Modern immunological criteria for a stratification of risk groups for precursor B cell acute lymphoblastic leukemia in children

Meri A. Shervashidze; Шервашидзе Мери Алексеевна; Timur T. Valiev; Валиев Тимур Теймуразович; Natalia A. Batmanova; Батманова Наталья Андреевна; Nikolai N. Tupitsyn; Тупицын Николай Николаевич; Irina N. Serebryakova; Серебрякова Ирина Николаевна

doi:10.26442/18151434.2019.4.190745

Modern immunological criteria for a stratification of risk groups for precursor B cell acute lymphoblastic leukemia in children

Authors: Shervashidze M.A.¹, Valiev T.T.¹, Batmanova N.A.¹, Tupitsyn N.N.¹, Serebryakova I.N.¹
Affiliations:
1. Blokhin National Medical Research Center of Oncology
Issue: Vol 21, No 4 (2019)
Pages: 22-26
Section: CLINICAL ONCOLOGY
URL: https://modernonco.orscience.ru/1815-1434/article/view/34006
DOI: https://doi.org/10.26442/18151434.2019.4.190745
ID: 34006

Cite item

Full Text

Abstract
Full Text
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

Background. Modern therapy programs allow achieving high survival rates in children with acute lymphoblastic leukemia (ALL). However, there is a group of patients in whom a relapse occurs, which makes it necessary to search for optimal tools for monitoring remission and the earliest detection of ALL relapse. According to clinical and immunological studies, assessment of minimal residual disease (MRD) levels is one of the leading criteria for response to treatment and can be the basis for risk-stratified therapy.

Aim. Assessment of MRD levels on the 15th day of induction as the main parameter for stratification of patients into prognostic risk groups and the impact of MOB levels on patient survival.

Materials and methods. The study included 117 children with a newly diagnosed precursor B-cell ALL. All patients were given an induction course according to the BFM ALL IC 2009 protocol.

MRD levels were determined by flow cytometry.

Results. Given the MRD –based stratification, a “truly” standard risk group was identified, the survival rate of which reached 100%.

Conclusions. The use of MRD as the main tool for the risk of adapted therapy made it possible to improve survival in patients of the standard risk group, as well as to optimize therapy for high and medium risk groups in the future.

Keywords

acute lymphoblastic leukemia, minimal residual disease, children, risk-adopted therapy, children

Full Text

Острый лимфобластный лейкоз (ОЛЛ) является не только самым частым из всех детских онкологических заболеваний (до 80%) [1], но и, несомненно, самым изученным из них. Для ОЛЛ охарактеризованы цитологические, цитохимические и иммунофенотипические особенности опухолевого клона. Определены цитогенетические основы лейкозогенеза: доказано неблагоприятное влияние на прогноз таких транслокаций, как t (9;22) [BCR/ABL] или t (4;11) [MLL/AF4] [2]. Десятилетиями ОЛЛ использовался как модель для разработки новых научных подходов к программной противоопухолевой терапии. В настоящий момент достигнуты значительные успехи в лечении ОЛЛ у детей. По данным исследовательской группы BFM, общая 5-летняя выживаемость составила 87–90%, по данным COG – 90–95%, EORTC-CLG – 85–90%, MB-2002 – 80–85% [3–5]. С учетом высоких показателей выживаемости больных ОЛЛ дальнейшее совершенствование протоколов лечения направлено на разработку дополнительных критериев стратификации пациентов на группы прогностического риска и выделение когорты больных, для которых возможны деэскалация и уменьшение осложнений полихимиотерапии.

