Submikroskopische Knochenmarkbeteiligung bei Kindern mit einem isoliert extramedullären Rezidiv der akuten lymphoblastischen Leukämie

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wurde in einer retrospektiven Studie erstmals systematisch das Vorhandensein von Leukämiezellen im Knochenmark (KM) zum Zeitpunkt der Rezidivdiagnose bei Kindern mit einem isoliert extramedullärem (IEM)-Rezidiv einer ALL mittels sensitiver Real-time quantitativer PCR (RQ- PCR) unterhalb der mikroskopischen Nachweisgrenze überprüft. Die Menge der quantifizierten Leukämiezellen (submikroskopische KM-Beteiligung) wurde erstmals mit der Prognose assoziiert. Eine submikroskopische KM-Beteiligung zum Zeitpunkt der Rezidivdiagnose konnte bei 72 % (46/64) der untersuchten Patienten nachgewiesen werden. Die Höhe der submikroskopischen KM-Beteiligung ist sehr variabel. Quantitative Werte zwischen 1E-04 und 2E-01 wurden ermittelt. Patienten mit einem ZNS-Rezidiv zeigen signifikant höhere submikroskopische KM-Beteiligungen als Patienten mit einem Testis-Rezidiv (p = 0,029). Ein Zusammenhang zwischen der submikroskopischen KM-Beteiligung und relevanten klinischen Parametern sowie der durchgeführten Therapien besteht nicht. Die submikroskopische KM-Beteiligung in der Gruppe der IEM-Rezidive hat sich als neuer prognostischer Marker herausgestellt. In der Gesamtgruppe der IEM-Rezidive ist die Wahrscheinlichkeit ein Folgerezidiv zu erleiden (pCumInc) bei Patienten mit einer submikroskopischen KM-Beteiligung < 1E-04 signifikant geringer als bei Patienten mit einer submikroskopischen KM-Beteiligung ≥ 1E-04 (pCumInc[< 1E-04] = 0,24 ± 0,01; pCumInc[≥ 1E-04] = 0,65 ± 0,01; p[Gray] = 0,012). Die Wahrscheinlichkeiten für ein ereignisfreies Überleben (pEFS) unterscheiden sich nicht signifikant. In den Subgruppen der IEM-ZNS-Rezidive und der sehr frühen und frühen Rezidive konnte die prognostische Bedeutung der submikroskopischen KM-Beteiligung besonders deutlich gezeigt werden. In der Subgruppe der IEM-ZNS-Rezidive beträgt die pEFS bei Patienten mit einer submikroskopischen KM-Beteiligung < 1E-04 63 % (SE ± 0,17) versus 11 % (SE ± 0,09) bei Patienten mit einer submikroskopischen KM-Beteiligung ≥ 1E-04 (p [Log-Rank] = 0,053). Die pCumInc eines Folgerezidivs beträgt in der Gruppe < 1E-04 13 % (SE ± 0,00) und in der Gruppe ≥ 1E-04 82 % (SE ± 0,02) (p[Gray] = 0,006). In der Subgruppe der sehr frühen und frühen IEM-Rezidive beträgt die pEFS bei Patienten mit einer submikroskopischen KM-Beteiligung < 1E-04 67 % (SE ± 0,14) versus 11 % (SE ± 0,09) bei Patienten mit einer submikroskopischen KM-Beteiligung ≥ 1E-04 (p[Log-Rank] = 0,016). Die pCumInc eines Folgerezidivs beträgt in der Gruppe < 1E-04 17 % (SE ± 0,12) und in der Gruppe ≥ 1E-04 85 % (SE ± 0,11) (p[Gray]= 0,015). Im Gegensatz dazu konnte die prognostische Bedeutung in der Subgruppe der IEM-Testis-Rezidive und der Subgruppe der späten Rezidive nicht nachgewiesen werden. Die multivariate Analyse, die die Faktoren Geschlecht, Alter bei Rezidivdiagnose, Immunphänotyp, Zeitpunkt und Ort des Rezidivs, submikroskopische KM-Beteiligung bei Rezidivdiagnose, Ersterkrankungstherapie, Rezidivtherapie und SZT einschließt, zeigt, dass neben der submikroskopischen KM-Beteiligung auch das Alter bei Rezidivdiagnose, der Immunphänotyp und der extramedulläre Ort des Rezidivs prognostische Faktoren sind. Die Studie zeigt, dass mit Hilfe der RQ-PCR eine sensitivere und genauere Diagnostik der KM-Beteiligung und damit der IEM- Rezidive möglich ist. Nach einer Bestätigung der prognostischen Bedeutung der neuen Nachweisgrenze von 1E-04 empfehlen wir über eine neue Definition der IEM-Rezidive nachzudenken. Die Quantifizierung der submikroskopischen KM- Beteiligung würde Rezidive mit extramedullärer Beteiligung in drei statt bisher zwei Gruppen einteilen: 1\. IEM-Rezidiv: extramedulläres Rezidiv mit einer KM-Beteiligung < 5 % und einer submikroskopischen KM-Beteiligung < 1E-04 2\. Extramedulläres Rezidiv mit submikroskopischen KM-Befall: extramedulläres Rezidiv mit einer KM-Beteiligung < 5 % und einer submikroskopischen KM- Beteiligung ≥ 1E-04 3\. Extramedulläres Rezidiv mit mikroskopischen KM-Befall: extramedulläres Rezidiv mit einer KM-Beteiligung ≥ 5 % Weiterhin liefern die Ergebnisse dieser Arbeit Hinweise zum besseren Verstehen der Biologie von ZNS- und Testis-Rezidiven sowie der unterschiedlichen Pathogenese von sehr frühen und frühen im Vergleich zu späten Rezidiven. Da IEM-Rezidive nur bei einem geringen Anteil von Patienten mit ALL-Rezidiv auftreten, wurde die Studie in einer internationalen Kooperation im Rahmen des Resistant Disease Committee of the International BFM-Study Group durchgeführt. Auf der Basis dieser ersten Daten wurden im vergangenen Jahr (2008) weitere internationale Kooperationspartner eingeladen, an einer großen prospektiven Studie teilzunehmen, die von Berlin aus koordiniert wird. Ziel ist es, die ersten Ergebnisse zu bestätigen und ausreichend hohe Patientenzahlen für Subgruppen- Analysen zu gewährleisten.

