骨髄異形成症候群の新展開

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2013年5月8日から11日まで.ドイツ・ベルリンで第12回骨髄異形成症候群（MDS）国際シンポジウムが開催されました。 このシンポジウムは.骨髄異形成症候群（MDS）に関する研究成果を中心に.2年に一度開催されます。 このシンポジウムでは.世界中からMDS分野の専門家が集まり.この分野のトピック的な問題について議論しました。 同時に.MDSの生物学.診断.予後.治療に関する最新の研究成果も多数発表されました。 河南省癌病院血液内科 劉新建（リュウ シンジエン
MDSの発症・予後の分子機構とエピジェネティック治療の進展
MDS遺伝子変異
MDSは.血小板減少.骨髄系細胞の1つ以上の系統の異常発生（異形成）.造血不全.急性骨髄性白血病（AML）の発症リスク上昇を特徴とするクローン性造血幹細胞疾患群です。MDSの主な病態生理の要点は以下のとおりです。
(i)造血幹細胞由来のクローン性障害。
(ii) 顆粒球系.赤血球系および巨核球系の1つまたは複数の系統の異常発生。
(iii) 非効率的な造血。 MDSの臨床症状は.主に1系統以上の末梢血数の減少とそれに伴う徴候・症状であり.骨髄不全またはAMLの発症で疾患は終了する。
一塩基多型（SNP）マイクロアレイ技術や全ゲノムまたはエクソームシーケンスにより.MDSの発症に関わる約25〜30の変異が同定されています。 これまで同定されてきたがん遺伝子.転写因子コード化遺伝子に加え.新たにエピジェネティックレギュレーターコード化遺伝子とシェダー複合体タンパク質コード化遺伝子が関与する2つの大きなクラスの変異がそれぞれ同定されています。 これらの変異は.患者さんによって異なる組み合わせで共存していることがあります。 MDSとAMLではエピジェネティックレギュレーターをコードする遺伝子が明らかに重複しており.一方.RNAシア蛋白をコードする遺伝子の変異はMDSでより一般的である。
TET2遺伝子の変異は.MDS（25%）.AML（10%）.骨髄増殖性新生物（MPN.10-30%）.慢性顆粒球性白血病（CMML.50%）などの血液悪性腫瘍に広く認められます。TET2遺伝子にコードされるタンパク質は脱メチル化を誘導するが.このプロセスには鉄イオン（Fe2+）と.イソクエン酸デヒドロゲナーゼ（IDH）が触媒するイソクエン酸の酸化的脱炭酸の生成物であるα-ケトグルタル酸（α-KG）が関与しており.IDH1または2遺伝子に変異が存在するとTET2タンパク質の機能を阻害するため.TET2遺伝子とIDH1または2遺伝子における変異の多くは.この二つの変異が そのため.TET2遺伝子とIDH1または2遺伝子の変異は相互に排他的であることが多い。 TET2変異が有効な脱メチル化薬物療法と関連する可能性があることが研究で確認されています。 また.大規模コホート研究により.EZH2遺伝子変異がMDS患者の予後不良と関連することが明らかにされています。 剪断複合体タンパク質SF3B1.SRSF2.U2AF1.ZRSR2をコードする遺伝子が見つかったが.SF3B1の変異のみがこのサブタイプの主な原因遺伝子である環状鉄顆粒球減少性貧血と強く関連しており.この遺伝子に変異がある患者は予後が良好であることがわかった。
改訂版国際予後判定システム（IPSS-R)
MDSの国際予後判定システム（IPSS）は1997年に.WHO（世界保健機関）の病期判定基準（2001年）に基づくWHO予後判定システム（WPSS）は2005年に提唱されたものです。 近年.この2つのシステムにおける細胞遺伝学的予後分類は.以下のように改訂されました。
(i)非常に良い：11番染色体長腕の欠失[del(11q)].-です。
(ii) 良好：正常.der(1;7).del(5q).del[12 short arm (p)].del(20q).del(5q)を伴う異常2件。
