Pediatric Hematology/Oncology and ImmunopathologyPediatric Hematology/Oncology and ImmunopathologyВопросы гематологии/онкологии и иммунопатологии в педиатрии1726-17082414-9314Fund Doctors, Innovations, Science for Children72110.24287/1726-1708-2023-22-2-24-30ORIGINAL ARTICLESОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИMolecular genetic and cytofluorimetric prognostic factors in the development of acute myeloid leukemia relapse in children after allogeneic hematopoietic stem cell transplantationМолекулярно-генетические и цитофлуориметрические факторы прогноза в развитии рецидива острого миелоидного лейкоза у детей после аллогенной трансплантации гемопоэтических стволовых клетокhttps://orcid.org/0000-0002-3386-0942RakhmanovaZh. Z.РахмановаЖ. З.
Russian Federation

Zhemal Z. Rakhmanova, hematologist

R. M. Gorbacheva Research Institute for Pediatric Oncology, Hematology and Transplantation

Department of Bone Marrow Transplantation for Children № 1

197022

Leo Tolstoy St. 6/8

St. Petersburg

Жемал Зарифовна Рахманова, врач-гематолог

НИИ детской онкологии, гематологии и трансплантологии им. Р. М. Горбачевой

отделение трансплантации костного мозга для детей № 1

197022

ул. Льва Толстого, 6/8

Санкт-Петербург

rakhmanovazhemal@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-7263-4326PainaO. V.ПаинаО. В.
Russian Federation

R. M. Gorbacheva Research Institute for Pediatric Oncology, Hematology and Transplantation

Department of Bone Marrow Transplantation for Children № 1

St. Petersburg

НИИ детской онкологии, гематологии и трансплантологии им. Р. М. Горбачевой

Санкт-Петербург

https://orcid.org/0000-0002-8000-3652BarkhatovI. M.БархатовИ. М.
Russian Federation

R. M. Gorbacheva Research Institute for Pediatric Oncology, Hematology and Transplantation

Department of Bone Marrow Transplantation for Children № 1

St. Petersburg

НИИ детской онкологии, гематологии и трансплантологии им. Р. М. Горбачевой

Санкт-Петербург

https://orcid.org/0000-0003-4360-9767SadykovA. M.СадыковА. М.
Russian Federation

R. M. Gorbacheva Research Institute for Pediatric Oncology, Hematology and Transplantation

Department of Bone Marrow Transplantation for Children № 1

St. Petersburg

НИИ детской онкологии, гематологии и трансплантологии им. Р. М. Горбачевой

Санкт-Петербург

https://orcid.org/0000-0002-6918-8510RazumovaS. V.РазумоваС. В.
Russian Federation

R. M. Gorbacheva Research Institute for Pediatric Oncology, Hematology and Transplantation

Department of Bone Marrow Transplantation for Children № 1

St. Petersburg

НИИ детской онкологии, гематологии и трансплантологии им. Р. М. Горбачевой

Санкт-Петербург

https://orcid.org/0000-0003-4952-0704TsvetkovaL. A.ЦветковаЛ. А.
Russian Federation

R. M. Gorbacheva Research Institute for Pediatric Oncology, Hematology and Transplantation

Department of Bone Marrow Transplantation for Children № 1

St. Petersburg

НИИ детской онкологии, гематологии и трансплантологии им. Р. М. Горбачевой

Санкт-Петербург

https://orcid.org/0000-0003-3367-4936BabenkoE. V.БабенкоЕ. В.
Russian Federation

R. M. Gorbacheva Research Institute for Pediatric Oncology, Hematology and Transplantation

Department of Bone Marrow Transplantation for Children № 1

St. Petersburg

НИИ детской онкологии, гематологии и трансплантологии им. Р. М. Горбачевой

Санкт-Петербург

https://orcid.org/0000-0002-1302-3311GindinaT. L.ГиндинаТ. Л.
Russian Federation

R. M. Gorbacheva Research Institute for Pediatric Oncology, Hematology and Transplantation

Department of Bone Marrow Transplantation for Children № 1

St. Petersburg

НИИ детской онкологии, гематологии и трансплантологии им. Р. М. Горбачевой

Санкт-Петербург

https://orcid.org/0000-0001-5077-9225SemenovaE. V.СеменоваЕ. В.
Russian Federation

