid K, Kakani V. et al. (September 05, 2021) Metabolic Acidosis in Leukemia. Cureus 13(9): e17732. doi:10.7759/cureus.17732.