Оценка качества трансплантата гемопоэтических стволовых клеток

Обновлено: 05.06.2024

Трансплантация гемопоэтических стволовых клеток (ГСК) - быстроразвивающаяся технология, которая потенциально может позволить добиться излечения при злокачественных заболеваниях крови (лейкемиях Обзоры лейкемии (Overview of Leukemia) Лейкоз представляет собой злокачественное заболевание, характеризующееся производством избыточного количества незрелых или аномальных лейкоцитов, что в конечном итоге приводит к подавлению производства. Прочитайте дополнительные сведения , лимфомах Обзор лимфомы (Overview of Lymphoma) Лимфомы представляют собой гетерогенную группу заболеваний, происходящих из клеток ретикулоэндотелиальной и лимфатической системы. Основными типами являются Лимфома Ходжкина Неходжкинская лимфома. Прочитайте дополнительные сведения , миеломах Множественная миелома Множественная миелома является злокачественной плазмоклеточной опухолью, продуцирующей моноклональные иммуноглобулины, которые внедряются в прилежащую костную ткань и разрушают ее. К характерным. Прочитайте дополнительные сведения , миелодисплазии Миелодиспластический синдром (МДС) Миелодиспластический синдром (МДС) представляет собой группу клональных заболеваний гемопоэтических стволовых клеток, для которых характерны периферическая цитопения, диспластические гемопоэтические. Прочитайте дополнительные сведения ). Трансплантация ГСК также иногда используется при солидных опухолях (например, некоторые опухоли зародышевых клеток), которые реагируют на химиотерапию. (См. также Обзор трансплантации (Overview of Transplantation) Обзор трансплантации (Overview of Transplantation) Трансплантатами могут быть собственные ткани пациента (аутотрансплантанты; например, кости, костный мозг и трансплантаты кожи) Генетически идентичная (сингенная [от монозиготных близнецов]). Прочитайте дополнительные сведения ).

Трансплантация ГСК содействует излечению путем:

Восстановления костного мозга после миелоаблативного уничтожения рака

Замены аномального костного мозга на нормальный костный мозг при доброкачественных гематологических заболеваниях

Трансплантация ГСК может быть аутогенной (с использованием собственных клеток пациента) или аллогенной (с использованием клеток от донора). Забор стволовых клеток могут проводится из

Периферическая кровь в значительной степени заменила костный мозг как источник стволовых клеток, особенно при аутотрансплантации ГСК, поскольку проводить забор стволовых клеток легче, а восстановление уровня нейтрофилов и тромбоцитов происходит быстрее. Трансплантация ГСК пуповинной крови зачастую используется только у детей, поскольку для взрослого человека в ней слишком мало стволовых клеток. Потенциальным будущим источником стволовых клеток являются плюрипотентные стволовые клетки (определенные клетки, взятые у взрослых и перепрограммированные, чтобы действовать как стволовые клетки).

Для аутогенной трансплантации ГСК нет противопоказаний.

Относительные противопоказания к аллогенной трансплантации ГСК включают возраст старше 50 лет, наличие предыдущих трансплантаций ГСК (ТГСК) и тяжелые сопутствующие заболевания.

Аллогенная ТГСК ограничена, в основном, нехваткой тканесовместимых доноров. Идеальным донором является брат или сестра с идентичным главным комплексом гистосовместимости человека (НLA), далее следует брат или сестра с совместимым HLA. Поэтому часто используются родственные HLA-несовместимые доноры ГСК или неродственные совместимые (найденные в международных регистрах). Однако, уровень долгосрочной выживаемости без сопутствующих осложнений может быть ниже по сравнению с трансплантациями ГСК от HLA-идентичных родственных доноров.