R. M. Gorbacheva Research Institute for Pediatric Oncology, Hematology and Transplantation

Department of Bone Marrow Transplantation for Children № 1

St. Petersburg

НИИ детской онкологии, гематологии и трансплантологии им. Р. М. Горбачевой

Санкт-Петербург

https://orcid.org/0000-0003-2594-7703ZubarovskayaL. S.ЗубаровскаяЛ. С.
Russian Federation

R. M. Gorbacheva Research Institute for Pediatric Oncology, Hematology and Transplantation

Department of Bone Marrow Transplantation for Children № 1

St. Petersburg

НИИ детской онкологии, гематологии и трансплантологии им. Р. М. Горбачевой

Санкт-Петербург

I. P. Pavlov First Saint Petersburg State Medical University of Ministry of Healthcare of the Russian FederationФГБОУ ВО «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И. П. Павлова» Минздрава России0807202322224303003202322052023Copyright ©; 2025, «D. Rogachev NMRCPHOI»Copyright ©; 2025, ФГБУ «НМИЦ ДГОИ им. Дмитрия Рогачева» Минздрава России2025«D. Rogachev NMRCPHOI»ФГБУ «НМИЦ ДГОИ им. Дмитрия Рогачева» Минздрава Россииhttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://hemoncim.com/jour/article/view/721

   Relapse of acute myeloid leukemia (AML) after allogeneic hematopoietic stem cell transplantation (allo-HSCT) remains one of the main causes of reduced long-term survival. Modern methods for predicting the risk of AML relapse after allo-HSCT take into account the data on the pre-transplant level of minimal residual disease (MRD) determined by flow cytometry and molecular biological studies of recurrent genetic abnormalities, which are currently widespread in clinical practice. Recent studies of the expression of genes characteristic of leukemic stem cells (LSCs) have shown prognostic significance for children with AML in relation to treatment response and the risk of relapse. The study of LSC persistence in order to predict the risk of recurrence after allo-HSCT in children with AML in addition to standard MRD detection methods may be of great importance. The aim of the work was to evaluate the impact of MRD status, both using classic methods and taking into account the genes characteristic of LSC, on the results of allo-HSCT in children with AML. The study was approved by the Independent Ethics Committee and the Scientific Council of the I.P. Pavlov First Saint Petersburg State Medical University of Ministry of Healthcare of the Russian Federation. To assess MRD using standard diagnostic methods, we analyzed the data of 95 children with AML in their 1st–2nd remission (cohort 1). MRD status was negative in 67 (70.6 %) patients; in 28 (29.4 %) children, MRD status was positive according to molecular genetic studies and / or immunophenotyping results. For pre-transplant evaluation of the expression of genes characteristic of LSC, we investigated bone marrow samples of 50 patients (cohort 2) using real-time polymerase chain reaction. The DNMT3B, GPR56, CD34, SOCS2, SPINK2, FAM30A, and ABL genes were studied by real-time polymerase chain reaction, followed by calculation of the pLSC6 value using the formula: DNMT3b × 0.189 + GPR56 × 0.054 + CD34 × 0.0171 + SOCS2 × 0.141 + SPINK2 × 0.109 + FAM30A × 0.0516. At the time of allo-HSCT, 37 (74 %) children with AML were in their 1st or 2nd remission of the disease, 13 (26 %) were out of the 1st–2nd remission. With a median follow-up of 5 years in the group of patients with a positive MRD status, determined by standard methods (cohort 1), overall survival (OS) was 67.9 % vs 73.1 % for patients with a negative MRD status (p = 0.83). The cumulative incidence of relapse was 50 % and 22 %, respectively; p = 0.012. When assessing the level of expression of genes characteristic of LSC (cohort 2), a pLSC6 level was above the median in 18/37 (49 %) patients. The results of linear regression showed that the pre-transplant level of expression of genes characteristic of LSC was not associated with the number of blasts/MRD (odds ratio 1.002; 95 % confidence interval 0.979–1.025). One-year OS rates did not differ significantly in children in the 1st–2nd remission of AML, depending on pLSC6 level: 84.2% in patients with low pLSC6 and 72.2 % – with high pLSC6 (p = 0.4), event-free survival in the corresponding groups – 68.4 % and 61.1 %, respectively (p = 0.34). The cumulative incidence of early relapse after allo-HSCT in the group of AML patients with a high pLSC6 score was significantly higher than in children with a low pLSC6 score before allo-HSCT (22 % and 0 %, respectively; p = 0.03). MRD does not have a statistically significant effect on OS. However, MRD positivity before allo-HSCT increases cumulative incidence of relapse. The level of expression of genes characteristic of LSC, determined before allo-HSCT, showed a prognostic significance in relation to the development of early AML relapse after allo-HSCT.

