Abstract The associations of cytogenetics with complete remission (CR) rates, overall survival (OS), and outcomes after CR were studied in 609 previously untreated AML patients younger than 56 years old in a clinical trial comparing 3 intensive postremission therapies: intensive chemotherapy, autologous transplantation (ABMT), or allogeneic bone marrow transplantation (alloBMT) from matched related donors. Patients were categorized into favorable, intermediate, unfavorable, and unknown cytogenetic risk groups based on pretreatment karyotypes. CR rates varied significantly (P < .0001) among the 4 groups: favorable, 84% (95% confidence interval [CI], 77%-90%); intermediate, 76% (CI, 71%-81%); unfavorable, 55% (CI, 48%-63%); and unknown, 54% (CI, 33%-74%). There was similar significant heterogeneity of OS (P < .0001), with the estimated relative risk of death from any cause being 1.50 (CI, 1.10-2.05), 3.33 (CI, 2.43-4.55), and 2.66 (CI, 1.59-4.45) for the intermediate, unfavorable, and unknown risk groups, respectively, compared with the favorable group. In multivariate analyses, the effects of cytogenetic risk status on CR rate and OS could not be explained by other patient or disease characteristics. Among postremission patients, survival from CR varied significantly among favorable, intermediate, and unfavorable groups (P = .0003), with significant evidence of interaction (P = .017) between the effects of treatment and cytogenetic risk status on survival. Patients with favorable cytogenetics did significantly better following ABMT and alloBMT than with chemotherapy alone, whereas patients with unfavorable cytogenetics did better with alloBMT. Cytogenetic risk status is a significant factor in predicting response of AML patients to therapy; however, to tighten treatment correlates within genetically defined AML subsets, a significantly larger leukemia cytogenetic database is warranted.

We conducted a retrospective analysis of 968 adults with acute myeloid leukemia (AML) on 5 recent Southwest Oncology Group trials to understand how the nature of AML changes with age. Older study patients with AML presented with poorer performance status, lower white blood cell counts, and a lower percentage of marrow blasts. Multidrug resistance was found in 33% of AMLs in patients younger than age 56 compared with 57% in patients older than 75. The percentage of patients with favorable cytogenetics dropped from 17% in those younger than age 56 to 4% in those older than 75. In contrast, the proportion of patients with unfavorable cytogenetics increased from 35% in those younger than age 56 to 51% in patients older than 75. Particularly striking were the increases in abnormalities of chromosomes 5, 7, and 17 among the elderly. The increased incidence of unfavorable cytogenetics contributed to their poorer outcome, and, within each cytogenetic risk group, treatment outcome deteriorated markedly with age. Finally, the combination of a poor performance status and advanced age identified a group of patients with a very high likelihood of dying within 30 days of initiating induction therapy. The distinct biology and clinical responses seen argue for age-specific assessments when evaluating therapies for AML.

Purpose The karyotype is a strong independent prognostic factor in myelodysplastic syndromes (MDS). Since the implementation of the International Prognostic Scoring System (IPSS) in 1997, knowledge concerning the prognostic impact of abnormalities has increased substantially. The present study proposes a new and comprehensive cytogenetic scoring system based on an international data collection of 2,902 patients. Patients and Methods Patients were included from the German-Austrian MDS Study Group (n = 1,193), the International MDS Risk Analysis Workshop (n = 816), the Spanish Hematological Cytogenetics Working Group (n = 849), and the International Working Group on MDS Cytogenetics (n = 44) databases. Patients with primary MDS and oligoblastic acute myeloid leukemia (AML) after MDS treated with supportive care only were evaluated for overall survival (OS) and AML evolution. Internal validation by bootstrap analysis and external validation in an independent patient cohort were performed to confirm the results. Results In total, 19 cytogenetic categories were defined, providing clear prognostic classification in 91% of all patients. The abnormalities were classified into five prognostic subgroups (P < .001): very good (median OS, 61 months; hazard ratio [HR], 0.5; n = 81); good (49 months; HR, 1.0 [reference category]; n = 1,809); intermediate (26 months; HR, 1.6; n = 529); poor (16 months; HR, 2.6; n = 148); and very poor (6 months; HR, 4.2; n = 187). The internal and external validations confirmed the results of the score. Conclusion In conclusion, these data should contribute to the ongoing efforts to update the IPSS by refining the cytogenetic risk categories.

