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.

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.

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)