ÜBERSICHTSARBEIT
Akute lymphoblastische Leukämie bei Kindern
Therapiesteuerung durch den Nachweis von MRD (minimal residual disease) Claus R. Bartram, André Schrauder, Rolf Köhler, Martin Schrappe
ZUSAMMENFASSUNG
Hintergrund: Die akute lymphoblastische Leukämie (ALL) ist mit 30 % aller Malignome im Kindes- und Jugendalter die häufigste Krebserkrankung dieser Altersstufe und hat eine Heilungsrate von über 80 %. Bisherige klinische und biologische Charakteristika können nur in begrenztem Umfang das individuelle Ansprechen auf die Therapie vorhersehen. Methoden zum Nachweis minimaler Resterkrankung („minimal residual disease“, MRD) eröffnen neue Perspekti- ven.
Methode: Übersichtsarbeit nach selektiver Medline-Recherche.
Ergebnisse: Während der vergangenen zwei Dekaden wurde die MRD-Diagnos- tik schrittweise in die Therapieplanung der ALL eingeführt. In der weltweit größten Studie dieser Art erwies sich bei 3 648 Kindern mit ALL der MRD-Sta- tus am Tag 33 und 78 nach Therapiebeginn als wichtigster Prognosefaktor. Bei 3 184 Patienten mit B-Vorläufer-ALL (Leukämie unreifer B-Lymphozyten) gab es eine große Gruppe (42 %, Standardrisiko) mit einem Sieben-Jahre-ereignisfrei- en-Überleben (7J-EFS) von 91,1 %. Insgesamt 6 % der Patienten zeigten ein Hochrisikoprofil mit einer kumulativen Rezidivinzidenz von 38,5 %. Bei 464 Pa- tienten mit T-ALL (Leukämie der T-Lymphozyten) zeigte sich eine insgesamt langsamere Elimination der Leukämiezellen, aber auch hier hatten die Kinder mit Standardrisiko (16 %) ein exzellentes 7J-EFS von 91,1 % entgegen der Hochrisikogruppe (21 %) mit 37,7 % MRD-Rezidivrate. Diese Befunde stehen im Einklang mit der internationalen Datenlage bei Kindern und Erwachsenen mit ALL.
Schlussfolgerung: Die MRD-Analytik ermöglicht es, das therapeutische Anspre- chen bei ALL-Patienten mit hoher Sensitivität zu erfassen. Die hierauf basieren- de Stratifikation in Risikogruppen hat die individualisierte Therapiegestaltung wesentlich verbessert.
►Zitierweise
Bartram CR, Schrauder A, Köhler R, Schrappe M: Acute lymphoblastic leukemia in children—treatment planning via minimal residual disease assessment. Dtsch Arztebl Int 2012; 109(40): 652−8.
DOI: 10.3238/arztebl.2012.0652
D
ie akute lymphoblastische Leukämie (ALL) ist mit knapp 30 % aller Malignome die häufigste Krebs- erkrankung im Kindesalter (1–18 Jahre), wobei in der Altersgruppe bis 15 Jahre in Deutschland etwa vier von 100 000 Kindern pro Jahr daran erkranken (Kasten). Na- hezu alle deutschen Patienten werden nach den gültigen Therapieschemata der beiden kooperativen Studiengrup- pen ALL-BFM (Berlin-Frankfurt-Münster) und COALL (Cooperative-ALL-Studiengruppe) behandelt, die sich prinzipiell in drei Behandlungsabschnitte (Remissions - induktion und -konsolidierung, Re-Intensivierung, Erhal- tungstherapie) unterteilen und über zwei Jahre erstrecken.In den letzten vier Dekaden wurden bemerkenswerte Ver- besserungen in der Therapie der kindlichen ALL erzielt (1–6), so dass nach nur 30 % Heilungen in den späten 1960er Jahren mittlerweile 80 % der Patienten sich selbst nach zehn Jahren noch in erster Remission befinden. Die verbleibenden 20 % der Kinder rezidivieren, wobei dann die Heilungsrate nur noch 25–40 % beträgt. Umgekehrt wird auch diskutiert, dass eine Teilgruppe der geheilten Pa- tienten derzeit übertherapiert wird und von einer Redukti- on der Therapie aufgrund geringerer Toxizität und weniger Langzeitfolgen profitieren würde. Neben der Bestimmung der patientenspezifischen (zum Beispiel Geschlecht, Alter) und ALL-spezifischen Risikofaktoren (zum Beispiel Leu- kozytenzahl, Immunophänotyp, chromosomale Aberratio- nen) bei Diagnosestellung hat sich gezeigt, dass ein In-vi- vo-Nachweis des Ansprechens der Chemotherapie für die Vorhersage der Überlebenswahrscheinlichkeit und des Re- zidivsrisikos von besonderer Bedeutung ist (7–9).
