非血缘异基因造血干细胞移植

造血干细胞来源于无血缘关系供者的造血干细胞移植手术。用于治疗血液系统肿瘤和其他实体瘤,也可治疗再生障碍性贫血、免疫系统疾病及遗传性疾病。

志愿者在造血干细胞供者登记中心进行人类白细胞抗原(HLA)分型检测并登记资料,患者通过HLA分型的匹配情况寻找潜在供者,进行造血干细胞移植。

简史

异基因造血干细胞移植是多种血液系统恶性疾病和遗传性疾病的唯一治愈方法,来自同胞兄弟姐妹的亲缘HLA全相合造血干细胞被认为是首选的造血干细胞来源。然而随着家庭规模日益小型化,在欧美国家也仅有30%的患者能找到HLA相合的亲缘供者,中国计划生育政策实施多年后,传统的亲缘HLA全相合移植的机会更是急剧减少,供者的缺乏极大程度地限制了异基因造血干细胞移植的应用,因此,在中国,寻找新的干细胞来源成为造血干细胞移植发展的重点,从无关人群中寻找HLA相合的非血缘异基因供者成为解决问题的有效途径。

1958年,HLA的发现使骨髓移植进入新阶段。20世纪60年代后,随着对HLA在造血干细胞移植中的作用的认识及HLA配型技术标准化,移植供者的选择更为合理。1973年第一例非血缘异基因骨髓移植获得成功,移植医生E.D.托马斯(Edward Donnall Thomas,美国,1920~2012)因在异基因骨髓移植中的先驱工作而于1990年获诺贝尔生理医学奖。经过移植工作者多年的探索和改进,非血缘异基因造血干细胞移植已获得与亲缘供者移植相同的治疗效果,成为替代亲缘供者移植的最佳选择。

造血干细胞供者登记

造血干细胞供者登记中心
在非血缘关系人群中,HLA相合的概率仅为1/10000~1/100000,因此,建立大规模的骨髓捐赠登记中心(骨髓库)就成为开展非血缘HLA相合造血干细胞移植的关键。截至21世纪20世纪初,全球范围大约有超过50个国家成立骨髓捐赠登记中心,已登记的捐赠志愿者超过1400万人。中国台湾地区的慈济骨髓干细胞中心是最早开展的华人骨髓库之一,截至2017年2月底拥有志愿捐赠者超过41万人,累计完成造血干细胞移植4000余例,并多次为中国大陆及周边国家骨髓移植受者配型送髓成功,为中国的造血干细胞移植事业发展做出了重要贡献。中国大陆地区的骨髓库事业始于1992年经中国卫生部(今卫生健康委员会)批准建立的“中国非血缘关系骨髓移植供者资料检索库”,2001年中国红十字会重新启动了建设资料库的工作,成立“中国造血干细胞移植捐赠者资料库”(简称中华骨髓库),至2017年2月底,已有登记资料超过235万人份,累计完成造血干细胞移植6000余例。

加入中华骨髓库和造血干细胞捐献
在中国,凡年龄在18~45周岁,身体健康,经血液检查合格者,都可以成为造血干细胞捐献者。捐献要求包括:
①丙氨酸氨基转移酶(ALT)≤40单位。
②乙型肝炎病毒表面抗原阴性。
③丙型肝炎病毒抗体阴性。
④艾滋病病毒抗体阴性。
⑤梅毒试验阴性。
⑥其他项目符合献血要求。
捐献造血干细胞时,无须捐献者支付任何费用。捐献者要做到申请时深思熟虑,捐献时义无反顾,避免临捐时反悔和流失。每一位志愿捐献者在登记时要认真了解血液科学知识和捐献造血干细胞的常识,熟悉捐献流程。捐献造血干细胞的过程可分为以下九个步骤:
①申请入库。
②信息及检测数据入库。
③HLA初配相合再动员。
④再次留血样进行高分辨配型复合检测。
⑤采前体格检查。
⑥注射造血干细胞动员剂。
⑦采集外周血造血干细胞。
⑧采后观察。
⑨跟踪随访。

非血缘异基因造血干细胞移植技术

非血缘造血干细胞采集和移植技术规范
医疗机构应当保证造血干细胞来源合法,配备相应的造血干细胞采集设备和应急抢救设备。造血干细胞采集和移植应严格遵守相关技术操作规范和诊疗指南,一般采用粒细胞集落刺激因子(G-CSF)5~10微克/千克/天,动员4~6天后用细胞分离机采集。造血干细胞悬液采集量为50~200毫升/人/次,采集次数不超过2次,每次循环处理血量不多于15000毫升。当CD34+细胞数达到2×106个/千克或有核细胞数达到5×108个/千克时,不再采集。是否行造血干细胞移植手术应根据患者病情、可选择的治疗方案等因素综合判断,因病施治,合理治疗,科学、严格掌握适应证。

在中国,负责造血干细胞采集工作的医师应当有副主任医师以上专业技术职务任职资格,有5年以上血液内科工作经验和造血干细胞采集经验。负责造血干细胞移植工作的医师还应当有高级专业技术职务任职资格,有10年以上血液内科工作经验、参与血缘造血干细胞移植工作5年以上,有造血干细胞移植并发症的诊断和处理能力。造血干细胞采集和移植前履行告知程序,签署知情同意书。

