Analyse der minimalen Resterkrankung bei Kindern mit Leukämie

Background: Kinder, die an einer akuten lymphoblastischen Leukämie (ALL) erkrankt sind, können mit derzeitigen Therapieprotokollen in ungefähr 70% geheilt werden. Fast alle dieser Kinder (>95%) erreichen zytomorphologisch eine komplette Remission nach Induktionstherapie. Dennoch erleiden ca. 30% dieser Kinder einen Rückfall ihrer Erkrankung. Bei nur wenigen Kindern kann bei Diagnose das Risiko für einen Rückfall vorhergesagt werden. Entsprechend dieser Tatsache werden die Kinder in Risikogruppen, die durch klinische Kriterien bei Diagnose definiert sind, eingestuft und behandelt. Das in vivo Ansprechen auf Chemotherapie stellt einen guten Parameter für die Prognose des Krankheitsverlaufs dar. Da jedoch die Nachweisgrenze leukämischer Zellen mit zytomorphologischen Methoden bei 5% liegt, wurden empfindlichere Methoden, mit denen eine Leukämiezelle unter 10.000 bis 100.000 normalen Zellen nachgewiesen werden kann, entwickelt. Das Vorhandensein von Leukämiezellen unterhalb von 5% wird als "minimal residual disease" (MRD) bezeichnet. Wir haben in einer internationalen MRD Studie, in der wir prospektiv Kinder mit ALL, die nach einheitlichen Therapieprotokollen (BFM ALL) behandelt worden waren gezeigt, daß das Vorhandensein von MRD einen unabhängigen prognostischen Parameter darstellt. Wir konnten drei Risikogruppen identifizieren, die durch die kombinierte Information von zwei Zeitpunkten (nach Induktionstherapie und vor Intervalltherapie) definiert sind: 1. eine niedrige Risikogruppe mit 2% Rückfallrisiko (43% aller Kinder mit ALL), 2. eine mittlere Risikogruppe mit einem Rückfallrisiko von 25-30% (43% aller Patienten) und 3. eine Hochrisiko Gruppe mit 75% Rückfallrisiko (14% der Kinder). Studienziele: 1. Wir wollen untersuchen, ob die Kinder in der nächsten Therapiestudie (BFM ALL 99) von der Therapieadaptierung entsprechend der MRD Ergebnisse profitieren. Die low-risk Gruppe soll weniger Behandlung erhalten als in der vorangegangenen Studie (BFM ALL 90), Kinder in der mittleren Risikogruppe sollen eine andere Re-Intensivierung erhalten, und high-risk Patienten sollen nach einem neuenTherapieregime behandelt werden. Diese Therapien sollen in einer randomisierten Form geprüft werden. 2. Wir werden den Wert einer zusätzlichen Knochenmarkuntersuchung zwischen den zwei, für die künftige MRD Studie angesetzten Zeitpunkten, untersuchen. In der - auf MRD-basierenden - mittleren Risikogruppe treten mit 25- 30% die meisten "nicht vorhersehbaren" Rezidive auf, die auch zahlenmäßig den Hauptanteil aller Rezidive darstellen. 3. Wir haben aus der vorangegengenen MRD Studie den Schluß gezogen, daß für eine zuverlässige MRD Analyse zwei unabhängige Antigenrezeptor Genrearrangements als Targets erforderlich sind. Wir müssen daher unser Repertoire um die Rearrangements der schweren Ketten der Immunglobulingene erweitern. Dafür werden wir zwei etablierte Methoden (FR1 und FR3 PCR) mit unserer neu entwickelten touch-down FR3 PCR für diese Anwendung evaluieren. Die bestehende Kollaboration mit den Labors von CR. Bartram (D) und A. Biondi (I) wird auch in dieser Studie von uns fortgeführt. Die Korrelation der MRD Ergebnisse mit den klinischen Daten soll wie bisher mit Unterstützung der Studienzentrale der internationalen BFM Gruppen (M. Schrappe) in Hannover erfolgen. Patienten und Methoden: In Österreich kann mit ca. 50 Kindern mit neu diagnostizierter ALL pro Jahr gerechnet werden. Die mitarbeitenden Ärzte haben in der vorangegangenen MRD Studie ihre Fähigkeit zur Zusammenarbeit bestens unter Beweis gestellt (95% komplette Einsendungen). Für den Nachweis der MRD werden wir die leukämie-spezifischen Verbindungsregionen von zwei Antigen-Rezeptor-Gen-Rearrangements für die Synthese von Gensonden verwenden, die dann für den Nachweis der MRD in der Dot-blot Analyse oder in der Klon- spezifischen PCR eingesetzt werden. Voraussetzungen für die Anwendung zur MRD Analyse ist eine hohe Spezifität und eine Sensitivität von mindestens einer Leukämiezelle unter 10.000 normalen Zellen.