Определение минимальной остаточной болезни (МОБ) выявляет популяции опухолевых клеток, находящихся за пределами возможностей цитологических методов исследования. МОБ – это наличие в организме опухолевых клеток, которые невозможно выявить морфологическими методами. Оценка МОБ – это мировой стандарт при определении ответа на лечение и прогноза течения заболевания. Уровень МОБ в костном мозге (КМ) на 15-й день лечения достоверно коррелирует с риском рецидива, а также позволяет выявить пациентов с субоптимальным ответом на индукционную терапию [6–9]. В данной группе больных возможны интенсификация полихимиотерапии и добавление таргетных препаратов, таких как блинантомумаб (анти-CD19/анти-CD3-моноклональное антитело). Оценка уровня МОБ на этапе индукции входит в большинство современных протоколов терапии ОЛЛ у детей [10–13]. Известно, что существуют спорные вопросы с идентификацией бластных клеток на поздних этапах терапии из-за иммунологического сходства с нормальными В-линейными предшественниками (клетки опухоли экспрессируют антигены дифференцировки, характерные для нормального развития В-клеточной линии). В этой ситуации необходимы использование многоцветной проточной цитометрии и выявление аберрантного иммунофенотипа. Оценка МОБ на 15–19-й дни индукционной программы позволяет получать наиболее достоверный результат при использовании 3- и 4-цветной проточной цитометрии [14], что оптимизирует проведение анализа. Следовательно, определение МОБ на 15-е сутки индукции наиболее точно отражает первичный ответ опухолевого клона на основные компоненты терапии (кортикостероиды, антрациклины, винкристин) [15]. Следует также отметить, что важным преимуществом контроля МОБ является факт ее высокой информативности, так как уровень МОБ отражает комплексное влияние биологических и генетических характеристик лейкозных клеток, их микроокружения (внеклеточный матрикс, белки, протеолитические ферменты, факторы роста и цитокины), а также метаболизм противоопухолевых препаратов и реакцию организма больного на эффективность лечения [16]. Максимально детальная и комплексная оценка раннего ответа на терапию позволит улучшить качество жизни больных с хорошим ответом путем уменьшения для них интенсивности терапии без снижения результатов выживаемости, а у больных с неудовлетворительным ответом в ранние сроки интенсифицировать программную терапию. ОЛЛ из В-линейных предшественников встречается наиболее часто (до 85% случаев) среди всей группы острых лимфобластных лейкозов [17–19]. Именно для этого варианта ОЛЛ отработаны и отобраны оптимальные иммунологические панели и алгоритмы определения МОБ [20]. Т-клеточные лейкозы ввиду неспецифичности большинства антигенов, как мембранных, так и цитоплазматических, а также общей гетерогенности цитогенетической картины представляют большие сложности в адекватной оценке МОБ.

Материалы и методы

В исследование включены 117 детей (с 01.02.2010 по 01.01.2019) с впервые установленным диагнозом ОЛЛ и предшественников В-клеток. Все больные получили индукционный курс по протоколу ALL IC BFM 2009. Оценка МОБ и миелограммы проводилась на 15-й день индукционного курса.

Стратификация по группам риска инициально соответствовала критериям протокола ALL IC BFM 2009.

Группа стандартного риска:

менее 1 тыс. бластных клеток в 1 мкл периферической крови на 8-й день лечения;
возраст от 1 года до 6 лет;
первичный лейкоцитоз менее 20¥10⁹/л;
ответ по КМ М1/М2 на 15-й день;
ответ по КМ М1 на 33-й день;
уровень МОБ на 15-й день менее 0,1%.

Должны быть соблюдены все критерии.

Группа среднего риска:

менее 1 тыс. бластных клеток в 1 мкл периферической крови на 8-й день лечения;
и возраст до 1 года или старше 6 лет и/или первичный лейкоцитоз равен или более 20¥10⁹/л;
и ответ по костному мозгу М1 или М2 на 15-й день;
и ответ по костному мозгу М1 на 33-й день;
и уровень МОБ на 15-й день от более 0,1 до менее 10%;

или

критерии стандартного риска;
но ответ по костному мозгу М3 на 15-й день;
и ответ по костному мозгу М1 на 33-й день.
уровень МОБ на 15-й день от более 0,1 до менее 10%.

Группа высокого риска:

средняя группа риска и ответ по КМ М3 на 15-й день;
более 1 тыс. бластных клеток в 1 мкл периферической крови на 8-й день лечения;
ответ по КМ М2 или М3 на 33-й день лечения;
транслокация t (9;22) [BCR/ABL] или t (4;11) [MLL/AF4];
гиподиплоидия менее 45;
уровень МОБ на 15-й день более/равно 10%.

Достаточно одного из перечисленных критериев.

При оценке ответа на 15-й день терапии, если отмечалось расхождение в данных между уровнем МОБ и количеством бластов при цитологическом исследовании КМ, уровень МОБ считался превалирующим фактором.

Цитологические критерии ответа по КМ:

М1 – <5% бластов в КМ;
М2 – ³5–<25%;
М3 – ³25% и более.