预处理
在进行造血干细胞移植前,受者接受的超大剂量化疗和放疗称为预处理。预处理的目的是最大限度清除患者体内恶性肿瘤细胞,同时抑制受体免疫系统以免排斥移植物以获得移植成功。预处理的主要方法有采用全身照射、细胞毒药物和免疫抑制剂。根据预处理的强度,预处理方案大致分为清髓性造血干细胞移植(HSCT)和非清髓性造血干细胞移植(NST),以及在两者之间的降低预处理强度(RIC)的HSCT。NST的主要适应证为疾病进展缓慢、肿瘤负荷相对小,且对移植物抗白血病(GVL)较敏感、不适合常规移植、年龄较大(>50岁)的患者。对于大多数年轻的恶性肿瘤患者仍以传统清髓性预处理为主。

植入证据和成分输血
在非血缘异基因造血干细胞移植中,供者造血干细胞的植入是移植成功的标志。植入证据可通过检测供、受者之间不同的基因标记找到,常用的方法有生化方法、细胞遗传学分析和分子生物学分析三大类。临床上寻找植入证据是观察自移植起血细胞恢复的程度,一般来讲,中性粒细胞多在4周内回升至>0.5×109个/升,而血小板回升至≥50×109个/升的时间多长于4周,红细胞恢复则需要数月。

由于移植前大剂量放疗、化疗的预处理,患者骨髓造血细胞被清除,以及免疫抑制剂的使用造成的免疫功能低下,使得非血缘异基因造血干细胞移植患者在造血重建前对成分输血的需求更大。红细胞输注的指征是血细胞比容≤0.30或血红蛋白≤70g/L;血小板输注的指征是血小板≤20×109个/升。所有含细胞成分的血制品均需辐照25~30戈瑞(Gy)以灭活淋巴细胞,从而预防输血相关排异反应。

主要并发症

非血缘异基因造血干细胞移植的主要并发症包括移植物抗宿主病、感染和疾病复发。

移植物抗宿主病
由于供受者之间免疫遗传学的差异,造血干细胞移植后可能出现供者淋巴细胞攻击受者组织器官的现象,称为移植物抗宿主病(GVHD)。GVHD是异基因造血干细胞移植后特有的并发症,是移植治疗相关死亡主要原因之一。尤其在非血缘异基因造血干细胞移植中,供受者遗传背景差异较大,且由于科学研究的局限性,在检测的10个HLA位点完全匹配的情况下,仍可能存在其他组织相容性系统的不匹配而引发GVHD。移植后100天内发生的GVHD称为急性GVHD,100天以后发生的GVHD称为慢性GVHD。国际血液与骨髓移植中心(CIBMTR)对2013~2014年移植病患死亡原因的数据分析显示,在非血缘异基因造血干细胞移植和HLA相合的亲缘造血干细胞移植中急性GVHD导致的死亡分别占10%和9%,慢性GVHD导致的死亡分别占9%和7%。所以GVHD是非血缘异基因造血干细胞移植需要重点关注的问题。

急性GVHD治疗的一线药物为糖皮质激素,其他二线药物有抗胸腺细胞球蛋白(ATG)、抗T细胞或IL-2受体的单克隆抗体、抗肿瘤坏死因子抗体、吗替麦考酚酯(MMF)、FK506和西罗莫司等。慢性GVHD的治疗以免疫抑制为主,但需预防感染。

感染
造血干细胞移植患者在大强度预处理后、造血重建之前,存在低细胞期,且由于预防GVHD的免疫抑制剂的应用,使患者免疫功能低下,容易发生病原体感染。非血缘异基因造血干细胞移植患者由于免疫抑制剂使用时间较长,免疫重建较慢,更容易发生感染。CIBMTR的统计显示,非血缘异基因造血干细胞移植后100天内及100天后死亡原因中,感染分别占18%和10%。常见的细菌感染为条件致病菌,如很多革兰阴性菌、链球菌、表皮葡萄球菌等,这类细菌只会在免疫功能缺陷时导致疾病,常用广谱抗菌药结合药敏试验进行治疗。病毒感染包括原发性病毒感染和潜伏于宿主体内的病毒的再激活,常见的病毒感染包括人类疱疹病毒4型(EB病毒)、巨细胞病毒(CMV)、单纯疱疹病毒(HSV)、多瘤病毒(BK病毒)等,常用药物抗病毒药物有阿昔洛韦、更昔洛韦等。真菌侵入患者体内可导致侵袭性真菌病,主要致病菌有假丝酵母菌、隐球菌和曲霉菌等,需根据临床表现及感染种类选择抗真菌药物。

复发
供者和受者之间HLA的不合会增加GVHD的风险,但同时也可以增强移植物抗白血病效应(GVL效应)而预防复发。CIBMTR对2013~2014年移植病患死亡原因的数据分析显示,在非血缘异基因造血干细胞移植和HLA相合的亲缘造血干细胞移植中复发导致的死亡分别占46%和57%。移植后白血病复发是导致移植病患死亡的首要原因,因此有效预防、监测和早期干预对于降低移植后复发率、提高复发患者生存率尤其重要。对于复发患者,停用免疫抑制药物及供者淋巴细胞输注(DLI)是最常用的手段,二次移植的应用由于较高的移植相关死亡率和有限的疗效而受限。新型的嵌合抗原受体T细胞免疫疗法(CAR-T)对难治复发白血病疗效显著,具有良好的应用前景。

随着大型供者登记中心的建立,HLA分子生物学配型方法的临床应用,发病机制及防治方法研究的进步,促进免疫重建机制的研究和应用以及有效的预防感染的措施,非血缘异基因造血干细胞移植的疗效正不断提高,已达到与同胞供者异基因造血干细胞移植接近的疗效。

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