Methotrexate in the treatment of osteosarcoma in children and adolescents: the experience of the musculoskeletal sarcoma research group of the Dmitry Rogachev National Medical Research Center of Pediatric Hematology, Oncology and Immunology


Cite item

Full Text

Abstract

High-dose methotrexate (MTX) is one of the key components of multimodal therapy for children and adolescents with osteosarcoma (OS). This study aimed to evaluate the prognostic significance of peak plasma concentrations of MTX (12 g/m²) at the end of the 4-hour infusion in newly diagnosed OS patients under 18 years of age who received comprehensive treatment at Dmitry Rogachev National Medical Research Center of Pediatric Hematology, Oncology and Immunology of Ministry of Healthcare of the Russian Federation. We analyzed a total of 1,195 MTX concentration measurements in 136 patients with localized and metastatic OS. The mean peak plasma concentration was 1249 ± 337 μmol/L. Significantly higher mean peak MTX concentrations were observed in the patients demonstrating a good histological response to neoadjuvant chemotherapy (1274 μmol/L vs. 1154 μmol/L; p = 0.0056), as well as in those with localized disease compared to the patients with metastatic OS (1280 μmol/L vs. 1180 μmol/L; p = 0.0131). Survival analysis revealed higher 5-year event-free survival rates among the patients with mean peak MTX concentrations ≥1500 μmol/L (79.4% vs. 53.8%; p = 0.044). No statistically significant difference in overall survival was observed depending on peak MTX concentrations. The study was approved by the Independent Ethics Committee and the Scientific Council of the Dmitry Rogachev National Medical Research Center of Pediatric Hematology, Oncology and Immunology of Ministry of Healthcare of the Russian Federation.

Full Text

Остеосаркома (ОС) представляет собой первичную злокачественную опухоль костей, которая развивается из примитивных мезенхимальных стволовых клеток, продуцирующих патологический остеоид [1]. ОС является самой частой первичной злокачественной опухолью костей среди пациентов детского и подросткового возраста, на ее долю приходится до 56% случаев всех злокачественных новообразований костей у детей [2]. Заболеваемость ОС составляет 4,8 случая на 1 млн детского населения, среди пациентов в возрасте от 15 до 19 лет данный показатель возрастает до 9 случаев на 1 млн детского населения [2, 3].

ОС характеризуется локально агрессивным ростом и быстрой гематогенной диссеминацией, в связи с чем уже на момент диагностики до 25% пациентов имеют отдаленные метастазы. С точки зрения распространенности заболевания говорят о локализованной и метастатической формах ОС. В 85% случаев отмечается метастатическое поражение легких, на 2-м месте по частоте метастазирования находятся кости, метастазы в лимфатические узлы наблюдаются крайне редко [4].

В настоящий момент стандартом лечения детей и подростков с установленным диагнозом ОС является проведение специфической терапии в составе курсов MAP (доксорубицин, цисплатин, метотрексат (МТХ)) в неои адъювантном режимах в комбинации с оперативными этапами лечения, направленными на достижение хирургической ремиссии [5, 6]. При этом показатели 5-летней бессобытийной выживаемости (БСВ) для пациентов с локализованной и метастатической формами ОС не превышают 76 и 40% соответственно [7].

Несмотря на использование МТХ в терапии пациентов с ОС на протяжении более 40 лет, остается нерешенным вопрос о его оптимальном режиме введения, а именно дозе препарата и времени его экспозиции, а также необходимой концентрации в плазме крови, обладающей достаточной эффективностью.

Впервые исследование фармакокинетики МТХ среди детей и подростков разного возраста было проведено N. Delepine, после чего появились данные о необходимости достижения концентрации МТХ 1000 мкмоль/л в конце инфузии для достижения системного контроля над заболеванием [8, 9]. Позднее эти данные были подтверждены в работе N. Graf по результатам исследования 198 пациентов, получавших специфическую терапию в соответствии с протоколами COSS-80, -82, -86 [10].

Количество работ, посвященных роли пиковых концентраций МТХ в терапии пациентов с ОС, на сегодняшний день крайне ограниченно, а их результаты крайне противоречивы ввиду небольшого числа пациентов в исследуемых группах и разнородности схем лечения между исследованиями.

В 2012 г. на базе НМИЦ ДГОИ им. Дмитрия Рогачева работает научно-клиническая группа по исследованию сарком опорно-двигательного аппарата у детей и подростков. В основе функционирования группы заложен принцип мультидисциплинарного подхода в лечении детей и подростков со злокачественными новообразованиями костей и мягких тканей, что позволяет координировать этапы терапии (химиотерапия, хирургическое лечение, лучевая терапия), а также оптимизировать лечение пациентов на территории Российской Федерации.

В настоящей работе представлены результаты исследования пиковых концентраций МТХ у детей и подростков с ОС, получавших специфическую терапию в условиях НМИЦ ДГОИ им. Дмитрия Рогачева.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Данное исследование одобрено независимым этическим комитетом и утверждено решением ученого совета ФГБУ «НМИЦ ДГОИ им. Дмитрия Рогачева» Минздрава России.

Пациенты

В исследование были включены пациенты в соответствии со следующими критериями:

  • первичные больные с диагнозом ОС высокой степени злокачественности;
  • диагноз подтвержден в патологоанатомическом отделении НМИЦ ДГОИ им. Дмитрия Рогачева;
  • период регистрации в исследовании с 01.01.2012 по 31.12.2023;
  • возраст пациента на момент постановки диагноза <18 лет;
  • наличие подписанного информированного согласия пациента и/или его законного представителя на проведение специфической терапии и хирургических вмешательств;
  • наличие данных о пиковых концентрациях МТХ, измеренных в условиях НМИЦ ДГОИ им. Дмитрия Рогачева;
  • у пациента возможно достижение хирургической ремиссии.