Die Standardmethode zur Erfassung des therapeuti- schen Ansprechens ist die Zytomorphologie mittels Mi- kroskopie. Ihr großer Nachteil besteht in ihrer geringen Sensitivität, die es im besten Fall erlaubt, eine Leukämie- zelle unter 100 Normalzellen zu identifizieren. Nach die- sem Diagnosekriterium erreichen 95–98 % der Patienten innerhalb von vier Wochen nach Therapiebeginn eine komplette Remission. Dies bedeutet, dass die intensive Polychemotherapie in wesentlichen Anteilen durchgeführt wurde, wenn die Leukämie nicht mehr erkennbar war.
Hier kam es vor etwa zwei Jahrzehnten zu einem techni- schen Durchbruch, der es erlaubte, sehr kleine Mengen maligner Zellen insbesondere mittels Polymerasekettenre- aktion (PCR) zu erfassen („minimal residual disease“, MRD). Diese Übersicht soll die große Bedeutung der MRD-Diagnostik für die individuelle Therapiesteuerung
Institut für Humangenetik, Universität Heidelberg: Prof. Dr. med. Bartram, Dr. phil. nat. Köhler Klinik für Allgemeine Pädiatrie, Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Kiel:
Dr. med. Schrauder, Prof. Dr. med. Schrappe
Zeit (Woche)
1
2
3
4
5– 6
12
13 –14
Entnahme des Knochenmarkmaterials bei Diagnose
DNA-Extraktion zur molekularen Analyse von Ig- und TCR-Rearrangements (Marker)
Ermittlung der individuellen klonalen Ig- und TCR-Rearrangements
Design von allelspezifischen Oligoprimern (ASO, Sonden)
Austestung und Optimierung der Sonden mittels RQ-PCR hinsichtlich Spezifität, Sensitivität und Reaktionsbedingungen
Auswahl der zu messenden Marker und anschließende RQ-PCR zur Analyse des Remissionsstatus der Kontrollzeitpunkte
Tag 33 und Tag 78
Sequenzierung der rearrangierten Bereiche
Risikostratifizierung
GRAFIK 1 Abfolge der ein-
zelnen Schritte der MRD-Analytik (in Wochen) nach Diagnosestellung bis zur Stratifikation in die MRD-basier- ten Risikogruppen.
KASTEN
Akute lymphoblastische Leukämie (ALL) bei Kindern (Basisinformationen)
●
Die ALL ist die häufigste kindliche Krebserkrankung und betrifft pro Jahr etwa 600 neue Patienten in Deutschland.●
Das klinische Bild wird charakterisiert durch die Konsequenzen der leukämi- schen Metaplasie des Knochenmarks und durch den möglichen Organbefall:– schwere Infektionen (wegen der absoluten Granulozytopenie), – Blutungen oder Blutungsneigung (wegen der Thrombopenie), – Anämie,
– Atemnot (Mediastinaltumor, besonders bei T-Zell-Leukämie),
– Schmerzen (besonders in den Beinen; „Kind mag nicht mehr laufen“) und – abdominelle Beschwerden: Hepatosplenomegalie.
●
Die Behandlung basiert auf einer nach Rezidivrisiko abgestuften Polychemo- therapie; zum Einsatz kommen Kortikosteroide, Metaphasenhemmer (Vinca- Alkaloide), Asparaginase (Depletion von Asparagin), Anthracycline, Alkylan- zien, Antimetabolite (Methotrexat), Purinantagonisten (Mercaptopurin) u. a.Die ZNS-Therapie erfolgte früher nur mit der Schädelbestrahlung und ist heute für die meisten Patienten durch eine intrathekale Therapie ersetzt worden.
Die allogene Blutstammzelltransplantation hat vor allem für Hochrisikopatienten oder nach einem Rückfall eine große Bedeutung.
●
Unbehandelt führt die ALL zum Tode.bei Kindern mit ALL beleuchten. Eigene Ergebnisse der Autoren werden ergänzt durch eine selektive Medline-Re- cherche mit den Suchbegriffen „PCR-MRD“, „childhood ALL“ und den Therapiestudien BFM (Berlin, Frankfurt, Münster) und AIEOP (Assoziazone Italiana Ematologia Oncologia Pediatrica).