Технология использования ГСК, выделенных из пуповинной крови, в стадии отработки, находится в зачаточном состоянии, но набирает интерес. Около 20 000 процедур трансплантаций пуповинной крови было сделано с момента введения этой процедуры в 1989 году. Поскольку пуповинная кровь содержит незрелые стволовые клетки, HLA-подбор не так важен, чем при других типах трансплантации гемопоэтических стволовых клеток. Одной из проблем, связанных с процедурой, является незрелая антигенная природа иммунных клеток в пуповинной крови, что приводит к увеличению процента необученных Т-клеток и увеличивает степени риска реактивации инфекций цитомегаловирусом или вирусом Эбштейна-Барр.

Методика

Для выделения костномозговых стволовых клеток аспирируется 700-1 500 мл (максимально 15 мл/кг) костного мозга из заднего гребня подвздошной кости донора; при этом используется местная или общая анестезия.

Для выделения стволовых клеток из периферической крови донору вводят рекомбинантные факторы роста (гранулоцит-колониестимулирующий фактор или гранулоцит-макрофаг-колониестимулирующий фактор) для стимуляции пролиферации и мобилизации стволовых клеток, последующий стандартный аферез проводится через 4-6 дней. Затем для идентификации и выделения стволовых клеток производится флуоресцентно-активированная сортировка клеток.

Стволовые клетки вводятся в течение 1-2 часов посредством центрального венозного катетера большого диаметра.

Режимы кондиционирования

Чтобы не произошло отторжения трансплантата, перед аллогенной трансплантацией гематопоэтических стволовых клеток в случае рака реципиенту для индуцирования ремиссии и супрессии иммунной системы в первую очередь назначают режим кондиционирования (например, миелоаблятивный режим, такой как назначение циклофосфамида 60 мг/кг/день 1 раз в день внутривенно в течение 2 дней с общим полнодозовым облучением всего тела, или бусульфан 1 мг/кг перорально 4 раза в день в течение 4 дней и циклофосфамид без общего облучения).

Подобные режимы кондиционирования используются при аллогенной ТГСК, даже если это при данном злокачественном заболевании не показано, для снижения частоты случаев отторжения и рецидива.

Такие схемы кондиционирования не используется до аутогенной ТГСК при заболевании раком; вместо этого используются специфические к раку лекарственные средства.

Немиелоаблативный иммуносупрессивный режим кондиционирования (например, циклофосфамид, облучение тимуса, антитимоцитарный глобулин [АТГ], и/или циклоспорин) может снизить риск заболевания и смерти и полезен пожилым пациентам, пациентам с сопутствующими заболеваниями и восприимчивым к реакции «трансплантат против опухоли» (например, с множественной миеломой).

Режимы с пониженной интенсивностью (например, флударабин с мелфаланом, пероральным бусульфаном или циклофосфамидом) по степени интенсивности и токсичности находятся между миелоаблативными и немиелоаблативными режимами кондиционирования. Цитопения, возникающая в результате лечения, может быть продолжительной и приводить к серьезным осложнениям и смерти, а также требует назначения терапии стволовыми клетками.

После трансплантации

После трансплантации гемопоэтических стволовых клеток, реципиент получает колониестимулирующие факторы для уменьшения продолжительности посттрансплантационной лейкопении, профилактический курс лекарственных средств Инфекция для защиты от инфекций, а при аллогенной ТКСК - профилактический курс иммуносупрессантов продолжительностью до 6 месяцев (обычно метотрексат и циклоспорин) для предупреждения реакции со стороны донорских Т-лимфоцитов по отношению к молекулам HLA реципиента (болезнь «трансплантат против хозяина»). Если пациент не лихорадит, от приема антибиотиков широкого спектра действия обычно воздерживаются.

Приживление трансплантата обычно происходит через 10-20 дней после ТГСК (раньше в случае трансплантации стволовых клеток из периферической крови) и определяется по абсолютному числу нейтрофилов > 500 мкл ( > 0,5 × 10 9 /л) на литр.

Осложнения трансплантации гемопоэтических стволовых клеток

Осложнения после трансплантации стволовых клеток могут возникнуть в раннем периоде (менее чем через 100 дней после трансплантации) или в позднем периоде. После аллогенной ТГСК риск инфекций увеличивается.