Средний возраст пациентов составил 5,2 года (от 1 до 16 лет). Мальчики – 54 (46%), девочки – 63 (54%). Диагноз установлен с помощью стандартного морфологического, цитохимического анализа КМ и иммунофенотипирования методом проточной цитометрии.

В соответствии с критериями BFM в группу стандартного риска вошли 41 (35%), в группу среднего риска – 71 (60,7%) и в группу высокого риска – 5 (4,3%) пациентов (рис. 1).

Рис. 1. Инициальные группы риска больных ОЛЛ.

Fig. 1. Initial risk groups of patients with acute lymphoblastic leukemia (ALL).

После оценки ответа на кортикостероиды на 8-й день терапии группы риска поменялись: группа стандартного риска осталась без изменения – 41 (35%), группа среднего риска сократилась до 65 (55,6%) и в группу высокого риска вошли 11 (9,4%) пациентов (рис. 2).

Рис. 2. Распределение больных на группы риска в зависимости от ответа на 8-й день терапии.

Fig. 2. The distribution of patients into risk groups depending on response to therapy on the 8th day.

На 15-й день терапии оценка уровня МОБ проводилась в соответствии с критериями группы BFM (табл. 1), при этом МОБ-негативный статус определялся при числе бластных клеток в КМ<0,01% среди миелокариоцитов, а МОБ-позитивный статус, соответственно, при числе бластных клеток в КМ³более 0,01% – среди миелокариоцитов.

Таблица 1. Распределение больных ОЛЛ на группы риска в зависимости от уровня МОБ на 15-й день терапии Table 1. The distribution of patients with ALL into risk groups depending on the MRD levels on the 15th day of therapy.
Уровень МОБ, %	Стандартный риск		Средний риск		Высокий риск
Уровень МОБ, %	абс.	%	абс.	%	абс.	%
<0,1	26	66,7	25	39	3	33,4
0,1–10	12	30,8	30	46,9	6	66,6
≥10	1	2,6	9	14,1	0	0

Оценка МОБ на 15-й день проводилась у 113 (96,6%) из 117 пациентов, включенных в исследование (1 больной умер до достижения этого периода, у 3 пациентов уровень МОБ не определялся). Согласно критериям BFM для стратификации по группам риска достаточно определить МОБ в диапазоне от 0,1 до 10%.

В группе среднего риска 26 (66,7%) детей были с МОБ<0,1%; 12 (30,8%) – от 0,1 и до 10% и 1 (2,6%) пациент имел МОБ³10% и более. В группе высокого риска уровень МОБ<0,1% отмечался у 3 (33,4%) больных, от 0,1 до 10% – 6 (66,6%). В группе среднего риска 25 (39%) детей были с МОБ<0,1%; 30 (46,9%) – от 0,1 и до 10% и 9 (14,1%) пациентов имели МОБ³10% и более (табл. 1).

Всего 13 (11,5%) больных достигли МОБ-негативного статуса к 15-му дню лечения, у 100 (88,5%) пациентов определялся МОБ-позитивный статус (рис. 3).

Рис. 3. Распределение больных ОЛЛ по МОБ-статусу на 15-й день терапии.

Fig. 3. The distribution of patients with ALL according to the MRD status on the 15th day of therapy.

При оценке ответа на 15-й день терапии методом цитологического анализа пунктата КМ выявлено следующее: в группе стандартного риска ответ М1 зафиксирован у 36 (90%), у 4 (10%) – М2, M3-ответа не было. В группе среднего риска у 49 (75,4%) пациентов отмечен ответ М1, у 13 (20%) – М2 и у 3 (4,6%) – достигнут ответ М3. В группе высокого риска у 5 (45,5%) больных отмечен ответ M1, у 3 (27,3%) – М2 и 3 (27,3%) – М3 (табл. 2).

Таблица 2. Распределение больных ОЛЛ на группы риска в зависимости от цитологического ответа на 15-й день терапии Table 2. The distribution of patients with ALL into risk groups depending on the cytological response on the 15th day of therapy
Цитологический ответ (КМ)	Стандартный риск		Средний риск		Высокий риск
Цитологический ответ (КМ)	абс.	%	абс.	%	абс.	%
М1	36	90	49	75,4	5	45,5
М2	4	10	13	20	3	27,3
М3	0	0	3	4,6	3	27,3

Цитологический и иммунологический ответ по КМ на 15-й день терапии представлены в табл. 3.