Диагностика

Диагностика ОС включала в себя гистологическую верификацию диагноза с оценкой гистологического типа и степени дифференцировки опухоли. В целях оценки распространенности опухолевого процесса проводилось комплексное обследование пациентов в объеме магнитно-резонансной томографии области первичного очага с контрастным усилением, компьютерной томографии (КТ) органов грудной клетки с контрастным усилением, сцинтиграфии костей скелета с Тс99. Стадирование пациентов проводилось в соответствии с классификацией AJCC 8-го пересмотра [11].

После выполнения резекции опухоли проводилась оценка ответа на неоадъювантную полихимиотерапию в соответствии с классификацией А. Huvos: хороший ответ или III и IV степени терапевтического патоморфоза предусматривают наличие не более 10% витальных опухолевых клеток или тотальный некроз опухоли соответственно; плохой ответ констатировался среди пациентов, у которых степень некроза опухоли не превышала 50 и 90% (I и II степени терапевтического патоморфоза соответственно) [12].

Ремиссия заболевания оценивалась на основании результатов контрольного обследования, проведенного после окончания специфической терапии в объеме КТ первичного очага и органов грудной клетки с контрастным усилением, и расценивалась как отсутствие признаков локального или отдаленного опухолевого поражения.

Терапия и оценка уровня метотрексата

Все пациенты с подтвержденным диагнозом ОС высокой степени злокачественности получали комплексное лечение, включающее в себя неоадъювантную химиотерапию по схеме МAP, резекцию всех определяющихся очагов (первичного и при наличии – метастатических) и адъювантную химиотерапию по схеме MAP, что соответствует схеме лечения, описанной в международном протоколе EURAMOS-1 (рисунок 1).

 

Рисунок 1

Схема лечения пациентов с ОС

АР – доксорубицин (75 мг/м2 48-часовой инфузией), цисплатин (120 мг/м2 72-часовой инфузией); М – метотрексат (12 г/м2); S – хирургический этап лечения; А – доксорубицин (75 мг/м2 48-часовой инфузией)

Figure 1

Treatment regimen for patients with osteosarcoma (OS)

АР – doxorubicin (75 mg/m2 given as a 48-hour infusion), cisplatin (120 mg/m2 given as a 72-hour infusion); М – methotrexate (12 g/m2); S – surgical treatment; А – doxorubicin (75 mg/m2 given as a 48-hour infusion)

 

Измерения пиковой концентрации МТХ в плазме крови проводились путем забора крови из центрального венозного катетера за 15 мин до окончания 4-часовой инфузии (12 г/м2). Все измерения выполнены на анализаторе ARCHITECT (Abbott Laboratories).

Статистический анализ

Результаты лечения пациентов с ОС оценивались по числу пациентов, у которых была достигнута ремиссия по основному заболеванию или констатированы прогрессия заболевания на фоне терапии или рецидив заболевания, а также по показателям БСВ и общей выживаемости (ОВ), рассчитанным по методу Каплана–Майера. Статистические различия в выживаемости рассчитывались с помощью критерия log-rank.

Выживаемость рассчитывалась от даты диагностики ОС до даты наступления неблагоприятного события или даты последнего контакта с пациентом. Для БСВ такими событиями считались:

  • рецидив заболевания, локальный и/или метастатический, диагностированный у пациента при возникновении признаков опухоли после достижения хирургической ремиссии;
  • прогрессия заболевания, определяемая как увеличение размеров первичного очага и/или появление метастатических очагов до наступления хирургической ремиссии заболевания;
  • ранняя смерть;
  • смерть в ремиссии;
  • потеря из-под наблюдения;
  • вторая опухоль.

Для ОВ событиями считались смерть от любой причины и потеря из-под наблюдения.

Кумулятивный риск развития рецидива (КРР) рассчитывался с помощью метода конкурирующих рисков, статистические различия определялись с использованием критерия Grey.

Уровень концентрации MTX в плазме крови определялся как среднее значение всех измерений у пациента. Концентрации МТХ в группах пациентов характеризовали такие параметры, как минимум, медиана, максимум (min–mediana–max) средних значений всех измерений у одного пациента. Статистические различия в группах рассчитывались с помощью критерия Манна–Уитни.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В период с 01.01.2012 по 31.12.2023 в условиях НМИЦ ДГОИ им. Дмитрия Рогачева зарегистрировано 486 случаев ОС (таблица 1). Измерение пиковой концентрации МТХ проведено у 152 пациентов, получавших специфическую терапию полностью или ее часть в условиях НМИЦ ДГОИ им. Дмитрия Рогачева. В анализ вошли 136 пациентов, у которых было возможным достижение хирургической ремиссии.

 

Таблица 1

Критерии включения пациентов в исследование

Table 1

Patient inclusion criteria for the study

Параметр

Parameter

n

Всего

Total number of patients

486

Лечение в клинике, не входящей в исследование

Treatment at a non-participating clinic

109

Нарушение протокола без медицинских аргументов

Protocol violation without medical justification

7

Отказ от лечения со стороны родителей

Parental refusal of treatment

1

Тяжелое фоновое заболевание

Severe underlying condition

1

Пациенты исследования:

Study patients:

есть данные по пиковым концентрациям

data on peak concentrations are available

возможно достижение хирургической ремиссии

surgical remission is achievable

368

 

152

 

136

 

Инициальная характеристика пациентов представлена в таблице 2.