Background: Kinder, die an einer akuten lymphoblastischen Leukämie (ALL) erkrankt sind, können mit derzeitigen Therapieprotokollen in ungefähr 75% geheilt werden. Bisherige Studien über den Nachweis von "minimal residual disease" (MRD) - das ist der Nachweis von leukämischen Zellen unterhalb des morphologischen Bereiches von 5% - konnten zeigen, daß die Menge an MRD während der ersten Therapiemonate mit der Prognose dieser Kinder korreliert. Studienziele: 1. Wir wollen untersuchen, ob die Kinder in der nächsten Therapiestudie (BFM ALL 99/2000) von der Therapieadaptierung entsprechend der MRD Ergebnisse profitieren werden. In einer randomisierten Studie soll geprüft werden, ob das Rezidivrisiko bei Kindern a) mit einem geringen Rückfallrisiko mit weniger Chemotherapie ident ist, b) in der mittleren Risikogruppe reduziert werden kann, wenn sie eine andere Re-Intensivierung erhalten, und c) mit einem hohen Risiko gesenkt werden kann, wenn sie mit einem neuen Therpieregime behandelt werden. 2. Wir werden den Wert zweier zusätzlicher Knochenmarkuntersuchungen an den Tagen 15 und 52 der Therapie untersuchen. Der erste Zeitpunkt ist für ein frühes Therapieansprechen wichtig, der zweite zur Differenzierung der Kinder in der - auf MRD-basierenden - mittleren Risikogruppe, die mit 25-30% die meisten "nicht vorhersehbaren" Rezidive aufweisen, und die auch zahlenmäßig den Hauptanteil aller Rezidive darstellen. Methoden: Um den Anforderungen einer klinischen Studie gerecht zu werden, haben wir die MRD-Technik auf eine quantitative Messung (Taqman Technologie) umgestellt und als zusätzliches Target für die Untersuchung die Genumlagerungen der schweren Ketten der Immunglobuline etabliert. Ergebnisse: Wir haben in dieser internationalen Zusammenarbeit an nunmehr ca 1000 Kindern gezeigt, daß es in 80% möglich ist, die Therapie nach der MRD-Bestimmung durchzuführen. Dadurch wird eine Individualisierung der Therapie angestrebt, die einerseits zu einer Reduktion der Chemotherapie und somit an Toxizität und möglichen Spätfolgen bei Kindern mit niedrigem Risiko führen soll, andererseits können die intensiveren Therapien oder auch innovative Therapieansätze für jene Patienten reserviert bleiben, die das höchste Risiko für einen Rückfall haben. Letztere sollen somit eine höhere Heilungschance bekommen. Weiters konnten wir durch Studien an Patienten mit verschiedenen Untergruppen von Leukämien ein Linien-spezifisches (B- versus T-Linien ALL)Verhalten zeigen. Einblicke in das biologische Verhalten konnte durch Bestimmungen und Analysen der Leukemieklon-spezifischen Immunrezeptorgenumlagerungen gewonnen werden.