Methoden der MRD-Diagnostik
Drei Verfahren zum Nachweis von sehr geringen Mengen von malignen Zellen („minimal residual disease“, MRD) erlauben die Identifikation von einer Leukämiezelle unter 10 000 bis 1 Million Normalzellen (10–4 bis 10–6) und sind damit 100- bis 10 000-fach sensitiver als herkömmliche zytomorphologische Techniken. Diese Methoden unter- scheiden sich hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit (Häufig- keit entsprechender Zielstrukturen) bezüglich ihrer Sensiti- vität sowie des zeitlichen und finanziellen Aufwands (10):
●
Die Immunophänotypisierung mittels Durchflusszy- tometrie und Mehrfachmarkierung zum Nachweis leukämiespezifischer Immunophänotypen,●
die PCR-Analyse von Fusionsprodukten leukämie- spezifischer Chromosomentranslokationen (zum Beispiel BCR-ABL-Rekombination im Rahmen der Philadelphia-Translokation-t [9, 22]) und●
die PCR-Analyse von klonspezifischen Verknüp- fungsregionen von Immunglobulin (Ig) und T-Zell- Rezeptor (TCR)-Rearrangements.Die zuletzt genannte Methode hat zwischenzeitlich von den drei Techniken im Kontext europäischer ALL-Studien die weiteste Verbreitung gefunden, weil sie eine besonders hohe Sensitivität aufweist. Diese Methode basiert auf der Erkenntnis, dass sich jede ALL von einzelnen Lymphozy- tenvorläufern ableitet und somit alle Leukämien durch ein jeweils individuelles, klonspezifisches Muster von Ig- be- ziehungsweise TCR-Rearrangements charakterisiert sind.
Die molekulare Basis hierfür ist ein DNA-Rearrange- ment, bei dem in den Lymphozyten unterschiedliche Ver- satzstücke der Immunglobulin(Ig)- oder T-Zell-Rezeptor (TCR)-Gene individuell zusammengesetzt werden (11).
Im Rahmen dieser Rekombinationsprozesse gehen an den Verknüpfungsstellen mehr oder weniger Nukleotide der ursprünglichen DNA-Sequenz verloren, während freie Nukleotide in diesen Bereich eingefügt werden können.
Das Resultat ist eine DNA-Sequenz mit Unikatcharakter für den jeweiligen Lymphozyten, deren Nachweisbarkeit auf der Grundlage von PCR-Verfahren mittels allelspezifi- scher DNA-Sonden von den Autoren und anderen Ar- beitsgruppen seit Ende der 1980er Jahre zur MRD-Mes- sung bei ALL-Patienten entwickelt wurde (12, 13).
Da die akute lymphoblastische Leukämie zum Zeit- punkt der Diagnose Subpopulationen eines initialen Leu- kämiezellklons (Oligoklonalität) aufweisen und während des Krankheitsverlaufes auch weitere Ig- beziehungswei- se TCR-Rearrangements durchlaufen kann, die dann im Verlust der als Sonden benutzten DNA-Sequenzen resul- tieren, empfiehlt es sich für die PCR-Analytik, zwei oder mehr Zielsequenzen zur Vermeidung falsch-negativer Er- gebnisse zu benutzen. Aktuell werden im Rahmen der BFM-ALL-Studien pro Patient 51 PCR-Primer-Kombina- tionen benutzt, um die für die jeweilige Leukämie charak-
Schwellenwert Intensität
PCR-Zyklen
R1 R2
–5 –3
–2
–1 –4
GRAFIK 2 RQ-PCR-Analyse eines ALL-Patienten mit
einem allelspezifischen IgH-Oligomer, des- sen Nachweisgrenze in einer Verdünnungs- reihe von 10–1 bei 10–5 mit einer Leukämie- zelle unter 100 000 Normalzellen (10–5) er- mittelt wurde. Der Schwellenwert beschreibt den Beginn der exponentiellen Phase der PCR. Zu den Zeitpunkten R1 (hellblau, Tag 33) und R2 (rot, Tag 78) finden sich noch 10–3 beziehungsweise 10–4 residuelle Leu- kämiezellen, entsprechend einem interme- diären Risiko.
EFS
Jahre nach Therapiebeginn 1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
Kum. Inzidenz
Jahre nach Therapiebeginn 1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
SR 1 348 81 92,3 % (0,9) 91,1 % (1,2)
IR 1 647 288 77,6 % (1,3) 76,0 % (1,4)
HR 189 86 50,1 % (4,1) 46,6 % (5,1)
Patienten Ereignisse 5 J. EFS 7 J. EFS
SR 1 348 61 6,0 % (0,8) 7,2 % (1,2)
IR 1 647 266 21,0 % (1,2) 22,3 % (1,4)
HR 189 60 34,9 % (3,8) 38,5 % (5,0)
Patienten Rezidive 5 J. kl 7 J. kl p-Wert < 0,001
p-Wert < 0,001 1
0 2 3 4 5 5 7
1
0 2 3 4 5 5 7
GRAFIK 3 A) Ereignis-freies Überleben (EFS) und
B) kumulative Inzidenzen (KI) von Rezidiven nach MRD-basierter Stratifikation von 3184 B-Vorläufer-ALL-Patienten (die Er- gebnisse wurden ursprünglich in Blood/
American Society of Haematology publi- ziert (Conter V, Bartram CR, Valsecchi MG, et al.: Molecular response to treatment redefines all prognostic factors in chil- dren and adolescents with B-cell precur- sor acute lymphoblastic leukemia: results in 3184 patients of the AIEOP-BFM ALL 2000 study. Blood 2010; 22: 3206–14).
gleich mit konventionellen Prognosekriterien zu relevan- ten Verschiebungen im individuellen Risikoprofil kam, das heißt Patienten, die bis dahin der Standardrisikogrup- pe zugerechnet worden wären, waren nach MRD-Krite- rien mit einem intermediären oder hohen Rezidivrisiko belastet und umgekehrt.