 

Таблица 2

Инициальная характеристика пациентов и концентрации МТХ

Table 2

Initial characteristics of the patients and methotrexate (MTX) concentrations

Параметр

Parameter

Концентрация МТХ, мкмоль/л

MTX concentration, μmol/L

n

%

Минимальное

значение

Minimum value

Медиана

Median value

Среднее значение

Mean value

Максимальное

значение

Maximum value

Всего пациентов

Total number of patients

136

100

6

1221

1223

1748

Пол:

Sex:

мальчики

boys

девочки

girls

 

 

74

 

62

 

 

 

54,4

 

45,6

 

 

 

6

 

667

 

 

 

1239

 

1211

 

 

 

1228

 

1217

 

 

 

1648

 

1748

 

Возраст, годы:

Age, years:

<5

5–10

10–15

>15

 

 

2

25

77

32

 

 

1.5

18,4

56,6

23,5

 

 

935

6

667

915

 

 

1123

1204

1222

1222

 

 

1311

1157

1230

1264

 

 

1311

1648

1624

1748

Cтадия заболевания:

Stage of the disease:

M0

M1a

M1b

 

 

94

41

1

 

 

69,1

30,1

0,7

 

 

747

6

1436

 

 

1280

1177

1436

 

 

1259

1135

1436

 

 

1748

1397

1436

Гистологический тип:

Histological type:

остеобластический 

osteoblastic

хондробластический

chondroblastic

фибробластический

fibroblastic

телеангиэктатический

telangiectatic

мелкоклеточный

small cell

ОС без дополнительного уточнения

OS not otherwise specified

параостальный

parosteal

периостальный

periosteal

 

 

81

 

16

 

6

 

14

 

2

 

15

 

1

 

1

 

 

 

59,6

 

11,8

 

4,4

 

10,3

 

1,5

 

11

 

0,7

 

0,7

 

 

 

667

 

937

 

6

 

971

 

1064

 

918

 

1051

 

1151

 

 

 

1212

 

1152

 

1330

 

1322

 

1198

 

1045

 

1051

 

1151

 

 

 

1228

 

1180

 

1234

 

1267

 

1232

 

1045

 

1051

 

1151

 

 

 

1748

 

1561

 

1562

 

1454

 

1533

 

1171

 

1051

 

1151

 

Локализация:

Localization:

нижняя конечность

low limb

верхняя конечность

upper limb

кости черепа

skull bones

ребра

ribs

кости таза

pelvic bones

 

 

118

 

11

 

4

 

2

 

1

 

 

 

86,7

 

8,1

 

3,0

 

1,5

 

0,7

 

 

 

6

 

934

 

1159

 

918

 

1184

 

 

 

1216

 

1222

 

1439

 

1157

 

1184

 

 

 

1223

 

1219

 

1215

 

1402

 

1184

 

 

 

1748

 

1458

 

1575

 

1396

 

1184

 

 

Всего проведено и доступно для анализа 1195 измерений концентрации МТХ (в среднем 8,79 измерения на пациента из 12 возможных). Среднее значение всех измерений пиковых концентраций МТХ составило 1249 ± 337 мкмоль/л (рисунок 2).

 

Рисунок 2

Гистограмма пиковых концентраций МТХ

Figure 2

A histogram showing peak MTX concentrations

 

По результатам проведенного анализа нами не было обнаружено значимых различий в средних значениях концентрации МТХ в зависимости от пола, возраста, гистологического типа и локализации первичного очага (таблица 2). Достоверные различия в средних значениях пиковых концентраций МТХ были выявлены в зависимости от распространенности опухолевого процесса: среди пациентов с локализованной формой ОС средние значения были достоверно выше в сравнении с метастатическими формами ОС (p = 0,0131) (рисунок 3).

 

Рисунок 3

Распределение средних значений концентрации МТХ в зависимости от стадии заболевания

Figure 3

The distribution of mean MTX concentrations depending on the disease stage

 

Для исследования взаимосвязи между средними значениями пиковых концентраций МТХ и степенью терапевтического патоморфоза были взяты пациенты, у которых для анализа доступно не менее 4 измерений, предусмотренных протоколом лечения в рамках неоадъювантного этапа. Среди 28 пациентов с плохим ответом на предоперационную полихимиотерапию среднее значение концентрации МТХ было достоверно ниже в сравнении с пациентами, достигшими хорошего ответа (1154 против 1274 мкмоль/л; p = 0,0056) (рисунок 4).

 

Рисунок 4

Распределение средних значений концентрации МТХ в зависимости от патоморфоза после неоадъювантной терапии

Figure 4

The distribution of mean MTX concentrations depending on the pathological response after neoadjuvant therapy

 

По результатам анализа БСВ и КРР у пациентов с ОС в зависимости от средней концентрации МТХ 1000, 1100, 1200, 1300, 1400 и 1500 мкмоль/л в конце 4-часовой инфузии достоверная разница была обнаружена только при достижении пиковой концентрации

≥1500 мкмоль/л. Показатель 5-летней БСВ в группах со средним значением концентрации >1500 мкмоль/л составил 79,4% против 53,8% для пациентов с меньшими средними значениями концентрации МТХ (p = 0,044). Вероятность возникновения рецидива заболевания в тех же группах составила 20,6% против 43,5% соответственно (p = 0,0497) (рисунок 5). Все пациенты со средним значением концентрации МТХ ≥1500 мкмоль/л характеризовались локализованной формой заболевания.