Ранние осложнения

Серьезные ранние осложнения включают:

Острая реакция «трансплантат против хозяина» (РТПХ)

Нарушение приживления и отторжение встречаются у 5% пациентов и проявляются персистирующей панцитопенией или необратимым снижением числа клеток крови. Лечение проводится глюкокортикоидами в течение нескольких недель.

Острая РТПХ отмечается у реципиентов при аллогенной трансплантацией КСК (у 40% пациентов, получивших клетки от HLA-совместимых сибсов, и у 80% - от неродственных доноров). При таком состоянии отмечается лихорадка, сыпь, гепатит с гипербилирубинемией, рвота, диарея, боли в животе (с возможным развитием кишечной непроходимости) и потеря веса.

Факторы риска острой РТПХ включают:

Несоответствие по половому признаку и системе НLA-антигенов

Пожилой возраст реципиента и/или донора

Предварительная сенсибилизация донора

Неадекватная профилактика БТПХ

Диагноз острой БТПХ ставится на основании данных анамнеза, объектвного обследования и результатов печеночных проб. Лечение: метилпреднизолон 2 мг/кг внутривенно 1 раз в день, с увеличением дозы до 10 мг/кг при отсутствии ответа в течение 5 дней.

Поздние осложнения

Серьезные поздние осложнения включают:

Хроническая БТПХ может возникать самостоятельно, развиваться из острой БТПХ или появляться после разрешения острой БТПХ. Хроническая БТПХ начинается обычно через 4-7 месяцев после ТГСК (период может варьировать от 2 месяцев до 2 лет). Хроническая БТПХ наблюдается у реципиентов при аллогенной ТГСК (у 35-50% реципиентов, получивших трансплантаты от HLA-совместимых родственных доноров, 60-70% - от неродственных доноров).

Хроническая БТПХ поражает в первую очередь кожу (например, лихеноидная сыпь, склеротические изменения кожи) и слизистые (например, сухой кератоконъюнктивит, периодонтит, орогенитальные лихеноидные реакции), а также желудочно-кишечный тракт и печень. Основной характеристикой является иммунодефицит; могут развиваться также облитерирующие бронхиолиты, подобные тем, которые развиваются при трансплантации легких. В конечном счете, БТПХ приводит к смерти 20-40% пациентов, у которых она развилась.

Лечение БТПХ, которая влияет на кожу и слизистые, необязательно; при более тяжелых состояниях лечение подобно таковому при острой БТПХ. Используя моноклональные антитела или механическую сепарацию, добиваются истощения Т-лимфоцитов в аллогенном донорском трансплантате, что снижает частоту и тяжесть БТПХ, но это также снижает реакцию «трансплантат против опухоли», что может усилить клеточную пролиферацию, улучшить приживание и снизить частоту рецидивов болезни. Частота рецидивов при использовании аллогенных ГСК выше из-за отсутствия влияния реакции "трансплантат против опухоли", и из-за того, что могут быть трансплантированы циркулирующие опухолевые клетки, случайно собраные вместе со стволовыми клетками. Ex vivo исследуются опухолевые клетки, выделенные перед аутогенной трансплантацией.

У пациентов без хронической БТПХ назначение всех иммуносупрессантов может быть прекращено через 6 месяцев после ТГСК; таким образом, поздние осложнения у этой группы пациентов редки.

Прогноз при трансплантации гемопоэтических стволовых клеток

Прогноз после трансплантации ГСК варьирует в зависимости от показаний и выполняемой процедуры.

В целом, рецидив заболевания происходит у

40-75% реципиентов аутогенных ГСК трансплантатов

10-40% реципиентов аллогенных ГСК трансплантатов

В целом, показатели успешного лечения (без рака костного мозга) составляют

30-40% пациентов с рецидивом лимфомы, чувствительной к химиотерапии

20-50% пациентов с острым лейкозом в стадии ремиссии

По сравнению с применением только химиотерапии, трансплантация ГСК улучшает выживаемость больных с множественной миеломой. Показатель успешного лечения ниже у пациентов с более запущенным заболеванием или с реактивным солидным раком (например, опухоли эмбриональных клеток). Частота рецидивирования снижается у пациентов с болезнью трансплантат против хозяина (БТПХ), но в целом смертность увеличивается, если БТПХ протекает тяжело.