Vom Pilotprojekt zur generellen MRD-basierten Therapiestratifikation
Auf der Basis dieser Befunde wurde eine prospektive Therapiestudie der Associazione Italiana di Ematologia Oncologia Pediatrica und der BFM-ALL Gruppe (AIE- OP-BFM ALL 2000) aufgelegt, die erstmals die genannte MRD-basierte Risikostratifikation mit nur noch zwei Re-
TABELLE
Definition von Risikogruppen
*1 Prednisone-Response: Wenn die zytologische Bewertung des Blastenanteils im Blutausstrich nach der ersten Therapiewoche (nur Prednison 60 mg/m2/d und eine Gabe intrathekales Methotrexat) eine Zahl von unter 1 000 Blasten/µL ergibt, spricht man von Prednisone Good Response (PRED-GR), bei 1 000 Blasten oder mehr von Prednisone Poor Response (PRED-PR).
*2 CR: komplette Remission; nach 32 Tagen Induktionstherapie ist die Knochenmark-Kontrolle zur Feststel- lung der zytologischen Remission (M1-Mark, unter 5 % Blasten) vorgesehen; dabei wird auch das Materi- al für die ersten MRD-Bestimmung gewonnen.
*3 keine Detektion von MRD bei einer Sensitivität von mindestens zwei molekularen Targets mit mindestens 1×10–4. Risiko-
gruppe SR
MR
HR
Definition der Risikogruppen ALL-BFM 95
Leukozyten
< 20 000/µL, und Alter 1–5 Jahre Leukozyten
≥ 20 000/µL, oder Alter ≥ 6 Jahre PRED-PR*1, oder keine CR an Tag 33, oder Translokation t(4;11) oder t(9;22)
PRED-GR*1, und CR Tag 33*2 und kein Nachweis von t(4;11) oder t(9;22)
AIEOP-BFM ALL 2000 MRD negativ Tag 33 und 78*3
MRD positiv, an Tag 78 aber
< 10–3
MRD an Tag 78 ≥ 10–3, oder eines der HR-Kriterien aus Studie ALL-BFM 95
PRED-GR*1, und CR Tag 33*2 und kein Nachweis von t(4;11) oder t(9;22)
1 800 1 600 1 400 1 200 1 000 800 600 400 200 0
MRD-HR MRD-IR MRD-SR
SR95 MR95 HR95 Anzahl Patienten
GRAFIK 4 Umverteilung
aller B-Vorläufer- ALL-Patienten der MRD-basierten Stu- die AIEOP-BFM-ALL 2000, wenn die klassischen Stratifi- kationskriterien zugrunde gelegen hätten, wie zum Beispiel in der Stu- die ALL-BFM-95 (Standard Risiko:
SR 95; intermedi- äres Risiko: MR 95;
hohes Risiko: HR 95 [siehe Tabelle]).
teristische IgH-, IgK-, TCRβ-, TCRγ- und TCRδ-Rekom- bination zu identifizieren. Anschließend werden diese Ver- knüpfungsregionen sequenziert, auf dieser Basis Allel- spezifische Oligonukleotid-Primer (ASO) generiert, die dann mit real-time-quantitativer-PCR (RQ-PCR) auf ihre Spezifität und Sensitivität überprüft werden. Dies erfolgt mittels Verdünnungsreihen, in denen DNA-Amplifikate der Leukämiezellen in Kontroll-DNA von Normalzellen in Stufen von 10–1 bis 10–5 eingebracht werden und die Nachweisbarkeitsgrenze der Leukämieproben ermittelt wird. Schließlich wird mittels RQ-PCR der Remissions- status zu den Kontrollzeitpunkten bestimmt. Die zeitliche Abfolge von der initialen Diagnosestellung bis zur MRD- basierten Risikostratifikation drei Monate nach Einleitung der Therapie ist in Grafik 1 skizziert.