Рецидив острого миелоидного лейкоза (ОМЛ) после аллогенной трансплантации гемопоэтических стволовых клеток (алло-ТГСК) остается одной из основных причин снижения долгосрочной выживаемости. Современные методы прогнозирования риска рецидива ОМЛ после алло-ТГСК учитывают данные предтрансплантационного уровня минимальной остаточной болезни (МОБ), определяемые методом проточной цитометрии и с помощью молекулярно-биологических исследований рекуррентных генетических аномалий, которые в настоящее время широко распространены в клинической практике. В недавних исследованиях экспрессии генов, характерных для лейкемических стволовых клеток (ЛСК), была показана их прогностическая значимость для детей с ОМЛ в отношении ответа на проводимую терапию, риска развития рецидива. Изучение персистенции ЛСК в целях прогнозирования риска рецидива после алло-ТГСК у детей с ОМЛ в дополнение к стандартным способам детекции МОБ может иметь большое значение.

   Целью работы была оценка влияния статуса МОБ, как классическими методами, так и с учетом генов, характерных для ЛСК, на результаты алло-ТГСК у детей с ОМЛ.

   Данное исследование одобрено независимым этическим комитетом и утверждено решением ученого совета ФГБОУ ВО ПСПбГМУ им. И. П. Павлова Минздрава России. Для оценки МОБ стандартными методами диагностики проанализированы данные 95 детей с ОМЛ в 1–2-й ремиссии (1-я когорта). Отрицательный статус МОБ имели 67 (70,6 %) пациентов, у 28 (29,4 %) детей был выявлен позитивный статус МОБ по данным молекулярно-генетических исследований и / или по результатам иммунофенотипирования. Для предтрансплантационной оценки экспрессии генов, характерных для ЛСК, была выполнена полимеразная цепная реакция в режиме реального времени биообразцов костного мозга 50 пациентов (2-я когорта). Исследовались гены DNMT3B, GPR56, CD34, SOCS2, SPINK2, FAM30A и ABL с последующим подсчетом значения pLSC6 по формуле: DNMT3b × 0,189 + GPR56 × 0,054 + СD34 × 0,0171 + SOCS2 × 0,141 + SPINK2 × 0,109 + FAM30A × 0,0516. На момент алло-ТГСК 37 (74 %) детей с ОМЛ имели 1-ю или 2-ю ремиссию заболевания, 13 (26 %) находились вне 1–2-й ремиссии. При медиане наблюдения 5 лет в группе пациентов с положительным статусом МОБ, определенным стандартными способами (1-я когорта), общая выживаемость (ОВ) составила 67,9 % vs 73,1 % для пациентов с отрицательным статусом МОБ (p = 0,83). Кумулятивная частота рецидива составила 50 % и 22 % соответственно; p = 0,012. При оценке уровня экспрессии генов, характерных для ЛСК (2-я когорта), 18/37 (49 %) пациентов имели уровень pLSC6 выше медианы. По результатам линейной регрессии было показано, что предтрансплантационный уровень экспрессии генов, характерных для ЛСК, не был ассоциирован с количеством бластов/МОБ (отношение шансов 1,002; 95 % доверительный интервал 0,979–1,025). Однолетняя ОВ у детей в 1–2-й ремиссии ОМЛ в зависимости от экпрессии генов pLSC6 значимо не различалась и составила 84,2 % при значении ниже медианы и 72,2 % при значении выше медианы (p = 0,4), бессобытийная выживаемость в соответствующих группах – 68,4 % и 61,1 % (p = 0,34). Кумулятивная частота раннего рецидива после алло-ТГСК в группе пациентов с ОМЛ с высоким значением pLSC6 значимо выше, чем у детей с низким значением pLSC6 перед алло-ТГСК (22 % и 0 % соответственно; p = 0,03). МОБ не оказывает статистически значимого влияния на ОВ. Однако МОБ-позитивность перед алло-ТГСК повышает кумулятивную частоту рецидива. Уровень экспрессии генов, характерных для ЛСК, определенный перед алло-ТГСК, показал прогностическую значимость в отношении развития раннего рецидива ОМЛ после алло-ТГСК.