 

Рисунок 5

БСВ и КРР у пациентов с ОС в зависимости от концентрации МТХ

Figure 5

The event-free survival (EFS) and cumulative risk of relapse (CIR) in the patients with OS depending on MTX concentration

 

По результатам исследования показателей БСВ и КРР отдельно в группах пациентов с локализованной и метастатической формами ОС не удалось обнаружить критически значимый уровень концентрации МТХ, влияющий на исход заболевания.

Достоверной разницы в показателях 5-летней ОВ среди пациентов в зависимости от средних значений концентрации МТХ 1000, 1100, 1200, 1300, 1400 и 1500 мкмоль/л обнаружено не было.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

ОС представляет собой первичную злокачественную опухоль костей с пиком заболеваемости во второй декаде жизни [1, 2]. Единственным доступным методом лечения пациентов с ОС до 1970-х годов являлось проведение локального контроля в объеме органоуносящего оперативного вмешательства и/или лучевой терапии на область первичного очага, при этом медиана БСВ составляла 8,5 мес, а показатель 5-летней ОВ не превышал 20% [13, 14]. Основной причиной неблагоприятного исхода являлось возникновение отдаленного метастатического поражения легких и костей скелета.

Одним из немногих цитостатических препаратов, продемонстрировавших свою активность в отношении ОС, оказался антагонист фолиевой кислоты МТХ, еще в середине 1940-х годов зарекомендовавший себя в лечении пациентов с острой лимфобластной лейкемией [15]. Введение МТХ в дозе 50–500 мг/кг путем внутривенной инфузии за 6 ч c интервалом 2–3 нед позволило достичь полного регресса метастатических очагов в легких у 2 из 10 пациентов и частичного регресса метастатических очагов, расположенных в паренхиме легких и костей таза еще у 2 пациентов [15]. Кроме того, интересным наблюдением по результатам данного исследования было возобновление чувствительности опухоли к МТХ путем увеличения длительности инфузии до 24 ч [15]. Внедрение доксорубицина в адъювантном режиме после этапа локального контроля позволило увеличить показатель 2-летней БСВ до 70% [16]. Схожие результаты были достигнуты у пациентов, которые в послеоперационном периоде получали МТХ в дозе 1500–7500 мг/м2 путем 6-часовой инфузии в комбинации с винкристином [17].

Возможность проведения органосохраняющих операций, т. е. резекции первичного очага с одномоментной реконструкцией, предопределила роль неоадъювантной химиотерапии, позволяющей уменьшить размеры первичного очага, а также оценить степень лекарственного патоморфоза в опухоли, которая и по сей день является независимым фактором прогноза заболевания [18]. Комплексная терапия пациентов с ОС, включающая в себя неоадъювантую ПХТ в составе доксорубицина, МТХ и винкристина, оперативный этап лечения с последующей адъювантной ПХТ впервые была реализована в рамках протокола T-5 в середине 1970-х годов под руководством G. Rosen [12, 18]. Данный режим терапии позволил увеличить показатель 4-летней ОВ с 20 до 77%, а в группе пациентов с хорошим ответом на предоперационную химиотерапию (III и IV степень терапевтического патоморфоза), который был выявлен у 15 из 31 пациента, – достичь показателя 4-летней БСВ, равного 100% [12, 18].

Еще одной важной вехой в лечении пациентов с ОС стало исследование N. Jaffe, продемонстрировавшее большую эффективность еженедельного режима введения МТХ в сравнении со стандартным трехнедельным интервалом [19]. Частота объективных ответов в группе пациентов с интенсивным режимом введения МТХ составила 88%, в то время как тот же показатель среди больных, получавших стандартную терапию, не превышал 35% (p = 0.02) [19]. Результаты данного исследования прочно легли во все последующие исследовательские протоколы лечения пациентов с ОС и на сегодняшний день не теряют своей актуальности.

Дальнейшая интенсификация специфической терапии легла в основу протокола T-7 и предусматривала 4 еженедельных введения МТХ в рамках предоперационного этапа лечения в дозе 12 г/м2 для детей младше 12 лет и 8 г/м2 для пациентов подросткового возраста [12, 20]. Увеличение дозы МТХ в группе пациентов младшего возраста, характеризующейся неблагоприятным прогнозом, было связано в первую очередь с более высоким уровнем скорости клубочковой фильтрации, негативно влияющей на эффективность препарата. По результатам данного исследования, показатель 3-летней БСВ составил 88%, а хороший ответ на предоперационную терапию был констатирован у 74% пациентов [20].

Именно особенности фармакокинетики МТХ среди детей и подростков разного возраста стали отправной точкой в поиске необходимого уровня концентрации препарата в плазме крови, достаточной для его эффективности [8, 9]. Исследование

N. Delepine, в основу которого легло изучение фармакокинетики МТХ у детей и подростков с ОС, позволило увеличить дозу препарата, площадь под кривой «концентрация–время», а также избежать излишней токсичности. При этом терапия, основанная на индивидуальной фармакокинетике, позволила значительно увеличить показатели 5-летней БСВ (с 76 до 92%) и долю хороших ответов (45% против 66%) [9]. Критическим пороговым значением концентрации МТХ, необходимым для достижения адекватного системного контроля над заболеванием, оказалось 1000 мкмоль/л в конце 6-часовой инфузии МТХ [8, 9].