Der lange Weg in die klinische Anwendung Der Einsatz der hier diskutierten MRD-Diagnostik bei der Behandlung der ALL im Kindesalter kann als Beispiel für eine sorgfältige, evidenzbasierte Einführung neuer Me- thoden und Markersysteme der molekularen Medizin in den klinischen Alltag dienen. Die BFM-Studiengruppe er- kannte frühzeitig das klinische Potenzial dieser Technik, die im Laufe der Jahre weiterentwickelt wurde und nahm Anfang der 1990er Jahre ein entsprechendes klinisches Forschungsprojekt in das Studienprotokoll ALL-BFM 90 auf. Dabei wurde von Beginn an auf eine internationale Abstimmung im Kreis der International-BFM-Study- Group Wert gelegt. Da weder die Kinetik der residualen Leukämiezellen unter MRD-Kriterien noch deren klini- sche Relevanz bekannt war, verständigte man sich nach ausführlicher Diskussion gerade auch der ethischen Im- plikationen darauf, nach adäquater Aufklärung und schriftlicher Zustimmung zu neun Zeitpunkten während und nach Ende der Therapie Knochenmarkpunktionen (in Narkose) durchzuführen, den MRD-Status zu erheben und mit klinischen Daten zu korrelieren. Die Ergebnisse wurden retrospektiv ausgewertet und während der Pro- jektphase weder den behandelnden Ärzten noch den Pa- tienten zur Verfügung gestellt, um Entscheidungen, die nicht durch Evidenz gesichert waren, vorzubeugen.
Die an 240 Patienten erhobenen Befunde lagen 1998 vor (14) und wurden durch andere Gruppen zeitgleich be- stätigt (15). Es zeigte sich, dass die MRD-Diagnostik al- len konventionellen Prognoseparametern überlegen war.
Von besonderer prognostischer Relevanz waren die Punktionszeitpunkte am Tag 33 und 78 nach Therapiebe- ginn, die wesentliche Hinweise für einen sehr guten Ver- lauf beziehungsweise hohes Rezidivrisiko ergaben, so dass man sich in Anschlussstudien auf diese beiden Kon- trollpunkte beschränken konnte. Nach MRD-Kriterien bildeten sich drei Risikogruppen heraus: Patienten mit ei- nem sehr niedrigen Rezidivrisiko von nur 2 % (43 % der analysierten Kinder), solche mit einem sehr hohen Risiko von 75 % (15 % der Fälle) und eine intermediäre Gruppe mit einer Rezidivquote von 23 % (43 % der Patienten).
Diese Befunde hatten auch nach zehnjähriger Nachbeob- achtung noch Bestand (16). Eine derart klare Unterschei- dung der individuellen Risikoprofile hatte es bis dato nicht gegeben. Bemerkenswert war auch, dass es im Ver-
missionsproben einführte und zwischen 2000 und 2006 circa 4 700 Patienten einschloss. Von Beginn an wurde in diesem Kontext eine international akzeptierte Standardi- sierung dieser Analytik vorangetrieben (10, 17, 18) und durch regelmäßige Ringversuche qualitativ überprüft.
Die Auswertung dieser weltweit größten Studie ihrer Art belegte zunächst die logistische Durchführbarkeit dieser komplexen Analytik in einer internationalen, multizentri- schen Therapiestudie (16). Bei etwa 80 % der Patienten gelang eine MRD-Stratifikation mit zwei oder mehr sen- sitiven Markern, die den Nachweis von einer Leukämie- zelle unter mindestens zehntausend Normalzellen (≤ 10–4) zuließen. Bei 94 % der Leukämien der B-Reihe
und 82 % der Patienten mit T-ALL fand sich zumindest ein sensitiver Marker. Patienten ohne adäquate MRD- Konstellation wurden nach konventionellen Parametern stratifiziert. Als Kontrollpunkte dienten Tag 33 und 78 nach Therapiebeginn, 7 bis 14 Tage später hatte das La- bor die MRD-Befunde erhoben, so dass die Stratifikation in die drei Risikogruppen 13 bis 14 Wochen nach Be- handlungsbeginn abgeschlossen war.
Die Einteilung in die drei MRD-basierten Risikogrup- pen SR, IR, HR (standard, intermediär, hoch) erfolgte nach folgenden Kriterien:
●
Patienten, die zu beiden Zeitpunkten (Tag 33 und Tag 78) MRD-negativ mit zwei unabhängigen MRD-Markern waren, die eine Sensitivität von≤ 10–4 auswiesen, wurden als Standardrisiko-Pa- tienten (MRD-SR) klassifiziert,
●
Patienten mit mittlerem Risiko (MRD-IR) waren entweder zu einem oder beiden Zeitpunkten positiv, wobei der zweite Zeitpunkt einen MRD-Wert von< 10–3 aufwies; ein Beispiel hierfür zeigt Grafik 2.
●
Patienten, die zum zweiten Zeitpunkt eine MRD- Last von ≥ 10–3 aufwiesen, wurden der Hochrisiko- gruppe (MRD-HR) zugerechnet.Insgesamt wurden so 3 184 Patienten mit B-Vorläufer- ALL mittels MRD stratifiziert (19). Davon waren 42 % (1 348) MRD-SR-Patienten mit einem Sieben-Jahre-er- eignisfreien-Überleben (EFS, Standard Fehler) von 91,1 % (1,2 %), 52 % (1 647) MRD-IR-Patienten mit einem EFS von 76 % (1,4 %) und 6 % (189) MRD-HR- Patienten mit einem EFS von 46,6 % (5,1 %) (p < 0,001).