Multidrug-resistant cancer cells frequently overexpress the 110-kD LRP protein (originally named Lung Resistance-related Protein). LRP overexpression has been found to predict a poor response to chemotherapy in acute myeloid leukaemia and ovarian carcinoma. We describe the cloning and chromosome localization of the gene coding for this novel protein. The deduced LRP amino acid sequence shows 87.7% identity with the 104-kD rat major vault protein. Vaults are multi-subunit structures that may be involved in nucleo-cytoplasmic transport. The LRP gene is located on chromosome 16, close to the genes coding for multidrug resistance-associated protein and protein kinase C-β, and may mediate drug resistance, perhaps via a transport process.

Therapeutic resistance is a major obstacle in the treatment of acute myeloid leukemia (AML). Such resistance has been associated with rapid drug efflux mediated by the multidrug resistance gene 1 (MDR1; encoding P-glycoprotein) and more recently with expression of other novel proteins conferring multidrug resistance such as MRP1 (multidrug resistance-associated protein 1) and LRP (lung resistance protein). To determine the frequency and clinical significance of MDR1, MRP1, and LRP in younger AML patients, we developed multiparameter flow cytometric assays to quantify expression of these proteins in pretreatment leukemic blasts from 352 newly diagnosed AML patients (median age, 44 years) registered to a single clinical trial (SWOG 8600). Protein expression was further correlated with functional efflux by leukemic blasts [assessed using two substrates: Di(OC)(2) and Rhodamine 123] and with the ability of MDR-reversing agents to inhibit efflux in vitro. MDR1/P-glycoprotein expression, which was highly correlated with cyclosporine-inhibited efflux, was noted in only 35% of these younger AML patients, distinctly lower than the frequency of 71% we previously reported in AML in the elderly (Blood 89:3323, 1997). Interestingly, MDR1 expression and functional drug efflux increased with patient age, from a frequency of only 17% in patients less than 35 years old to 39% in patients aged 50 years (P =.010). In contrast, MRP1 was expressed in only 10% of cases and decreased with patient age (P =. 024). LRP was detected in 43% of cases and increased significantly with increasing white blood cell counts (P =.0015). LRP was also marginally associated with favorable cytogenetics (P =.012) and French-American-British (FAB) AML FAB subtypes (P =.013), being particularly frequent in M4/M5 cases. Only MDR1/P-glycoprotein expression and cyclosporine-inhibited efflux were significantly associated with complete remission (CR) rate (P(MDR1) =.012; P(efflux) =.039) and resistant disease (RD; P(MDR1) =.0007; P(efflux) =.0092). No such correlations were observed for MRP1 (P(CR) =.93; P(RD) =.55) or LRP (P(CR) =.50; P(RD) =.53). None of these parameters were associated with overall or relapse-free survival. Unexpectedly, a distinct and nonoverlapping phenotype was detected in 18% of these cases: cyclosporine-resistant efflux not associated with MDR1, MRP1, or LRP expression, implying the existence of other as yet undefined efflux mechanisms in AML. In summary, MDR1 is less frequent in younger AML patients, which may in part explain their better response to therapy. Neither MRP1 nor LRP are significant predictors of outcome in this patient group. Thus, inclusion of MDR1-modulators alone may benefit younger AML patients with MDR1(+) disease.

Key Points The addition of gemtuzumab ozogamicin to induction or maintenance therapy failed to improve the complete response rate or overall survival in patients with acute myeloid leukemia.

Metastatic neuroblastoma is a poor-prognosis malignancy arising during childhood that overexpresses the L1-cell adhesion molecule (CD171). We have previously described a tumor L1-cell adhesion molecule-specific, single chain antibody-derived, chimeric antigen receptor designated CE7R for re-directing the antigen-specific effector functioning of cytolytic T lymphocytes. Here, we report on the feasibility of isolating, and the safety of infusing, autologous CD8+ cytolytic T lymphocyte clones co-expressing CE7R and the selection-suicide expression enzyme HyTK in children with recurrent/refractory neuroblastoma. The cytolytic T lymphocyte products were derived from peripheral blood mononuclear cells that were subjected to polyclonal activation, plasmid vector electrotransfer, limiting dilution hygromycin selection, and expansion to numbers sufficient for adoptive transfer. In total, 12 infusions (nine at 108 cells/m2, three at 109 cells/m2) were administered to six patients. No overt toxicities to tissues known to express L1-cell adhesion molecule (e.g., central nervous system, adrenal medulla, and sympathetic ganglia) were observed. The persistence of cytolytic T lymphocyte clones in the circulation, measured by vector-specific quantitative polymerase chain reaction, was short (1-7 days) in patients with bulky disease, but significantly longer (42 days) in a patient with a limited disease burden. This first-in-humans pilot study sets the stage for clinical trials employing adoptive transfer in the context of minimal residual disease. Metastatic neuroblastoma is a poor-prognosis malignancy arising during childhood that overexpresses the L1-cell adhesion molecule (CD171). We have previously described a tumor L1-cell adhesion molecule-specific, single chain antibody-derived, chimeric antigen receptor designated CE7R for re-directing the antigen-specific effector functioning of cytolytic T lymphocytes. Here, we report on the feasibility of isolating, and the safety of infusing, autologous CD8+ cytolytic T lymphocyte clones co-expressing CE7R and the selection-suicide expression enzyme HyTK in children with recurrent/refractory neuroblastoma. The cytolytic T lymphocyte products were derived from peripheral blood mononuclear cells that were subjected to polyclonal activation, plasmid vector electrotransfer, limiting dilution hygromycin selection, and expansion to numbers sufficient for adoptive transfer. In total, 12 infusions (nine at 108 cells/m2, three at 109 cells/m2) were administered to six patients. No overt toxicities to tissues known to express L1-cell adhesion molecule (e.g., central nervous system, adrenal medulla, and sympathetic ganglia) were observed. The persistence of cytolytic T lymphocyte clones in the circulation, measured by vector-specific quantitative polymerase chain reaction, was short (1-7 days) in patients with bulky disease, but significantly longer (42 days) in a patient with a limited disease burden. This first-in-humans pilot study sets the stage for clinical trials employing adoptive transfer in the context of minimal residual disease.