Интенсивный режим кондиционирования, эффективная профилактика БТПХ, курс лечения на основе циклоспорина и качественная поддерживающая терапия (например, при необходимости, антибиотиками, профилактика инфицирования вирусом герпеса и ЦМВ) увеличивают длительную выживаемость после ТГСК без рецидива заболевания.

Что нужно знать и понимать

Клетки крови необходимы для жизни. Когда в силу разных причин клетки крови перестают правильно функционировать может понадобиться трансплантация гемопоэтических стволовых клеток крови, костного мозга или пуповинной крови.

При трансплантации гемопоэтические стволовые клетки здорового донора переливаются в кровоток пациента, где они приживаются и начинают производить здоровые эритроциты, лейкоциты и тромбоциты. Систему кроветворения пациента «перезапускают» с помощью подготовительной химиотерапии и иногда облучения всего тела перед трансплантацией. Сама процедура трансплантации в «день 0» выглядит как переливание продуктов крови через внутривенный катетер.

Трансплантация гемопоэтических стволовых клеток - метод лечения, который применяется при тяжелых формах острого лейкоза и других злокачественных болезнях крови, в тех случаях, когда излечение при помощи обычной химиотерапии невозможно.

Высокие дозы химиопрепаратов и лекарств, подавляющих работу иммунной системы. Кондиционирование начинается за 7-10 дней до переливания донорских клеток. Цель кондиционирования - уничтожение остатка клеток опухоли (лейкоза) и "выключение" иммунной системы пациента.

Собственно переливание донорских клеток. Трансплантат может быть получен из костного мозга или из периферической крови. Трансплантат состоит из сложной смеси клеток: стволовых клеток, из которых развиваются все клетки крови и разных видов лейкоцитов: Т-лимфоцитов, В-лимфоцитов, моноцитов и многих других.

Восстановление кроветворения из донорских стволовых клеток. Происходит обычно через две-три недели после трансплантации. После нормализации анализа крови (лейкоциты, тромбоциты и гемоглобин) пациент перестает нуждаться в переливаниях компонентов крови.

Полное восстановление работы иммунной системы занимает от шести до двенадцати месяцев, в зависимости от многих факторов (возраст пациента, вид трансплантации).

Существуют три основных причины неудачной трансплантации:

1. Рецидив основного заболевания (лейкоза). Риск рецидива заболевания зависит от многих факторов, в первую очередь - от биологических особенностей клеток опухоли и количества опухолевых клеток в организме пациента в момент трансплантации. Если опухолевых клеток мало (пациент находится в ремиссии), вероятность рецидива снижается. Если опухолевых клеток много (рефрактерное течение лейкоза), риск рецидива после пересадки очень большой.

2. Реакция «трансплантат-против-хозяина» (РТПХ) - особое осложнение, при котором донорские Т-лимфоциты, содержащиеся в трансплантате, вызывают сильное воспаление органов у пациента. При острой РТПХ, которая развивается в первые три месяца после пересадки, чаще всего повреждаются кожа, печень и кишечник. При хронической РТПХ, которая развивается через 3-12 месяцев после пересадки, может происходить поражение кожи, суставов, легких, слизистых оболочек, печени, желудка и кишечника. РТПХ - самое тяжелое осложнение пересадки кроветворных стволовых клеток, приводящее к смерти 5-15% пациентов после трансплантации.

3. Тяжелые инфекции, развитие которых связано с плохой работы иммунной системы в первые месяцы после трансплантации. У некоторых пациентов вирусная, грибковая или бактериальная инфекция могут стать причиной смерти.

Оценка качества трансплантата гемопоэтических стволовых клеток

Количество гемопоэтических стволовых клеток, необходимое для различных видов трансплантации, значительно варьирует и несомненно зависит от источника их получения (костный мозг, периферических стволовых клеток крови (ПСКК), пуповинная кровь).