In this work, for the first time, the presence of leukemia cells in the bone marrow (BM) at relapse diagnosis in children with an isolated extramedullary (IEM) ALL relapse has been researched systemically by applying real-time quantitative PCR (RQ-PCR) in a retrospective study. For the first time, the amount of quantified leukemia cells (submicroscopic BM involvement) has been associated with the prognosis. A submicroscopic BM involvement at the time of relapse diagnosis was detected in 72 % (46/64) of the patients. The submicroscopic BM involvement is very heterogeneous. Quantitative values between 1E-04 and 2E-01 were measured. Patients with a CNS relapse showed significantly higher amounts of BM involvement than patients with a testis relapse (p = 0.029). There is no correlation between the submicroscopic BM involvement and relevant clinical parameters or applied therapies. The submicroscopic BM involvement represents a new prognostic marker for IEM relapses. For the overall group of IEM relapses, the probability to suffer a subsequent relapse (pCumInc) is significantly higher for patients with submicroscopic BM involvement < 1E-04 than for patients with submicroscopic BM involvement ≥ 1E-04 (pCumInc[< 1E 04] = 0.24 ± 0.01; pCumInc[≥ 1E-04] = 0.65 ± 0.01; p[Gray] = 0.012). The values of event-free survival (pEFS) do not differ significantly. For the subgroup of IEM CNS relapses and the subgroup of very early and early relapses, the submicroscopic BM involvement clearly showed a prognostic relevance. For the subgroup of IEM CNS relapses, pEFS is 63 % (SE ± 0.17) in patients with submicroscopic BM involvement < 1E-04 and 11 % (SE ± 0.09) in patients with submicroscopic BM involvement ≥ 1E-04 (p[Log-Rank] = 0.053). The pCumInc of a subsequent relapse is 13 % (SE ± 0.00) in the group < 1E-04 and 82 % (SE ± 0.02) in the group ≥ 1E-04 (p[Gray] = 0.006). In the subgroup of very early and early IEM relapses, pEFS is 67 % (SE ± 0.14) in patients with submicroscopic BM involvement < 1E-04 versus 11 % in patients with submicroscopic BM involvement ≥ 1E-04 (p[Log-Rank] = 0.016). The pCumInc of a subsequent relapse is 17 % (SE ± 0.12) in the group < 1E-04 and 85 % (SE ± 0.11) in the group ≥ 1E-04 (p[Gray]= 0,015). In contrast to this, we could not determine a prognostic relevance in the subgroup of IEM testis relapses or in the subgroup of late relapses. The multivariate analysis, which includes the parameters sex, age at relapse diagnosis, immunophenotype, time and location of the relapse, submicroscopic BM involvement at relapse diagnosis, initial therapy, relapse therapy, and SCT, shows that in addition to the submicroscopic BM involvement also immunophenotype and location of the extramedullary relapse represent prognostic factors. This study shows, that by means of RQ-PCR a more sensitive and more precise diagnostics of BM involvement and, thus, of IEM relapses can be reached. After confirming the prognostic relevance of the new detection limit of 1E-04, we suggest establishing a new definition of IEM relapses. By quantifying the submicroscopic BM involvement, relapses with extramedullary involvement would be classified into three groups in stead of two: 1\. IEM relapse: extramedullary relapse showing BM involvement < 5 % and submicroscopic BM involvement < 1E-04 2\. Extramedullary relapse with submicroscopic BM involvement: extramedullary relapse showing BM involvement < 5 % and submicroscopic BM involvement ≥ 1E-04 3\. Extramedullary relapse with microscopic BM involvement: extramedullary relapse showing BM involvement ≥ 5 % Additionally, this work contributes to the better understanding of the biology of CNS and testis relapses and the different pathogenesis of very early and early relapses and late relapses. As IEM relapses occur only in a small part of patients with ALL relapses, this study was carried out as an international cooperation in the context of the Resistant Disease Committee of the International BFM-Study Group. Based on these first results, additional international partners were requested to participate in a large prospective study, which will be coordinated from Berlin, in the last year (2008). This study aims at confirming our results and reaching patient numbers that are sufficient for advanced subgroup analysis.