Entsprechend unterschiedlich fielen die kumulativen In- zidenzen der Rezidive aus (Grafik 3).
Der Vorteil der MRD-basierten Risikostratifikation zeigt sich beim direkten Vergleich mit den konventionel- len Kriterien (Tabelle), wie sie zum Beispiel in der ALL- BFM-95-Studie (20) angewendet wurden (Alter, Leuko- zytenzahl, Zytogenetik, Ansprechen auf Prednison) (Gra- fik 4). Hätte man die Patienten nach konventionellen Kri- terien eingeteilt, dann würden Standardrisiko-Patienten (SR 95) etwa zur Hälfte verzögert angesprochen haben (mittlere und dunkle Anteile der SR 95-Säule) und damit ein höheres Rezidivrisiko aufweisen, während umgekehrt nach früheren Kriterien als Hochrisiko eingestufte Pa- tienten (HR 95) tatsächlich besser als angenommen auf die Therapie ansprechen (dunkle und helle Anteile der HR 95-Säule) und eine günstigere Prognose zeigen. In al- len drei ‚klassischen‘ Risikogruppen finden sich Patien- ten mit besonders hohem Rezidivrisiko (MRD-HR). Es zeigte sich also, dass die MRD-Messung die Risikostrati- fikation über die Patienten- sowie leukämiespezifischen Risikofaktoren hinaus differenzierter und präziser be- schreiben kann. Der klinische Nutzen kann sich aller- dings erst dann voll entfalten, wenn für die Patienten, die durch langsameres oder schlechtes molekulares Thera- pieansprechen charakterisiert sind, effektivere Therapie- elemente zum Einsatz kommen, die es noch zu entwi- ckeln gilt. Ein weiterer Aspekt ist, dass die Erwartung, in der durch besonders schnelles Ansprechen gekennzeich- neten Standardrisikogruppe ließe sich das hervorragende Therapieergebnis auch mit einer entschärften späteren EFS
Jahre nach Therapiebeginn 1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
Kum. Inzidenz
Jahre nach Therapiebeginn 1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
SR 75 7 91,1 % (3,5)
IR 292 56 80,6 % (2,3)
HR 97 48 49,8 % (5,1)
Patienten Ereignisse 7 J. EFS
SR 75 5 7,6 % (3,3)
IR 292 51 17,6 % (2,2)
HR 97 36 37,7 % (5,0)
Patienten Rezidive 7 J. kl
p-Wert: gesamt < 0,001; SR vs IR=0,02; IR vs HR < 0,001 p-Wert: gesamt < 0,001; SR vs IR=0,04; IR vs HR < 0,001 1
0 2 3 4 5 5 7
1
0 2 3 4 5 5 7
GRAFIK 5
A) Ereignis-freies Überleben (EFS) und
B) kumulative Inzidenz (KI) in Rezidiven nach MRD-Stratifikation von 464 T-ALL-Patienten (die Ergebnisse wurden ursprünglich in Blood/American Society of Hematology publiziert [Schrappe M, Valsecchi MG, Bartram CR, et al.: Late MRD response determines relapse risk overall and in subsets of childhood T-cell ALL: results of the AIEOP-BFM-ALL 2000 study. Blood 2011; 118: 2077–84]).
Therapie realisieren, nach vorläufigen Ergebnissen nicht erfüllt wurde (M. Schrappe, persönliche Mitteilung). In der AIEOP-BFM ALL 2000-Studie wurden auch 464 T-ALL-Patienten nach oben genannten MRD-Kriterien stratifiziert (21): 16 % (75) der Patienten wurden als MRD-SR klassifiziert mit einem 7-J-EFS von 91,1 %, 63 % (292) der Patienten als MRD-IR mit einem 7-J-EFS von 80,6 % und 21 % (97) der Patienten als MRD-HR mit einem 7-J-EFS von 49,8 % (P < 0,001) (Grafik 5).