Одной из первых и основополагающих работ, посвященных фармакокинетике МТХ, стало исследование N. Graf, в котором были проанализированы 198 пациентов с ОС, получавших терапию в соответствии с протоколами COSS-80 (n = 84), COSS-82 (n = 64) и COSS-86 (n = 48) [10]. Во всех исследовательских протоколах доза МТХ вне зависимости от возраста пациента составляла 12 г/м2, а количество курсов – 14, 8 и 8–14 (в зависимости от группы риска) соответственно.

Средняя концентрация МТХ на всех курсах химиотерапии по результатам анализа 1703 измерений составила 1354 ± 775 мкмоль/л, при этом, несмотря на стандартизированную терапию, были отмечены существенные различия в концентрациях МТХ как у одного пациента на разных курсах лечения, так и между пациентами. Из 1703 измеренных концентраций 438 (25,7%) значений были ниже 1000 мкмоль/л. В нашем исследовании cреднее значение всех измерений концентрации MTX составило 1249 ± 337 мкмоль/л, что сопоставимо с результатами, полученными N. Graf. В то же время количество измерений концентрации МТХ менее 1000 мкмоль/л в нашем исследовании было несколько ниже и не превышало 18% (215 из 1195 измерений).

Достоверной разницы между значениями концентрации МТХ у пациентов разных возрастных групп в исследовании N. Graf выявлено не было. Это подтверждается и результатами нашего анализа.

Показатели 5-летней БСВ в зависимости от концентрации МТХ более и менее 1000 мкмоль/л для пациентов, получавших терапию в рамках протокола COSS-80, составили 70 и 18% соответственно, в то время как разницы в данном показателе у пациентов в исследованиях COSS-82, -86 выявлено не было (74% против 69%). Исследование COSS-80 наиболее совпадает по своему дизайну с исследованием EURAMOS-1, схема которого была основой лечения пациентов, вошедших в наше исследование. Нам не удалось увидеть разницу в показателях БСВ и КРР для пациентов со средним уровнем МТХ ≥1000 мкмоль/л, что может быть обусловлено малым числом пациентов со средним значением менее 1000 мкмоль/л (12,5%). Однако по результатам исследования клинически значимые и высокодостоверные различия в показателях БСВ и КРР были выявлены при достижении концентрации ≥1500 мкмоль/л.

Несмотря на отсутствие определений событий, а именно рецидива и прогрессии заболевания у пациентов с ОС, результаты исследования N. Graf свидетельствуют о значительно большем риске развития неблагоприятного исхода в группе пациентов, средние значения МТХ которых не превышают 1000 мкмоль/л (p = 0,0001). Рецидив заболевания был диагностирован в 82% случаев среди пациентов с меньшими значениями MTX и у 36% пациентов, концентрация которых была выше.

Данные результаты оказались релевантны только в отношении пациентов, получавших терапию в соответствии с протоколом COSS-80, но не COSS-82 и -86, что, конечно, может быть обусловлено малым числом пациентов в исследованиях или различиями в протоколах лечения. При этом авторы заявляют, что из 14 курсов высокодозного МТХ, предусмотренного протоколом COSS-80, достаточным было достижение концентрации более 1000 мкмоль/л на 6 курсах полихимиотерапии, т. е. во всех протоколах было достаточное количество курсов с MTX. По результатам нашего исследования частота КРР среди пациентов со средними значениями MTX ≥1500 мкмоль/л была вдвое ниже и составила 20,6% против 43,5% соответственно для групп с большим и меньшим значениями средних концентраций МТХ (p = 0,0497).

Одним из важных прогностических факторов является степень терапевтического патоморфоза [18, 20]. По результатам исследования N. Graf было обнаружено, что среди пациентов с хорошим ответом на неоадъювантную полихимиотерапию, средние концентрации МТХ были достоверно выше в сравнении с группой с плохим ответом на полихимиотерапию – 1580 мкмоль/л против 1294 мкмоль/л. Однако эти наблюдения применимы только для пациентов, получавших терапию в рамках протокола COSS-80, в то время как для протоколов COSS-82 и -86 данная корреляция выявлена не была. Это может быть связано с малым числом пациентов или наличием всего лишь одной предоперационной пары МТХ, предусмотренной протоколом COSS-86. По результатам нашего исследования, средние значения концентрации МТХ на неоадъювантном этапе лечения также были достоверно выше в группе больных с хорошим ответом в сравнении с таковой с плохим ответом (1274 против 1154 мкмоль/л; p = 0,0056), хотя оба этих значения ниже, нежели в предоставленных

N. Graf результатах. Кроме того, в нашей работе и исследовании N. Graf есть различия в схемах неоадъюватного лечения в пользу более интенсивного режима в исследовании EURAMOS-1 путем инкорпорирования цисплатина и доксорубицина к 1-му и 4-му курсам химиотерапии соответственно, что может снизить вклад МТХ в достижение патоморфоза.

Все пациенты, вошедшие в анализ N. Graf, характеризовались отсутствием отдаленного метастазирования на момент исследования, в связи с чем полученные результаты применимы только для локализованных форм ОС. Особенностью нашего исследования являлось включение пациентов с метастатическими формами ОС, на долю которых пришлось до трети всех случаев (n = 42).

Интересной особенностью, которая могла повлиять на результаты, полученные N. Graf, являлась разная степень гидратации в первые 24 ч введения МТХ в представленных протоколах лечения. Так, исследование COSS-80 предусматривало гидратацию 4,5 л/м2, в то время как в исследованиях COSS-82 и -86 уровень гидратации составил 3 л/м2, что оказало влияние на период полувыведения МТХ в исследовании COSS-80 и площадь под кривой «концентрация–время» в сторону их меньших значений. Это может являться существенным лимитирующим фактором в интерпретации результатов, полученных N. Graf в исследовании COSS-80, и сопоставлении с результатами нашего исследования. Кроме того, исследование N. Graf не предусматривало оценку прогностической значимости других значений МТХ, кроме 1000 мкмоль/л, ведь основной его целью было подтверждение результатов, полученных N. Delepine.

