BCR/ABL: from molecular mechanisms of leukemia induction to treatment of chronic myelogenous leukemia

Inhibitors of the BCR/ABL fusion protein

p210BCR/ABLの異常なチロシンキナーゼ活性がCMLの本質的な形質転換イベントであることが知られているため、このTK活性を阻害することを目的とした研究が開始された（Lugo et al.,

いくつかのチロシンキナーゼ阻害剤がCML細胞で評価されました(Boutin, 1994; Levitzki and Gazit, 1995)。 最初に試験されたのは、天然物から単離されたもので、例えば、抗生物質のヘルビマイシンA、ゲニステイン、エルブスタチンは、in vitroでp210BCR/ABL TK活性を阻害し、in vitroでBCR/ABL+細胞株の成長を阻害し、K562細胞株の赤血球分化を誘導する(Carlo-Stellaら、1996; Honmaら、1989, 1990; Kawadaら、1993; Okabeら、1992)。 その後、合成化合物であるチルホスチンが開発され、in vitroでp210BCR/ABL TK活性を阻害し、K562細胞株の赤血球分化とアポトーシスを誘導するAG957とAG568が同定された（Anafi et al.1993）。 さらに、AG957はCML初代細胞のβ1インテグリンを介した接着を回復させる（Bhatiaら、1998年）。 また、AG957は、CML前駆細胞に対して抗fas受容体との相乗的な抗増殖効果を示す（Carlo-Stellaら、1999年）。 しかし、BCR/ABL TK活性に対する特異性が低いことが、これらのTK阻害剤の大きな限界である。

STI571

1980年代後半、血小板由来成長因子受容体（PDGF-R）、C-kit、ABLチロシンキナーゼに対して特異的なチロシンキナーゼ阻害活性を有する2-フェニルアミノピリミジンであるSTI571（旧CGP57148、現在はグリベックまたはメシル酸イマチニブ）が同定された（Buchdunger et al, 1996; Druker and Lydon, 2000）。)

前臨床試験において、STI571は、白血病細胞の増殖を特異的に阻害し、BCR/ABL+細胞株のインターロイキン3（IL-3）依存性の成長と分化を回復することが示された。 CMLの骨髄性コロニー形成細胞の成長は、STI571によって強く阻害され、正常なコロニーの成長にはほとんど影響しない（Carrollら、1997年、Deiningerら、1997年、Drukerら、1996年、Gambacorti-Passeriniら、1997年）。 これは、増殖の阻害と、より少ない程度の細胞死によるものである(Holtz et al., 2002)。 BM細胞をSTI571で長期間培養した結果、CML前駆細胞に対する阻害効果が認められたが、正常細胞に対する毒性はほとんど認められなかった（Kasperら、1999年）。 しかし、Ph+のLTC-ICの30〜40%まではSTI571の処理に耐えられる(Holtz et al., 2002)。 さらに、STI571によるBCR/ABLキナーゼ活性の阻害は、細胞周期、細胞接着、細胞骨格形成の制御に関与する様々な遺伝子の転写修飾をもたらし（Deininger et al.2000）、少なくとも一部のPh+細胞のアポトーシス死につながる。 マウスを用いた研究では、BCR/ABL+細胞に対するSTI571のin vivo効果が示された。 しかし、32DBCR/ABL生成腫瘍を根絶するためには、STI571を継続的に投与する必要があった(le Coutre et al., 1999)。

STI571を用いた第I相臨床試験は、1998年6月に開始された（Drukerら、2001b）。 この試験は、IFN-α療法が無効であった慢性期CML患者54名を対象に、最大耐用量を確立するためにデザインされた用量漸増試験であった。 その結果は表1にまとめられています。 副作用は最小限で、用量制限のある毒性はありませんでした。

第I相臨床試験は、骨髄性およびリンパ性のブラストクライシスにあるCML患者と、再発または難治性のPh陽性ALL患者に拡大された。 患者はSTI571の300-1000mgの1日投与を受けている。 その結果は表2にまとめられている。 STI571は、CMLのブラストクライシスやPh陽性ALLに単剤で顕著な効果を示したが、反応は持続しない傾向にある(Druker et al, 2001a).