Es zeigte sich, dass unabhängig vom Immunophäno- typ (B- oder T-Reihe) beide Leukämieformen ein iden- tisch gutes Ergebnis (EFS) in der MRD-SR-Gruppe auf- wiesen. Diese Beobachtung traf auch für die beiden ande- ren Risikogruppen zu. Jedoch ist zu bemerken, dass sich prozentual weniger Patienten mit T-ALL in der MRD- SR-Gruppe befinden als bei den B-Vorläufer-ALL-Pa- tienten und sich die Verteilung in der MRD-HR-Gruppe genau umgekehrt darstellt. Bei der T-ALL kommt es im Vergleich zur B-Vorläufer-ALL also durchschnittlich zu einer deutlich verzögerten Elimination der Leukämiezel- len. Wenn bei T-ALL-Patienten jedoch MRD-Negativität zum Zeitpunkt Tag 33 erreicht wird, dann ergibt sich mit einer Rezidivrate von nur 8 % eine hervorragende Prog- nose (Grafik 5) (21). Darüber hinaus zeigten 32 % aller T-ALL-Patienten der MRD-IR-Gruppe mit MRD-Nega- tivität zum Zeitpunkt Tag 78 ebenfalls ein exzellentes Er- gebnis; somit erscheint im Vergleich zur B-Vorläufer- ALL eine MRD-Positivität zum Zeitpunkt Tag 33 für die T-ALL eine klinisch weniger große Bedeutung zu besit- zen. Eine hohe Zahl residueller Leukämiezellen (≥ 10–3) am Tag 78 stellt den wichtigsten Prädiktor für ein drohen- des Rezidiv bei T-ALL-Patienten dar.
Fazit und Ausblick
Die AIEOP-BFM-ALL-2000 Studie hat international Maßstäbe für die Risikostratifikation von Kindern mit ALL gesetzt. Die MRD-basierte Prognoseabschätzung hat sich allen anderen Parametern als überlegen erwiesen.
Diese Einschätzung wird, unabhängig von der jeweils ein- gesetzten Methode, durch zahlreiche Studien belegt. Das gilt nicht nur für das Kindesalter (22, 23) sondern auch für Erwachsene (24, 25). Dies ist insofern bemerkenswert, als sich die biologischen Grundlagen der Leukämieentste- hung beider Altersstufen, inklusive ihrer molekulargeneti- schen Pathomechanismen, deutlich unterscheiden, unter- streicht aber die von anderen Faktoren unabhängige Be- deutung dieser neuen diagnostischen Option.
Auch bei anderen hämatopoetischen Neoplasien spielt die MRD-gestützte Therapiegestaltung heute eine wichti- ge Rolle, beispielsweise bei der chronisch lymphatischen Leukämie (26) und der akuten myeloischen Leukämie (27). Ein besonders instruktives Beispiel bietet die chro- nisch myeloische Leukämie. Nach der Entdeckung der spezifischen zytogenetischen Aberration, dem Philadel- phiachromosom 1960 und der Aufklärung des molekular- genetischen Äquivalentes, der BCR-ABL-Rekombinati- on, in den 1980er Jahren wurde diese molekulare Ziel- struktur zur Diagnosestellung und MRD-basierten Thera- piesteuerung benutzt. Darüber hinaus konnten innovative Therapieansätze, die sich gezielt gegen diesen molekula-
ren Defekt in Leukämiezellen richten, in Form von Tyro- sinkinaseinhibitoren entwickelt und die Behandlung der CML wesentlich verbessert werden (28). Auch bei soli- den Tumoren wird der MRD-Status im Blut erhoben.
Hier hat diese Analytik aber eine andere Bedeutung: es geht um die Erfassung geringer Mengen disseminierter Tumorzellen mit dem Potenzial zur Metastasierung (29).
Die MRD-Analytik wurde bei Kindern mit ALL ab 2007 in das von den Krankenkassen finanzierte Diagnos- tikrepertoire der BFM-ALL-Studie aufgenommen; zuvor wurde diese Analytik über 15 Jahre durch eine Projekt- förderung der Deutschen Krebshilfe ermöglicht. Wäh- rend sich für die große Gruppe von Patienten mit MRD- SR-Profil mit Heilungsraten von über 90 % wohl kaum noch signifikante Verbesserungen erreichen lassen, bleibt die Rezidivquote insbesondere in der MRD-HR-Gruppe, die allerdings nur etwa 6 % der Patienten umfasst, inak- zeptabel hoch. Auch für die intermediäre Risikogruppe ergibt sich ein Verbesserungsbedarf. Hier bleibt zu über- prüfen, ob innovative Therapieansätze, welche zum Bei- spiel gezielt gegen die molekularen Defekte in Leuk - ämiezellen gerichtet sind („targeted therapy“) ähnliche Er- folge zeigen, wie sie für die BCR-ABL-positive ALL mit Tyrosinkinaseinhibitoren bereits erzielt wurden. Zu be- achten ist auch, dass die Stratifikation der Patienten nach MRD-Kriterien methodeninhärent erst mehrere Monate nach Einleitung der Therapie erfolgen kann. Ob sich aus den gegenwärtig laufenden Forschungsvorhaben zur ge- nomweiten Sequenzanalyse von Kindern mit ALL neue molekulare Parameter ergeben, die schon zum Zeitpunkt der Diagnosestellung eine verbesserte Risikoabschätzung erlauben, bleibt abzuwarten. Entsprechende Marker müssten ohnehin erst in großen prospektiven Studien mit adäquaten Nachbeobachtungszeiten auf ihre Wertigkeit überprüft werden. Mittelfristig wird somit die MRD-ba- sierte Stratifikation von ALL-Patienten der Goldstandard bleiben.