Abstract The BCR/ABL tyrosine kinase inhibitor imatinib mesylate (Gleevec, STI571; Novartis, Basel, Switzerland) has shown remarkable efficacy in the treatment of chronic myelogenous leukemia (CML), with a high proportion of patients achieving complete cytogenetic responses (CCRs). However, it is not clear whether remissions will be durable and whether imatinib mesylate can eliminate the malignant primitive progenitors in which the disease arises. We investigated whether residual BCR/ABL+ hematopoietic progenitors were present in patients who achieved CCRs with imatinib mesylate treatment. CD34+ progenitor cells were selected from bone marrow mononuclear cells (MNCs) and analyzed for the presence of the BCR/ABL fusion gene by fluorescence in situ hybridization (FISH). CD34+ cells were also plated in committed progenitor (colony-forming cell, or CFC) and primitive progenitor (long-term bone marrow culture-initiating cell, or LTCIC) cultures and resulting colonies analyzed for the presence of BCR/ABL+ cells by FISH. Using these assays, residual BCR/ABL+ progenitors were detected in all patients studied. Quantitative reverse transcriptase–polymerase chain reaction (RT-PCR) analysis demonstrated increased levels of BCR/ABL mRNA in CD34+ cells compared with total MNCs. Evaluation of samples collected at different time points demonstrated persistence of BCR/ABL+ progenitors despite continued treatment with imatinib mesylate. Our results indicate that inhibition of BCR/ABL tyrosine kinase activity by imatinib mesylate does not eliminate malignant primitive progenitors in CML patients. Patients in CCR with imatinib mesylate treatment need to be followed carefully to assess for risk of relapse.

The prevalence and significance of genetic abnormalities in older patients with acute myeloid leukemia (AML) are unknown. Polymerase chain reactions and single-stranded conformational polymorphism analyses were used to examine 140 elderly AML patients enrolled in the Southwest Oncology Group study 9031 for FLT3, RAS, and TP53 mutations, which were found in 34%, 19%, and 9% of patients, respectively. All but one of the FLT3 (46 of 47) mutations were internal tandem duplications (ITDs) within exons 11 and 12. In the remaining case, a novel internal tandem triplication was found in exon 11. FLT3 ITDs were associated with higher white blood cell counts, higher peripheral blast percentages, normal cytogenetics, and less disease resistance. All RAS mutations (28 of 28) were missense point mutations in codons 12, 13, or 61. RAS mutations were associated with lower peripheral blast and bone marrow blast percentages. Only 2 of 47 patients with FLT3 ITDs also had a RAS mutation, indicating a significant negative association between FLT3 and RAS mutations (P =.0013). Most TP53 mutations (11 of 12) were missense point mutations in exons 5 to 8 and were associated with abnormal cytogenetics, especially abnormalities in both chromosomes 5 and 7. FLT3 and RAS mutations were not associated with inferior clinical outcomes, but TP53 mutations were associated with a worse overall survival (median 1 versus 8 months, P =.0007). These results indicate that mutations in FLT3, RAS, or TP53 are common in older patients with AML and are associated with specific AML phenotypes as defined by laboratory values, cytogenetics, and clinical outcomes. (Blood. 2001;97:3589-3595)