Все образцы гемопоэтических стволовых клеток независимо от метода заготовки подвергаются исследованию на содержание ядросодержащих клеток, мононуклеаров, а также клеток CD34+. Образцы пуповинной крови (ПК) обследуют на стерильность, наличие гемотрансмиссивных инфекций, перечень которых представлен в Приказе МЗ РФ № 325 от 25.07.2003 г. «О развитии клеточных технологий в Российской Федерации», типируют по системе HLA; подвергают иммуногематологическому исследованию.

В образцах пуповинной крови большинство зарубежных исследователей рекомендуют определять количество КОЕ.

Для оценки исследуемых клеточных взвесей in vitro в большинстве лабораторий производят следующее:
• подсчет количества лейкоцитов и эритроцитов в камере Горяева методом световой микроскопии; определение относительного содержания клеток мононуклеарного ряда в концентрате гемопоэтических стволовых клеток;
• оценку количества КОЕ, КОЕ-Г/ГМ, БОЕ, колониеобразующих единиц эритропоэза (КОЕ-Е), КОЕ-ГЭММ на 1 кг массы тела реципиента после культивирования гемопоэтических стволовых клеток в полужидких средах, что помогает оценить влияние хранения на жизнеспособность гемопоэтических стволовых клеток и возможную скорость их приживления. Однако этот метод дает представление о качестве полученного трансплантата лишь через 14 дней после его заготовки;
• количественную идентификацию гемопоэтических стволовых клеток (CD34+, CD133+) с использованием специфических моноклональных антител и проточного цитофлуориметра, что является самым адекватным способом определения качества трансплантата.

Гемопоэтические стволовые клетки характеризуются наличием экспрессии высокогликозилированного мембранного гликопротеина с мол. массой 115 000 (CD34+-антиген), функция которого окончательно не установлена. CD34+-антиген выявляется на гемопоэтических стволовых клетках, субпопуляциях стромальных клеток, эндотелии мелких сосудов различных органов и других тканях.

Идентификация клеток CD34+ возможна методом иммунофлюоресценции. Экспрессия CD34+-антигена определяется на поверхности 1—4 % клеток нормального костного мозга, пуповинной крови или гемопоэтических стволовых клеток крови после их мобилизации с помощью цитостатических препаратов и/или рекомбинантных ростовых факторов.

В настоящее время чрезвычайно интенсивно изучается значение антигена CD133, который является гомологом трансмембранного гликопротеина (prominin 5-transmembrane glycoproteins — PROML 1), селективно экспрессируемого на 30—60 % CD34+-клеток, включая антигены CD34bright, CD34dim/neg, HLA-DR-, CD117+, CD90+, c-kit+. С0133-антиген также экспрессируется на КОЕ-ГМ, КОЕ-ГЭММ, клетках, инициирующих длительную культуру (LTCIC — long term culture initiating cells).

Экспрессия CD133-антигена установлена на эндотелиальных клетках. Показано, что популяция клеток CD133+CD34-, по всей видимости, является фракцией, ответственной за дифференцировку в миелоидный и лимфоидный ростки кроветворения.

Перспективность применения CD133+-клеток при трансплантации гемопоэтических стволовых клеток изучается.

Для успешного проведения трансплантации гемопоэтических стволовых клеток клеточная взвесь аутологичного костного мозга (трансплантата) должна иметь более 1—2 • 10 8 ядросодержащих клеток на 1 кг массы тела реципиента, КОЕ-ГМ — более 1 • 104/кг. Для аллогенного костного мозга эти критерии составляют: ядросодержащих клеток более 2 • 10 8 /кг, количество КОЕ-ГМ — более 5 • 10 4 /кг.

Критерием адекватности дозы периферических стволовых клеток крови для аутологичной трансплантации является количество мононуклеаров, превышающее 4—8 • 10 8 /кт, КОЕ-ГМ — более 10—50 • 10 4 /кг, CD34+-клеток - более 2 • 10 6 /кг, а для концентрата при алло-ТПСКК количество мононуклеаров более 6—8•10 8 /кг, КОЕ-ГМ — более 10-50 • 10 4 /кг, CD34+-клеток - более 5 • 10 6 /кг.