この第I相試験に続いて、1999年12月から2000年5月にかけて、大規模な国際第II相試験が行われた。 STI571の安全性と有効性を、インターフェロン不応性およびインターフェロン不耐性のPh陽性CML患者、加速期CML患者、骨髄芽球症のCML、Ph陽性ALL患者を対象に評価した（Kantarjian et al., 2002; Sawyers et al., 2000; Talpaz et al., 2002）。) この研究では、6〜9ヶ月の期間に6カ国27施設で1000人以上の患者を登録しました。 その結果を表3にまとめました。 この試験では、第I相で見られた結果が確認され、STI572の米国食品医薬品局（FDA）への早期承認の根拠となりました。

それ以降も。

その後、新たに診断された患者を対象に、STI571とインターフェロンおよびシタラビンを比較する第III相無作為化試験が開始され、6カ月間で1000人以上の患者が登録され、データ収集が続けられている。

臨床的には、STI571に初期反応を示した後に再発した患者の大部分は、BCR/ABLキナーゼが再活性化している（Gorre et al, 2001). STI571に耐性のあるマウスやヒトのBCR/ABL陽性細胞株を用いたin vitroの研究では、STI571に対する耐性のメカニズムとしてBCR/ABL遺伝子の増幅と過剰発現が頻繁に起こることが示されている(le Coutre et al., 2000; Mahon et al., 2000)。 また、多剤耐性（MDR）遺伝子の産物であるPgp糖タンパク質の過剰発現も、耐性表現型に寄与している可能性がある。 初期治療後に再発した患者の約3分の1は、BCR/ABLの増幅が見られます（Gorre et al. 興味深いことに、これらの患者の半数は、ABLキナーゼドメインに点変異が生じており、STI571に対する感受性が低下している（Bartheら、2001年、Gorreら、2001年、Hochhausら、2001年）。 点変異のうち少なくとも1つは、ABLキナーゼとSTI571の間の接触部位と予測される場所にある（Gorre et al.2001）。 いくつかの点変異は接触点に隣接する残基にあり、他の点変異はキナーゼ活性化ループにある（Bartheら、2001年、Gorreら、2001年、Hochhausら、2001年）。