(iii) 中等度：7q-.+8.i(17q).+19.その他の個別異常または2つの別個のクローン。
(iv) 不良：-7, inv(3)/t(3q)/del(3q), -7/7q-を含む異常が2個.異常が3個。
非常に悪い：異常が3つ以上ある。
WPSSは2011年に改訂され.赤血球輸血依存性かどうかを重症貧血（男性90g/L未満.女性80g/L未満）かどうかに変更した。2012年にはIPSS-Rが導入され.原始細胞が2％以下.2％以上5％未満.5％以上10％未満.10％以上30％で分類.核型予後のグループ分けは前述の5コンポーネントアプローチに基づいている.ヘマトクリットが洗練されている.などが特徴。 IPSS-Rの予後リスク分類は.超低リスク.低リスク.中間リスク.高リスク.超高リスクの5群に分けられ.生存期間中央値はそれぞれ6.8年.4.3年.2.3年.1.5年.0.9年.AML転換までの時間中央値は 到達していない.到達していない.それぞれ15.7年.4.8年.2.6年。
エピジェネティック治療
主な治療法としては.メチル化修飾により遺伝子発現を抑制するDNAメチル化.クロマチン構造を変化させることでDNAの転写活性に影響を与えるヒストン脱アセチル化があり.DNAおよび/またはヒストンのエピジェネティックな変化によって細胞分化に関わる遺伝子を「沈黙させ」.腫瘍の成長を抑制します。 「これらのエピジェネティックな変化は可逆的であり.DNAメチル化酵素阻害剤（例：decitabine）や脱アセチル化酵素阻害剤によって元に戻すことができるため.エピジェネティック治療法の研究がますます盛んに行われているのである。
エピジェネティックな異常は.MDSの発症と進化を支える主要な分子メカニズムの一つです。2010年には.DNAメチル化がMDS患者の生存と治療効果を予測することが示され.CpG island methylation phenotype（CIMP）を用いてメチル化の表現型を持つMDS患者を特定した研究では.CIMPの存在がMDS患者の予後不良と白血病転化のリスクと有意に関連していると報告されました。 ベースラインのメチル化レベルはdecitabine治療への反応と有意な関係はなく.メチル化の減少期間はより良い臨床転帰と関連していた。 また.中高リスクのMDS患者において.decitabineが無増悪生存期間（PFS）を有意に延長することが試験により示されています。 Journal of Clinical Oncology誌に掲載された最近の第II相臨床試験では.低リスクおよび中リスク-1のMDS患者を対象に.低用量Decitabineの皮下投与の有効性が評価されました。 本試験では.65名の患者を2群に分け.レジメンA（decitabine 20mg/m2を1.2.3日目に皮下投与.28日毎に1コース）とレジメンB（decitabine 20mg/m2を1.8.15.22日目に皮下投与.28日毎に1コース）を投与した。 追跡期間中央値は14.6カ月であった。 その結果.レジメンAでは67％.レジメンBでは59％の患者さんが赤血球や血小板の輸血依存から解放され.約70％の患者さんが500日まで生存することができました。
CMMLのエピジェネティック治療の進歩
CMML治療の現状
慢性肉芽腫性単球性白血病（CMML）は.骨髄増殖性新生物（MPN）と骨髄異形成症候群（MDS）の両方の特徴を兼ね備えているため.CMMLはMPN/MDS重複症候群と定義されています。 患者さんは.臨床症状.生存期間.日常的な血液検査など多様です。 現在.CMMLの治療は.MPNサブタイプのみを標的とした抗増殖薬に限定されています。 また.CMMLの20％～30％にクローン性細胞遺伝学的異常が認められるものの.これらの異常はCMMLに特異的ではなく.大多数の患者は正常な核型を呈しています。 また.最近の生物学的研究は.治療法の選択肢に有効な影響を及ぼしておらず.患者さんの効果的な寛解を得るためのより良い方法はありません。