Таблица 3. Соотношение цитологического ответа по КМ и МОБ-статуса Table 3. The ratio of the cytological response by the bone marrow (BM) and the MRD status
МОБ-статус	МОБ<0,1%		МОБ от 0,1 до 10%		МОБ>10%
М-ответ	абс.	%	абс.	%	абс.	%
M1	52	96	35	73	1	8,3
M2	2	4	11	23	7	58,4
M3	0	0	2	4	4	33,3

Следовательно, исходя из уровня МОБ нам удалось выявить 8 пациентов из группы стандартного риска с ответом М1 и уровнями МОБ от 0,1 до 10%, которые рестратифицированы в группу среднего риска. В группе среднего риска выделены 7 пациентов с ответом М2 и 1 больной с ответом М1, у которых уровень МОБ составлял 10% и более, эти 8 пациентов рестратифицированы в группу высокого риска (см. табл. 3.)

В результате больные на 15-й день терапии стратифицированы следующим образом: в группу стандартного риска вошли 25 (22%) пациентов, среднего риска – 70 (60%) и высокого риска – 21 (18%); рис. 4.

Рис. 4. Распределение пациентов ОЛЛ по группам риска на 15-й день терапии после стратификации, с учетом МОБ-статуса и цитологического ответа по КМ.

Fig. 4. The distribution of patients with ALL into risk groups on the 15th day of therapy after stratification, given the MRD status and cytological response by the BM.

При анализе общей (ОВ), бессобытийной (БСВ) и безрецидивной выживаемости (БРВ) больных с учетом их распределения по группам риска на 15-й день терапии оказалось, что БРВ, БСВ и ОВ для группы стандартного риска (СтР) составили 100%. Среди пациентов группы среднего риска (СрР) БСВ – 79,2±5,9% (медиана наблюдения 76,5±2,7 мес), БРВ – 80,4±5,8% (медиана наблюдения 78,2±2,3 мес); ОВ – 88,8±4,5% (медиана наблюдения 79,8±2,3 мес). У больных из группы высокого риска (ВР) 6-летняя БСВ – 64,6±12,1%, БРВ – 73,4±11,9%, ОВ – 78,2±9,8% (рис. 5–7).

Рис. 5. БСВ больных ОЛЛ в зависимости от ответа на 15-й день терапии.

Fig. 5. Event-free survival of patients with ALL depending on the response on the 15th day of therapy.

Рис. 6. БРВ больных ОЛЛ в зависимости от ответа на 15-й день терапии.

Fig. 6. The relapse-free survival of patients with ALL depending on the response on the 15th day of therapy.

Рис. 7. ОВ больных ОЛЛ в зависимости от ответа на 15-й день терапии.

Fig. 7. The overall survival of patients with ALL depending on the response on the 15th day of therapy.

Среди 117 пациентов, включенных в исследование, отмечено 13 (11,1%) случаев рецидива, из которых 1 (0,85%) очень ранний, 6 (5,12%) ранних и 6 (5,12%) поздних.

Отмечалось 11 (9,4%) летальных исходов, из которых 7 (5,9%) – смерть от прогрессирования ОЛЛ, 3 (2,6%) – инфекционные осложнения и 1 (0,85%) – вторая опухоль.

Заключение

Комплексный подход к стратификации больных ОЛЛ, основанный на морфоиммунологических данных КМ, позволяет оптимизировать выделение групп риска. Оценка МОБ, проводимая методом проточной цитометрии, дает возможность рестратификации больных на 15-й день лечения и выделения группы «истинно» стандартного риска, выживаемость которой достигла 100%. Все пациенты этой группы, получив менее токсичное лечение, соответственно, с меньшим количеством осложнений, живы без рецидива (время наблюдения – 55,04±2,8 мес). Так как малое число больных достигают МОБ-негативного статуса к 15-му дню терапии, предположительно, анализируя скорость и уровень снижения МОБ, в дальнейшем можно будет выделить группу «истинно» неблагоприятного риска, для которой необходимо значительное и раннее усиление терапии. Таким образом, определение МОБ при ОЛЛ позволяет более точно по сравнению с цитологическим методом охарактеризовать ответ на лечение и выбрать оптимальную по интенсивности тактику терапии.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Conflict of interests. The authors declare that there is not conflict of interests.