Еще одним крупным исследованием фармакокинетики МТХ в терапии пациентов с ОС стала работа K. Crews, включившая 140 пациентов, получавших специфическую терапию в соответствии с протоколами MIOS (n = 36), OS86 (n = 48) и OS91 (n = 56). Количество курсов высокодозного МТХ (12 г/м2 за 4 ч) в протоколах варьировало от 9 до 12, при этом исследование MIOS предусматривало проведение только адъювантной полихимиотерапии, а в неоадъювантном режиме протокола OS91 МТХ отсутствовал [21].

По результатам анализа 1083 значений концентрации МТХ было выявлено, что среднее значение для всех пациентов составило 1605 ± 56 мкмоль/л. Из 1083 измеренных концентраций только 70 (6%) значений были <1000 мкмоль/л. Этот показатель значительно ниже представленного в работе N. Graf и нашем исследовании.

В анализ выживаемости K. Crews были включены только 107 пациентов с локализованными формами ОС. По результатам исследования была продемонстрирована обратная связь между концентрацией МТХ и показателями БСВ. Так, показатель 5-летней БСВ среди пациентов со средним значением МТХ

>1500 мкмоль/л составил 58,5% против 75,5% для пациентов с меньшими средними концентрациями (p = 0,02). Представленные K. Crews результаты противоречат данным, полученным в ходе нашей работы, о значимости достижения средних концентраций МТХ ≥1500 мкмоль/л. Противоречивость результатов наших исследований может быть обусловлена различными режимами полихимиотерапии внутри исследования K. Crews и малым числом пациентов внутри каждой группы, значимыми отличиями дизайна исследования в сравнении с EURAMOS-1, предусматривающим отсутствие ифосфамида, цисплатина в программной терапии, а также большими дозами антрациклинов. Высокие концентрации МТХ, по мнению K. Crews, компрометировали тайминг специфической терапии и дозы других нефротоксичных препаратов, предусмотренных указанными протоколами лечения, что могло негативно повлиять на результаты лечения пациентов с ОС [21].

Группой исследователей под руководством R. Gorlick в Memorial Sloan Kettering Cancer Center также было проведен анализ фармакокинетики МТХ у детей и подростков с ОС [22]. При анализе 48 пациентов с локализованной формой ОС было выявлено, что среднее значение концентрации МТХ на всех курсах составило 1200 ± 440 мкмоль/л. При этом достоверной разницы между значениями концентрации МТХ в группах с разным ответом на неоадъювантную полихимитерапию получено не было. Эти результаты противоречат данным, полученным в ходе нашей работы, а также результатам исследования N. Graf, что может быть обусловлено значительно меньшим числом пациентов в исследуемой R. Gorlick группе, а также, что немаловажно, включением в анализ пациентов с наличием даже 1 значения из 4, предусмотренных протоколом, что могло значительно исказить полученные результаты. Анализ выживаемости пациентов с локализованными формами ОС также не выявил связи между средними значениями концентрации МТХ и показателями БСВ и ОВ, что в первую очередь объясняется малым количеством измерений на одного пациента и числом выборки [22].

Последней из опубликованных на сегодняшний день работ, также исследующей влияние пиковых концентраций МТХ на результаты лечения пациентов с ОС, является исследование, проведенное B. Wang [23]. В анализ были включены 567 пациентов в возрасте до 45 лет с локализованными формами ОС. Введение МТХ осуществлялось в дозе 8–12 г/м2 за 6 ч, при этом в рамках неоадъювантного этапа лечения пациентам проводилось 2 еженедельных и 3 дополнительных курса высокодозного МТХ (не парами) в адъювантном режиме (суммарно 5 курсов). Данное исследование является одним из наиболее крупных, включающих в себя пациентов с одинаковым режимом полихимиотерапии. По результатам анализа 2817 измерений среднее значение концентрации МТХ составило 931 ± 106 мкмоль/л. При этом в 8,5% случаев средняя концентрация МТХ в плазме крови составила ≥1500 мкмоль/л. Несмотря на существенные отличия в схеме лечения и возрасте пациентов, вошедших в анализ, данные результаты сопоставимы с результатами нашего исследования, где средняя концентрация ≥1500 мкмоль/л была выявлена у 11% пациентов. Хотя достоверной разницы в показателях ОВ и БСВ в группах, где средняя концентрация МТХ составляла <700, >700, >1000 и >1500 мкмоль/л выявлено не было, клинически отмечены лучшие показатели БСВ и ОВ для группы со средней концентрацией МТХ >1500 мкмоль/л, что подтверждает результаты нашего исследования.

Таким образом, наше исследование, проведенное с участием 136 пациентов в возрасте до 18 лет, получавших одинаковый режим полихимиотерапии, основанный на протоколе EURAMOS-1, является одним из крупнейших опубликованных на сегодняшний день.

Основываясь на результатах проведенного нами анализа, можно отметить, что в отличие от исследований N. Delepine и N. Graf необходимый (терапевтический) уровень средних значений концентрации МТХ может быть выше чем 1000 мкмоль/л. Введение МТХ в дозе 12 г/м2 за 4 ч на фоне инфузии 3 л/м2 позволяет достичь пиковых значений концентрации MTX ≥1000 мкмоль/л практически в 90% случаев. Значимые различия в показателях БСВ и КРР среди пациентов в нашем исследовании были выявлены при достижении средних концентраций ≥1500 мкмоль/л.