エピジェネティック治療の進歩
第12回MDS国際シンポジウムで発表された最近の研究では.decitabineはCMML患者さんの治療に有効であり.完全寛解（CR）＋骨髄性完全寛解（mCR）率は最大で40.5％であることが示されています。 同時に.持続的な脱メチル化により.デシタビンの投与期間を長くすることで.患者さんの寛解率をさらに向上させることができます。 本試験では.CMML患者44名を対象に.decitabine（20mg/m2・d.5日間.28日ごと）を少なくとも6サイクル投与しました。 4サイクルおよび6サイクルの治療後.2006年国際ワーキンググループ（IWG）の基準に従って.患者さんの寛解を評価しました。 その結果.世界保健機関（WHO）の分類に従って評価された43人の患者のうち.27人がCMMLタイプI.16人がCMMLタイプIIであることが判明した。 患者さんの年齢中央値は71歳で.治療期間中央値は8サイクルでした。 このうち.4サイクル未満が11例.4〜6サイクルが17例.6サイクル以上が15例であり.CMML-I患者の81％が4サイクル以上の治療を受けていた。 4サイクルの治療後.CMML症例の14％がCR.18.6％がmCR.2.3％が部分寛解（PR）.34.9％が病勢安定（SD）となりました。 Decitabineを2サイクル継続投与した結果.CR率は16.2％に上昇.mCR率は24.3％に上昇.SD率は18.9％に低下し.CR＋mCR率は40.5％となりました。 Decitabine治療を中断した主な理由は.疾患の進行（35%）.死亡（23%）.薬物に対する毒性反応（7%）でした。 現在.7名（16.3％）の患者さんが治療中です。 評価対象となった43例のうち.重篤な感染症が7例.グレード3/4の心毒性および消化器毒性がそれぞれ1例ずつ認められ.6サイクル投与後に寛解に至った患者の寛解期間は9.7カ月でした。 この小規模なCMML患者のコホート研究からは.患者における疾患の寛解を予測しうる臨床的特徴や細胞遺伝学的変化は得られなかった。
CMML患者をデシタビンで治療するという判断は.2007年にCancer誌に掲載されたAribiらの論文で知ることができます。 この論文では.次のような場合にdecitabineを検討すべきであるとされています。
(i) 発熱.体重減少.脾臓腫大.白血球増加などのCMMLの臨床症状があり.その程度が重いこと。
(ii) 貧血.血小板減少.輸血依存症など.血球の減少が進行すること。
(iii) 皮膚障害.腎不全.肺症状など.臓器に関わる CMML。
(iv) 原始細胞数の増加.骨髄原始細胞が5％または10％以上に増加する。
CMML遺伝子変異に関連する試験
分子生物学的遺伝子異常はCMML患者の80％に認められ.最も一般的な変異はTET2（58％）.SRSF2（46％）.ASXL1（40％）である。 近年の研究により.RNAシア関連遺伝子の変異が骨髄系悪性腫瘍の発生に重要な役割を果たすことが明らかになっています。 SF3B1遺伝子の変異は.輪状鉄顆粒球（RS）を持つMDS患者に最も多く（75％～80％）見られる。 一方.SRSF2シア遺伝子の変異は.主にCMMLと関連しています。 SRSF2変異の頻度を評価するために第12回MDS国際シンポジウムで発表された別の中国の研究でも.SRSF2変異がCMML患者における優勢なシア変異であり.高齢および予後不良と関連していることが確認されました。 この研究では.20人のCMML患者を対象とし.ポリメラーゼ連鎖反応（PCR）と直接塩基配列決定を併用して突然変異を検出しました。 その結果.男性11名.女性9名.平均年齢62歳で.4名（20%）にSRSF2変異が認められましたが.SF3B1変異は認められませんでした。 さらに.研究者らは.decitabine が SRSF2 変異を有する患者の貧血および血小板減少症を緩和する可能性を示唆したが.より大規模なサンプルが必要であるとしている。