STI571によるABL、PDGF受容体、c-kit受容体のキナーゼ活性の阻害は、正常な細胞機能を阻害する可能性がある。

STI571によるABL、PDGF受容体、c-kit受容体のキナーゼ活性の阻害は、正常な細胞機能を阻害する可能性があるが、STI571の臨床試験で観察された副作用の程度はごくわずかであることから、正常なABL、PDGF、c-kitキナーゼの抑制を代替経路が補っている可能性がある。 1996年、Gogaら、1995年、Mandanasら、1993年、Pendergastら、1993年、Puilら、1994年、Sanchez-Garcia and Martin-Zanca、1997年、Sawyersら、1995年、Senechalら、1996年）。) ドミナントネガティブなRASの発現、Grb2アダプタータンパク質の機能の遮断、またはp21Rasに対するアンチセンスオリゴヌクレオチドとのインキュベーションによるRASシグナルの阻害は、いくつかの細胞株モデルにおいてBCR/ABLの形質転換を阻止する（Gishizkyら、1995年、Sawyersら、1995年、Sakaiら、1994年、Skorskiら、1994a）。 Rasの機能は、Rasに炭素数15のファルネシル基が付加されることによる細胞膜下での適切な局在化に依存しており、この反応はファルネシルプロテイントランスフェラーゼ(FPT)酵素によって触媒される(Gutierrezら、1989年、Hancockら、1989年、Longら、2001年、Reissら、1990年、Stokoeら、1994年)。 ファルネシルプロテイントランスフェラーゼ阻害剤（FTI）は、発癌性RasシグナルおよびRas依存性の細胞形質転換を特異的に阻害するように設計された薬剤の一群である（Gibbsら、1994年）。 FTIはRasのプレニル化を阻害し、適切な細胞内局在化がなければ、Rasはもはや癌化しない（Katoら、1992年）。 いくつかの研究では、FTIの強力な抗腫瘍活性がin vitroではRasを形質転換したマウスおよびヒトの癌細胞に対して、in vivoではトランスジェニックマウスおよび異種移植マウスモデルにおけるRas特異的な腫瘍形成に対して証明されている（End, 1999; Gibbsら, 1997; Kohlら, 1993, 1994; Nagasuら, 1995; Rowinskyら, 1999）。 しかし、FTIは変異型Rasを持たない形質転換細胞の成長も阻害することが報告されており、他のメカニズムも関与していることが示唆されている(Liu et al., 1998; Sepp-Lorenzino et al., 1995)。 例えば、FTIの阻害量の存在下では、いくつかのタンパク質基質がゲラニル-ゲラニルプロテイントランスフェラーゼによって代替的にプレニル化される。 代替的にプレニル化された形のRhoBは、形質転換細胞に対して抗増殖効果を発揮する（Lebowitzら、1997年、LebowitzとPrendergast、1998年）。 後者が、FTIの細胞増殖に対する効果の原因と考えられる。 FTIは、ALLおよび若年性慢性骨髄性白血病細胞（JCML）のin vitro増殖を阻害するという、心強い予備的研究が報告されている（Emanuelら、2000年）。 難治性および再発性の急性白血病の成人35名を対象に、FTIであるR115777の第I相用量漸増試験が実施された（Karpら、2001年）。 評価対象となった34名の患者のうち29％に臨床効果が認められ、うち2名が完全寛解しました。

さらに、経口FTIであるSCH66336は、ソフトアガーコロニー形成を強力に阻害し、増殖を遅らせ、BCR/ABL+細胞株をアポトーシス刺激に感作させた（Petersら、2001年）。 BCR/ABL誘発白血病のマウスにSCH66336を投与すると、生存期間が4週間（無治療）から1年以上に延長した。 しかし、SCH66336の投与を中止すると、動物は白血病を発症した。 SCH66336の初代CML細胞のコロニー形成を阻害する能力も示された（Petersら、2001年）。 これらの結果は、FTI化合物がBCR/ABLで形質転換された造血細胞に対して単剤で非常に有効であることを示しており、FTIがBCR/ABLで誘導された白血病の臨床治療薬として期待されている。 また、別の研究では、P190トランスジェニックマウスを用いたBCR/ABL陽性の急性リンパ性白血病に対するSCH66336の有効性が報告されている（Reichert et al.