acute myeloid leukemia in childrenallogeneic hematopoietic stem cell transplantationminimal residual diseaseleukemic stem cellsострый миелоидный лейкоз у детейаллогенная трансплантация гемопоэтических стволовых клетокминимальная остаточная болезньлейкемические стволовые клеткиThe study was supported by the Foundation for the Promotion of Innovation vations "Fond-M", grant No. 0059546Исследование выполнено при поддержке Фонда содействия инновациям «Фонд-М», грант №00595461. Algeri M., Merli P., Locatelli F., Pagliara D. The Role of Allogeneic Hematopoietic Stem Cell Transplantation in Pediatric Leukemia. J Clin Med 2021; 10 (17): 3790. DOI: 10.3390/jcm10173790Algeri M., Merli P., Locatelli F., Pagliara D. The Role of Allogeneic Hematopoietic Stem Cell Transplantation in Pediatric Leukemia. J Clin Med 2021; 10 (17): 3790. DOI: 10.3390/jcm101737902. Бондаренко С. Н. Эффективность аллогенной трансплантации гемопоэтических стволовых клеток с миелоаблативным режимом и режимом кондиционирования со сниженной интенсивностью у детей и подростков с острым миелобластным лейкозом / С. Н. Бондаренко [и др.] // Онкопедиатрия. – 2015. – 2: 396–403.Бондаренко С. Н. Эффективность аллогенной трансплантации гемопоэтических стволовых клеток с миелоаблативным режимом и режимом кондиционирования со сниженной интенсивностью у детей и подростков с острым миелобластным лейкозом / С. Н. Бондаренко [и др.] // Онкопедиатрия. – 2015. – 2: 396–403.3. Uden T., Bertaina A., Abrahamsson J., Ansari M., Balduzzi A., Bourquin J. P., et al. Outcome of children relapsing after first allogeneic haematopoietic stem cell transplantation for acute myeloid leukaemia: a retrospective I-BFM analysis of 333 children. Br J Haematol 2020; 189 (4): 745–50. DOI: 10.1111/bjh.16441Uden T., Bertaina A., Abrahamsson J., Ansari M., Balduzzi A., Bourquin J. P., et al. Outcome of children relapsing after first allogeneic haematopoietic stem cell transplantation for acute myeloid leukaemia: a retrospective I-BFM analysis of 333 children. Br J Haematol 2020; 189 (4): 745–50. DOI: 10.1111/bjh.164414. Buckley S. A., Wood B. L., Othus M., Hourigan C. S., Ustun C., Linden M. A., et al. Minimal residual disease prior to allogeneic hematopoietic cell transplantation in acute myeloid leukemia: A meta-analysis. Haematologica 2017; 102: 865–73. DOI: 10.3324/haematol.2016.159343Buckley S. A., Wood B. L., Othus M., Hourigan C. S., Ustun C., Linden M. A., et al. Minimal residual disease prior to allogeneic hematopoietic cell transplantation in acute myeloid leukemia: A meta-analysis. Haematologica 2017; 102: 865–73. DOI: 10.3324/haematol.2016.1593435. Leung W., Pui C. H., Coustan-Smith E., Yang J., Pei D., Gan K., еt аl. Detectable minimal residual disease before hematopoietic cell transplantation is prognostic but does not preclude cure for children with very-high-risk leukemia. Blood 2012; 120: 468–72. DOI: 10.1182/blood-2012-02-409813Leung W., Pui C. H., Coustan-Smith E., Yang J., Pei D., Gan K., еt аl. Detectable minimal residual disease before hematopoietic cell transplantation is prognostic but does not preclude cure for children with very-high-risk leukemia. Blood 2012; 120: 468–72. DOI: 10.1182/blood-2012-02-4098136. Campana D. Status of minimal residual disease testing in childhood haematological malignancies. Br J Haematol 2008; 143: 481–9. DOI: 10.1111/j.1365-2141.2008.07350.xCampana D. Status of minimal residual disease testing in childhood haematological malignancies. Br J Haematol 2008; 143: 481–9. DOI: 10.1111/j.1365-2141.2008.07350.x7. Schuurhuis G. J., Heuser M., Freeman S., Bené M. C., Buccisano F., Cloos J., et al. Minimal/measurable residual disease in AML: a consensus document from the European Leukemia