その他.CMMLに関連するいくつかの研究が第12回MDS国際シンポジウムで発表されました。 これらの研究の1つは.低リスクのCMML患者の診断と予後予測における一塩基多型（SNP）アレイの役割を評価したものである。 本研究は.SNPアレイが従来の細胞遺伝学的手法では検出できなかった染色体異常を検出できることを示したものである。 この方法を一連の患者さんに適用することで.CMMLの疾患特性をより深く理解することができるかもしれません。 さらに.別の研究では.TET2遺伝子に変異があるCMML患者では制御性T細胞（Treg）が有意に増加する可能性があることが分かっており.その意義はさらに検討される必要があります。 CMMLに関する研究が進めば.CMML治療の現状は徐々に改善されていくでしょう。
MDSのマウスモデルの確立と脱メチル化剤の有効性
MDSの分子遺伝学的変化とマウス動物モデルの確立
2008年に改訂された世界保健機関（WHO）の分類基準では.形態学的変化と原始細胞の割合に基づいて.MDSを次のように分類しています：単系統発生異常を伴う難治性血球減少症（RCUD）.鉄顆粒球輪状を伴う難治性貧血（RARS）.多分野発生異常を伴う難治性血球減少症（RCMD）.原始細胞の増殖を伴う難治性血球減少症1（RCRP）。 RAEB-1.始原細胞5％-9％）.始原細胞を伴う難治性血小板減少症（RAEB-2.始原細胞10％-19％）.単純5q-のMDS.MDS分類不能（MDS-U）などがあります。
近年の研究により.正常な造血幹細胞や前駆細胞に.遺伝性の体細胞変異やエピジェネティック異常（DNAメチル化.ヒストンアセチル化）が多発すると.細胞の自己複製や分化・成熟に異常をきたし.結果として.MDSやAMLの病因となる悪性造血幹細胞クローンを形成することがわかっています。 現在知られている分子イベントは.TET2.NRAS.KRAS.CBL.ETV6.EZH2.ASXL1.TP53.RUNX1.FLT3.MLL-FTD.WT1.SF3B1およびSRSF2などの転写因子.シグナル伝達経路.エピジェネティック修飾および幹細胞の微小環境に焦点が当てられている。
転写調節因子RUNX1の変異は.AMLおよびMDS患者においてより一般的であり（それぞれ13.1％と17.5％）.RUNX1遺伝子はRUNX1タンパク質をコードし.CBFβと結合してコア結合因子転写複合体を形成していくつかの造血関連遺伝子の発現を調節しています。 現在.RUNX1の変異は大きく2つに分類されています。
(i) RUNX1のN末端（共通変異RUNX1D171N）.主にRHD構造ドメインに発生し.RUNX1のDNAへの結合に影響を与えるもの。
MLL遺伝子異常は.MDSおよびMDS/AMLに共通するもう一つの遺伝子異常であり.MLLタンパク質はメチル基転移酵素活性に依存してクロマチン修飾を行い.関連遺伝子の発現を制御しています。 MLLが関与する染色体異常に加えて.別のタイプのMLL異常が主にMLL部分タンデム反復（MLL-PTD）として現れる。AML患者の7.5％がMLL-PTD.4.2％がMDSである。 研究により.MDS患者では疾患進行時にMLL-PTDとRUNX1の両方の変異が存在することが多く.原発性および二次性AMLでは共存する変異の割合がより高いことが示されています。 このことから.RUNX1変異とMLL-PTDが相乗的に作用して.MDSの発症とAMLへの転化を引き起こすという仮説が導き出された。
この仮説をさらに確かめるために.MLL-PTDノックイン（ノックイン）マウスの異なるRUNX1変異と組み合わせて.以下の3つのMDS/AMLの動物モデルを構築した。
(i) MLL-PTD/RUNX1-/-モデル。