KERNAUSSAGEN
●
Verfahren zum Nachweis sehr kleiner Mengen von malignen Zellen („minimal residual disease“, MRD) erlauben die Identifikation von einer Leukämiezelle unter bis zu 1 Million Normalzellen und sind damit mehrere Potenzen sensiti- ver als die Zytomorphologie.●
Die MRD-Diagnostik am Tag 33 und 78 nach Therapiebeginn ist im Kontext der BFM-Studienprotokolle ausschlaggebend für die Behandlung der ALL.●
In der weltweit größten klinischen Studie unter Nutzung einer MRD-basierten Risikostratifikation, AIEOP-BFM ALL 2000, erwies sich bei Kindern mit ALL dieser Parameter als wichtigster Prognosefaktor.●
Bei Patienten mit B-Vorläufer-ALL kann eine große Gruppe von Patienten mit einer sehr guten Heilungschance von über 90 % identifiziert werden, während es bei ei- ner kleineren Hochrisikogruppe in einem Drittel der Fälle zu Rezidiven kommt.●
Auch bei der T-ALL erweist sich die MRD-basierte Einteilung in drei Risiko- gruppen als wichtigster Faktor zur Therapiesteuerung, wobei insgesamt die Elimination der Leukämiezellen längere Zeit in Anspruch nimmt als bei Leuk - ämien der B-Reihe und mit einem höheren Risikoprofil verbunden ist.Danksagung
Die initiale Methodenentwicklung zur PCR-basierten Ig- und TCR-Analytik wurde durch die DFG unterstützt (Bartram). Für die langjährige, umfangreiche Förderung (Bartram) bei der Einführung der MRD-Diagnostik sei der Deutschen Krebshilfe nachdrücklich gedankt. Zudem hat die Deutsche Krebshilfe die jeweiligen ALL-BFM-Studien umfassend finanziell gefördert (Schrappe). An der Entwicklung und Evaluation der MRD-Diagnostik in der Arbeitsgruppe von Bartram (bis 1995 Sektion Molekularbiologie, Abt. Kinderheilkunde II, Universität Ulm, danach Institut für Humangenetik, Universität Heidelberg) waren nacheinander folgende Wissen- schaftler maßgeblich beteiligt: T. E. Hansen-Happe, S. Yokota, T. Seriu, M. Nakao und T. Flohr. Unser großer Dank gebührt den Patienten und ihren Familien für die Teilnahme an den Studien sowie den beteiligten Ärzten, Schwestern und Techni- schen Assistenten für ihren Einsatz. Gedankt sei auch der Studienkommission und den Mitgliedern unserer MRD-Labore für konzeptionelle Hilfe und die Durchfüh- rung der Studie. Ein besonderer Dank gilt auch unseren internationalen Partnern für mehr als zwei Jahrzehnte konstruktiver Zusammenarbeit; namentlich seien genannt J. J. M. van Dongen (Niederlande), A. Biondi und G. Masera (Italien), R. Panzer-Grümayer und H. Gadner (Österreich). Dem Initiator der ALL-BFM-Studien, H. Riehm, danken wir für seine konzeptionelle Weitsicht und nachdrückliche Unterstützung bei der Einführung von MRD-Verfahren in die klinische Diagnostik.
Interessenkonflikt
Prof. Schrappe erhält und erhielt Drittmittel der Deutschen Krebshilfe. Ihm wurden Kongressteilnahmegebühren und Gebühren von Fortbildungsveranstaltungen sowie Reise- und Übernachtungskosten von den Firmen Medac und Eusapharma erstattet. Er erhielt Vortragshonorare sowie zweckgebundene Gelder auf ein Dritt- mittelkonto von Medac. Prof. Bartram erhielt Drittmittel für Projekte von der DFG und der Deutschen Krebshilfe. Die Autoren Dr. Schrauder und Dr. Köhler erklären, dass kein Interessenkonflikt besteht.
Manuskriptdaten
eingereicht: 12. 1. 2012, revidierte Fassung angenommen: 31. 5. 2012
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Anschrift für die Verfasser Prof. Dr. med. Claus R. Bartram
Institut für Humangenetik, Universität Heidelberg Im Neuenheimer Feld 366, 69120 Heidelberg cr.bartram@med.uni-heidelberg.de
Zitierweise
Bartram CR, Schrauder A, Köhler R, Schrappe M: Acute lymphoblastic leuke- mia in children—treatment planning via minimal residual disease assess- ment. Dtsch Arztebl Int 2012; 109(40): 652−8.
DOI: 10.3238/arztebl.2012.0652
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The English version of this article is available online:www.aerzteblatt-international.de