Хотя эффективность МТХ как в неоадъювантном, так и в адъювантном режиме была продемонстрирована множеством исследований, его вклад в достижении хорошего ответа на предоперационную полихимиотерапию как одного из наиболее значимых факторов прогноза в рамках многокомпонентного режима остается не ясным. Данные, свидетельствующие о больших концентрациях МТХ на предоперационных курсах химиотерапии среди пациентов с хорошим ответом, продемонстрированные N. Graf и в нашей работе, могут служить обоснованием для увеличения дозы МТХ для пациентов с ОС. Необходимость увеличения дозы МТХ для пациентов с ОС также подтверждается и лучшими показателями выживаемости при достижении средних концентраций ≥1500 мкмоль/л, которая, к сожалению, была выявлена только у 11% пациентов с ОС.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Для улучшения результатов лечения детей и подростков с ОС требуются рутинная оценка концентрации МТХ в конце инфузии для получения большей информации о его фармакокинетике, а также проведение проспективного, рандомизированного исследования с более интенсивным режимом введения препарата.

БЛАГОДАРНОСТИ

Авторы выражают благодарность врачам и среднему медицинскому персоналу отделения онкологии/гематологии старшего возраста и отделения клинической онкологии, сотрудникам клинико-диагностической лаборатории НМИЦ ДГОИ им. Дмитрия Рогачева за их помощь и поддержку в проведении данного исследования.

ИСТОЧНИК ФИНАНСИРОВАНИЯ

Данное исследование не имело финансовой поддержки от сторонних организаций.

FUNDING

No funding was received for this study.

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

CONFLICT OF INTEREST

The authors declare no conflict of interest.

ВКЛАД АВТОРОВ

Е.И. Коноплева: концепция и дизайн исследования, написание текста;

А.И. Карачунский, О.И. Быданов, Г.А. Новичкова: концепция и дизайн исследования, сбор и обработка материала.

AUTHOR CONTRIBUTIONS

E.I. Konopleva: study conception and design, writing of the text;

A.I. Karachunskiy, O.I. Bydanov, G.A. Novichkova: study conception and design, data collection and processing.

×

About the authors

E. I. Konopleva

The Dmitry Rogachev National Medical Research Center of Pediatric Hematology, Oncology and Immunology of Ministry of Healthcare of the Russian Federation

Author for correspondence.
Email: konoplevadoc@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-6848-8714

a pediatric oncologist, a researcher at the Musculoskeletal Sarcoma Research Department

Russian Federation, Moscow

A. I. Karachunskiy

The Dmitry Rogachev National Medical Research Center of Pediatric Hematology, Oncology and Immunology of Ministry of Healthcare of the Russian Federation

Email: konoplevadoc@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-9300-198X
Russian Federation, Moscow

O. I. Bydanov

The Dmitry Rogachev National Medical Research Center of Pediatric Hematology, Oncology and Immunology of Ministry of Healthcare of the Russian Federation

Email: konoplevadoc@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-3232-2322
Russian Federation, Moscow

G. A. Novichkova

The Dmitry Rogachev National Medical Research Center of Pediatric Hematology, Oncology and Immunology of Ministry of Healthcare of the Russian Federation

Email: konoplevadoc@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-2322-5734
Russian Federation, Moscow