(ii) MLL-PTD/RUNX1- D171N BMTモデル。
MLL-PTD/RUNX1- 291fs BMTモデルです。 まず.Mx1-Creを適用し.MLL-PTDノックインマウスのRUNX1アレルをノックアウトした。pIpC誘導の1ヵ月後.PTD/RUNX1-/-マウスは著しい血小板減少を示し.2-4ヵ月後には大球性貧血と白血球減少が確認された。 骨髄および末梢血の形態学的解析により.顆粒球系.赤血球系.巨核球系の異常発達という特徴的な変化が認められた。 PTD/RUNX1-/-マウスのほとんどは8カ月以内に死亡し.生存期間の中央値は149日であった。 次に.RUNX1D171NおよびRUNX1s291fsレトロウイルスプラスミドを構築し.野生型（WT）およびMLL-PTDノックインマウスの骨髄細胞に感染させて移植モデルマウスを樹立した。 移植マウスの骨髄には.巨赤芽球性貧血.血小板減少.形態異常に加えて.しばしば原始細胞の増加が見られ（特にMLL-PTD/RUNX1-291fs移植マウス）.連続骨髄移植により.MLL-PTD/RUNX1-291fs MDS疾患表現型は移植可能であるがAML化を起こさないことが確認されました。
脱メチル化剤の有効性
これまでの研究で.MDS患者ではいくつかの遺伝子が過剰にメチル化されていることが明らかになっており.その結果.米国食品医薬品局（FDA）はメチル化転移酵素阻害剤5-アザシチジンと5-アジド-2′-デオキシシチジン（デシタビン）をMDS治療のために承認しています。 後者は.DNA CpG アイランドのシトシンの異常な高メチル化を逆転させ.高メチル化により遺伝的に「沈黙」している腫瘍抑制遺伝子を再活性化させ.腫瘍抑制効果を発揮する。 臨床試験において.decitabineは中リスクおよび高リスクのMDSおよびMDS/AMLに有効であり.有効率は30%から73%であることが示されています。 Dot Blotアッセイを用いて.MLL-PTD/RUNX1-291fsを移植したマウスlin-Kit+造血幹細胞における5-mcおよび5-hmcの発現を調べたところ.コントロール群と比較して.5-mcの発現はMLL-PTD/RUNX1-291fs移植マウスlin-Kit+造血幹細胞で増加した が有意に増加したことから.そのDNAメチル化レベルが上昇したことが示唆された。 MLL-PTD/RUNX1-291fs移植ラットに低用量デシタビン（0.3 mg/kg.週2回皮下投与）を投与した場合の生存期間は.生理食塩水の対照ラットに比べて有意に長かった［（94.5 ± 6.4） days 対 （53.5±3.5） days.P＜0.001］。 MLL-PTD/RUNX1-291fsを移植したマウス骨髄細胞をin vitroで連続コロニー培養し.decitabine（0.5μM）で処理すると.decitabine処理群ではコロニー数が有意に減少し（34±7.7 vs 619±30.5.P<0.001）細胞の分化を促進したが.MDS初期細胞（MIC）ではdecitabine単独では効果は限定的であった。 しかし.MDS初期細胞（MIC）に対しては.decitabine単独では効果が限定的で.MIC数およびコロニー形成能を有意に減少させることができず.臨床的なdecitabine耐性のメカニズムが示唆されました。
結論として.MDSのモデルマウスの確立は.MDSの病態の研究に貢献するだけでなく.MDSの新しい治療戦略の実施に有用なツールを提供するものです。 また.低用量のdecitabine投与は.細胞分化を促進することによりMLL-PTD/RUNX1-291fs移植マウスの生存期間を延長することができますが.decitabine単独ではMICに対する効果は限定的で.MICを標的とした他の薬剤とさらに組み合わせることにより効果を高めることができると考えられます。 出典：China Medical Tribune