プロテアソーム阻害剤

プロテアソームは、すべての真核細胞に存在する多触媒プロテアーゼであり、細胞のタンパク質分解経路の主要構成要素を構成している。 プロテアソームは、制御タンパク質を分解することにより（Anら、2000年、Dietrichら、1996年、Paganoら、1995年、Wuら、2000年）、細胞周期の進行やアポトーシスを含む多くの細胞プロセスの活性化または抑制の鍵となっている（Adamsら、1999年、Imajoh-Ohmiら、1995年）。 In vitroおよびマウス異種移植試験では、膵臓癌、前立腺癌、大腸癌、骨髄腫、慢性リンパ性白血病などの様々な種類の腫瘍において、プロテアソーム阻害剤の抗腫瘍活性が示されている（Adams, 2002; Hideshima et al, 2001; Shah et al. いくつかの研究では、プロテアソームがBCR/ABLの機能の制御に役割を果たしているのではないかという仮説が検討されている。 トリペプチドアルデヒド、ラクタシスチン、PSIなどのプロテアソーム阻害剤の効果を、さまざまなヒト白血病細胞株で調べた。 プロテアソームを阻害すると、多くの骨髄系細胞株でアポトーシス死が増加し、細胞毒性薬剤の効果が増強される（Douら、1999年、Drexler、1997年、Shinoharaら、1996年、Soligoら、2001年）。 このプロセスには、カスパーゼの活性化、Bcl-2ファミリータンパク質の発現の乱れ、p210BCR/ABLの発現低下が含まれる。 興味深いことに、プロテアソーム阻害剤は、まずp210BCR/ABLチロシンキナーゼ活性のレベルを低下させ、続いてK562細胞のアポトーシス死プログラムを活性化させる（Soligo et al. これらの結果は、プロテアソーム阻害剤によるBCR/ABL機能の不活性化が、白血病細胞株におけるアポトーシスの誘導に必須であることを示唆している。 初代細胞では、PSIに対する感受性は、CMLのCD34+前駆細胞が通常の前駆細胞に比べて3倍高い。 形質転換した細胞がプロテアソームの遮断に対して正常な細胞よりも感受性が高いという観察結果は、正常な細胞と比較して白血病細胞で報告されている（Adams, 2002）。 このような感受性の違いの正確なメカニズムは完全には解明されていないが、プロテアソームの阻害は、悪性細胞の増殖を可能にし、アポトーシスを抑制する変化の一部を逆転させる可能性がある。 プロテアソーム阻害剤であるPS-341は、プロテアソーム阻害剤としては初めてヒトでの臨床試験が開始された。 PS-341は、血液悪性腫瘍および固形癌を対象とした6つの第I相臨床試験が完了し、または進行中である（Papandreouら、2001；Stinchcombeら、2000）。

免疫調節 については、簡単にしか説明しませんが、最近発表された優れたレビュー（Apperley et al,

同種幹細胞移植(SCT)後に再発したCML患者にドナーのリンパ球を注入すると、長期的な寛解率が有意に上昇します(Kolbら、1995年)。 メカニズムは完全には解明されていませんが、免疫調節細胞が白血病の前駆細胞や幹細胞を特異的に排除できることを証明しています。 この治療法に伴うGVHDは、この治療法の大きな制限を構成している。 しかし、ドナーのCD8+ Tリンパ球を選択的に枯渇させたり、ドナーのTリンパ球に単純ヘルペスのチミジンキナーゼ遺伝子を導入したりすることで、臨床家はGVHDを制御できる可能性がある（Ackermanら、1978年、Barrettら、1998年、Giraltら、1995年、Nimerら、1994年、Tiberghienら、1994年）。 CML患者からの宿主白血病細胞または抗原提示白血病樹状細胞とのドナーリンパ球の共培養は、CML前駆細胞に対して特異的に反応するCTLを生成および拡大するために行うことができる（Choudhuryら、1997年、Faberら、1995年、Falkenburgら、1993年、JiangおよびBarrett、1995年、Molldremら、1997年、Warrenら、1998年）ex vivo。 CMLワクチンの開発は、もう一つの価値あるアプローチです。 この治療法では、BCR/ABL特異的なペプチドをMHC分子上に発現させて、白血病特異的なCTL反応を起こします。 いくつかの研究では、特異的な免疫反応の発現が示されています。 このようなワクチンがCMLを効果的に治療するのに十分であるかどうかはまだわかりません（Bocchiaら、1995年、1996年、Boschら、1996年、Pinilla-Ibarzら、2000a、ten Boschら、1999年）。

同種SCT後に低用量または中用量のIL2を投与したり、再注入前に自己のNK細胞をIL2でex vivoで増殖させたりすると、CML患者のNK細胞の数が増えて活性化され、最小残存病変の除去に役立つ可能性があります（Robinsonら、1996年、Soifferら、1994年、Veyら、1999年）。