References

  1. WHO classification of tumours editorial board. WHO classification of tumours. Soft tissue and bone tumours, 5th ed. Vol. 3. Lyon: IARC; 2020.
  2. Stiller C.A., Bielack S.S., Jundt G., Steliarova-Foucher E. Bone tumours in European children and adolescents, 1978–1997. Report form the Automated Childhood Cancer Infromation System project. Eur J Cancer 2006; 42: 2124–35.
  3. Gurney J.G., Young J.L., Roffers S.D. Malignant Bone Tumors. In: Cancer incidence and survival among children and adolescents: United States SEER Program 1975–1995, National Cancer Institute, SEER Program; 1999. P. 99–110.
  4. Bielack S.S., Kempf-Bielack B., Delling G., Ulrich Exner G., Flege S., Helmke K. et al. Prognostic factors in high-grade osteosarcoma of the extremities or trunk: an analysis of 1.702 patients treated on neoadjuvant cooperative osteosarcoma study group protocols. J Clin Oncol 2002; 20: 776–90.
  5. NCCN Clinical practice guidelines in oncology (NCCN Guidelines), Version 2.2024, 03/12/24. National Comprehensive Cancer Network (NCCN). 2024
  6. Клинические рекомендации. Злокачественные новообразования костей и суставных хрящей: остеосаркома, саркома Юинга. [Электронный ресурс]: URL: https://cr.minzdrav.gov.ru/preview-cr/70_2 (дата обращения 08.08.2025). [Malignant neoplasms of bones and articular cartilage: osteosarcoma, Ewing sarcoma. Clinical guidelines. [Electronic resource]: URL: https://cr.minzdrav.gov.ru/preview-cr/70_2 (access date: 08.08.2025) (In Russ.)].
  7. Smeland S., Bielack S.S., Whelan J., Bernstein M., Hogendoorn P., Krailo M.D. et al. Survival and prognosis with osteosarcoma: outcomes in more than 2000 patients in the EURAMOS-1 (European and American Osteosarcoma Study) cohort. Eur J Cancer 2019; 109: 36–50. doi: 10.1016/j.ejca.2018.11.027
  8. Delepine N., Delepine G., Jasmin C., Desbois J.C., Cornille H., Mathé G. Importance of age and methotrexate dosage: prognosis in children and young adults with high-grade osteosarcomas. Biomed Pharmacother 1988; 42 (4): 257–62.
  9. Delepine N., Delepine G., Cornille H., Brion F., Arnaud P., Desbois J.C. Dose escalation with pharmacokinetics monitoring in methotrexate chemotherapy of osteosarcoma. Anticancer Res 1995; 15 (2): 489–94.
  10. Graf N., Winkler K., Betlemovic M., Fuchs N., Bode U. Methotrexate pharmacokinetics and prognosis in osteosarcoma. J Clin Oncol 1994; 12 (7): 1443–51. doi: 10.1200/JCO.1994.12.7.1443
  11. Amin M.B., Edge S.B., Greene F.L., Compton C.C., Gershenwald J.E., Brookland R.K. et al. AJCC Cancer staging manual, 8th ed. New York: Springer; 2017.
  12. Rosen G., Marcove R.C., Caparros B., Nirenberg A., Kosloff C., Huvos A.G. Primary osteogenic sarcoma: the rationale for preoperative chemotherapy and delayed surgery. Cancer 1979; 43 (6): 2163–77. doi: 10.1002/1097-0142(197906)43:6<2163::aid-cn-cr2820430602>3.0.co;2-s
  13. Sweetnam R., Knowelden J., Seddon H. Bone sarcoma: treatment by irradiation, amputation, or a combination of the two. Br Med J 1971; 2 (5758): 363–7. doi: 10.1136/bmj.2.5758.363
  14. Friedman M.A., Carter S.K. The therapy of osteogenic sarcoma: current status and thoughts for the future. J Surg Oncol 1972; 4 (5): 482–510. doi: 10.1002/jso.2930040512
  15. Jaffe N. Recent advances in the chemotherapy of metastatic osteogenic sarcoma. Cancer 1972; 30 (6): 1627–31. doi: 10.1002/1097-0142(197212)30:6<1627::aid-cn-cr2820300631>3.0.co;2-h
  16. Cortes E.P., Holland J.F., Wang J.J., Sinks L.F., Blom J., Senn H. et al. Amputation and adriamycin in primary osteosarcoma. N Engl J Med 1974; 291 (19): 998–1000. doi: 10.1056/NEJM197411072911903
  17. Jaffe N., Frei E., Traggis D., Bishop Y. Adjuvant methotrexate and citrovorum-factor treatment of osteogenic sarcoma. N Engl J Med 1974; 291 (19): 994–7. doi: 10.1056/NEJM197411072911902
  18. Rosen G., Murphy M.L., Huvos A.G., Gutierrez M., Marcove R.C. Chemotherapy, en bloc resection, and prosthetic bone replacement in the treatment of osteogenic sarcoma. Cancer 1976; 37 (1): 1–11. doi: 10.1002/1097-0142(197601)37:1<1::aid-cncr2820370102>3.0.co;2-3
  19. Jaffe N., Frei E. 3rd, Traggis D., Watts H. Weekly high-dose methotrexate-citrovorum factor in osteogenic sarcoma: pre-surgical treatment of primary tumor and of overt pulmonarymetastases. Cancer 1977; 39 (1): 45–50. doi: 10.1002/1097-0142(197701)39:1<45::aid-cn-cr2820390109>3.0.co;2-t
  20. Rosen G., Nirenberg A., Caparros B., Juergens H., Kosloff C., Mehta B.M. et al. Osteogenic sarcoma: eight-percent, three-year, disease-free survival with combination chemotherapy (T-7). Natl Cancer Inst Monogr 1981; (56): 213–20.
  21. Crews K.R., Liu T., RodriguezGalindo C., Tan M., Meyer W.H., Panetta J.C. et al. High-dose methotrexate pharmacokinetics and outcome of children and young adults with osteosarcoma. Cancer 2004; 100 (8): 1724–33. doi: 10.1002/cncr.20152
  22. Zelcer S., Kellick M., Wexler L.H., Shi W., Sankaran M., Lo S., Healey J. et al. Methotrexate levels and outcome in osteosarcoma. Pediatr Blood Cancer 2005; 44 (7): 638–42. doi: 10.1002/pbc.20314
  23. Wang B., Yao H., Xie X., Yin J., Zou C., Huang G., Shen J. Relationship of peak serum methotrexate concentration to prognosis and drug tolerance in non-metastatic extremity osteosarcomas. Cancer Chemother Pharmacol 2018; 82 (2): 221–7. doi: 10.1007/s00280-018-3592-x

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Figure 1. Treatment regimen for patients with osteosarcoma (OS) АР – doxorubicin (75 mg/m2 given as a 48-hour infusion), cisplatin (120 mg/m2 given as a 72-hour infusion); М – methotrexate (12 g/m2); S – surgical treatment; А – doxorubicin (75 mg/m2 given as a 48-hour infusion)

Download (139KB)
3. Figure 2. A histogram showing peak MTX concentrations

Download (141KB)
4. Figure 3. The distribution of mean MTX concentrations depending on the disease stage

Download (163KB)
5. Figure 4. The distribution of mean MTX concentrations depending on the pathological response after neoadjuvant therapy

Download (158KB)
6. Figure 5. The event-free survival (EFS) and cumulative risk of relapse (CIR) in the patients with OS depending on MTX concentration

Download (179KB)

Copyright (c) Konopleva E.I., Karachunskiy A.I., Bydanov O.I., Novichkova G.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.