Net MRD Working Party. Blood 2018; 131: 1275–91. DOI: 10.1182/blood-2017-09-801498Schuurhuis G. J., Heuser M., Freeman S., Bené M. C., Buccisano F., Cloos J., et al. Minimal/measurable residual disease in AML: a consensus document from the European Leukemia Net MRD Working Party. Blood 2018; 131: 1275–91. DOI: 10.1182/blood-2017-09-8014988. Terwijn M., Zeijlemaker W., Kelder A., Rutten A. P., Snel A. N., Scholten W. J., et al. Leukemic stem cell frequency: a strong biomarker for clinical outcome in acute myeloid leukemia. PLoS One 2014; 9 (9): e107587.Terwijn M., Zeijlemaker W., Kelder A., Rutten A. P., Snel A. N., Scholten W. J., et al. Leukemic stem cell frequency: a strong biomarker for clinical outcome in acute myeloid leukemia. PLoS One 2014; 9 (9): e107587.9. Elsayed A. H., Rafiee R., Cao X., Raimondi S., Downing J. R., Ribeiro R., et al. A six-gene leukemic stem cell score identifies high risk pediatric acute myeloid leukemia. Leukemia 2020; 34 (3): 735–45. DOI: 10.1038/s41375-019-0604-8.Elsayed A. H., Rafiee R., Cao X., Raimondi S., Downing J. R., Ribeiro R., et al. A six-gene leukemic stem cell score identifies high risk pediatric acute myeloid leukemia. Leukemia 2020; 34 (3): 735–45. DOI: 10.1038/s41375-019-0604-8.10. Shlush L. I., Mitchell A., Heisler L., Abelson S., Ng S. W. K., Trotman-Grant A., et al. Tracing the origins of relapse in acute myeloid leukaemia to stem cells. Nature 2017; 547 (7661): 104–8.Shlush L. I., Mitchell A., Heisler L., Abelson S., Ng S. W. K., Trotman-Grant A., et al. Tracing the origins of relapse in acute myeloid leukaemia to stem cells. Nature 2017; 547 (7661): 104–8.11. Shin D. Y. Human acute myeloid leukemia stem cells: evolution of concept. Blood Res 2022; 57 (S1): 67–74. DOI: 10.5045/br.2022.2021221Shin D. Y. Human acute myeloid leukemia stem cells: evolution of concept. Blood Res 2022; 57 (S1): 67–74. DOI: 10.5045/br.2022.202122112. Ng S. W., Mitchell A., Kennedy J. A., Chen W. C., McLeod J., Ibrahimova N., et al. A 17-gene stemness score for rapid determination of risk in acute leukaemia. Nature 2016; 540 (7633): 433–7. DOI: 10.1038/nature20598Ng S. W., Mitchell A., Kennedy J. A., Chen W. C., McLeod J., Ibrahimova N., et al. A 17-gene stemness score for rapid determination of risk in acute leukaemia. Nature 2016; 540 (7633): 433–7. DOI: 10.1038/nature2059813. Selleri C., Sato T., Anderson S., Young N. S., Maciejewski J. P. Interferon-gamma and tumor necrosis factor-alpha suppress both early and late stages of hematopoiesis and induce programmed cell death. J Cell Physiol 1995; 165: 538–46.Selleri C., Sato T., Anderson S., Young N. S., Maciejewski J. P. Interferon-gamma and tumor necrosis factor-alpha suppress both early and late stages of hematopoiesis and induce programmed cell death. J Cell Physiol 1995; 165: 538–46.14. Dybedal I., Bryder D., Fossum A., Rusten L. S., Jacobsen S. E. Tumor necrosis factor (TNF)-mediated activation of the p55 TNF receptor negatively regulates maintenance of cycling reconstituting human hematopoietic stem cells. Blood 2001; 98: 1782–91.Dybedal I., Bryder D., Fossum A., Rusten L. S., Jacobsen S. E. Tumor necrosis factor (TNF)-mediated activation of the p55 TNF receptor negatively regulates maintenance of cycling reconstituting human hematopoietic stem cells. Blood 2001; 98: 1782–91.15. Kagoya Y., Yoshimi A., Kataoka K., Nakagawa M., Kumano K., Arai S., et al. Positive feedback between NF-kappaB and TNF-alpha promotes leukemia-initiating cell capacity. J Clin Invest 2014; 124: 528–42.Kagoya Y., Yoshimi A., Kataoka K., Nakagawa M., Kumano K., Arai S., et al. Positive feedback between NF-kappaB and TNF-alpha promotes leukemia-initiating cell capacity. J Clin Invest 2014; 124: 528–42.