Для успешного выполнения гаплоидентичной алло-трансплантации периферических стволовых клеток крови количество CD34+-клеток в трансплантате должно превышать 10 • 10 6 на 1 кг массы тела реципиента, количество CD3+-клеток быть менее 3•10 4 /кг, CD20+-клеток - менее 3 • 10 4 /кг. В этом случае повышенное содержание CD34+-клеток определяет вероятность приживления гемопоэтических стволовых клеток донора и является одним из способов профилактики острой РТПХ, накладывая «вето» на пролиферацию Т-лимфоцитов.

Кроме перечисленных критериев адекватности трансплантата, для предсказания успешности ауто-трансплантации периферических стволовых клеток крови необходимо учитывать, что предшествующее лечение алкилирующими препаратами, использование лучевой терапии, прогрессирование заболевания с поражением костного мозга в период мобилизации периферических стволовых клеток крови, а также пожилой возраст пациента могут снизить количество и качество мобилизованных клеток. Эти же факторы влияют на получение гемопоэтических стволовых клеток из костного мозга при проведении миелоэксфузии.

Клеточность трансплантата оказывает влияние на отдаленные результаты после аутологичной и аллогенной трансплантации гемопоэтических стволовых клеток. Так, 5-летняя общая выживаемость больных после алло-трансплантации гемопоэтических стволовых клеток составила 56, 51 и 45 % при количестве ядросодержащих клеток донора более 5 • 10 8 , менее 5 • 10 8 и менее 2,4 • 10 8 на 1 кг массы тела реципиента соответственно.

Пятилетняя общая выживаемость после родственной алло-трансплантации гемопоэтических стволовых клеток при дозе CD34+-клеток менее и более 3 • 10 6 на 1 кг массы тела реципиента была равна 25 и 56 % соответственно.

При ауто-трансплантации гемопоэтических стволовых клеток, особенно при ауто-ТКМ, длительность безрецидивной выживаемости больных с ОМЛ также зависела от клеточности трансплантата (снижение общей выживаемости при введении трансплантата с высоким количеством ядросодержащих клеток), что, вероятно, связано с величиной примеси злокачественных клеток, увеличивающейся пропорционально содержанию ядросодержащих элементов.

При сравнении безрецидивной выживаемости больных с острыми лейкозами после сингенной трансплантации гемопоэтических стволовых клеток также была установлена зависимость от количества ядросодержащих клеток в трансплантате. Пятилетняя безрецидивная выживаемость составила 53 и 35 % при клеточности трансплантата более 3 • 10 9 /кг и менее 3 • 10 9 /кг соответственно. Летальность, связанная с трансплантацией, была равна соответственно 2 и 10 %.

Объем пуповинной крови, получаемой при родах, не может в большинстве случаев обеспечить адекватное число гемопоэтических стволовых клеток для взрослого человека. В связи с этим трансплантация гемопоэтических стволовых клеток пуповинной крови применяется в основном у детей. Для успешного приживления трансплантата допустимое содержание ядросодержащих клеток более 3,7 • 10 7 /кг.

Соблюдение указанных критериев при получении трансплантата обеспечивает успешность проведения любого вида трансплантации гемопоэтических стволовых клеток у большинства больных. Тем не менее количественные характеристики не всегда адекватно отражают функциональное состояние гемопоэтических стволовых клеток в трансплантате. Для более полной оценки используется тестирование гемопоэтических стволовых клеток in vitro с определением КОЕ-Г/ГМ, БОЕ, КОЕ-Е, КОЕ-ГЭММ, уровня активности альдегиддегидрогеназы в клетках CD34+.

Однако эти параметры далеко не всегда однозначно коррелируют со скоростью восстановления гемопоэза, поэтому являются дополнительными (страхующими) характеристиками.

Как отмечалось, основными источниками гемопоэтических стволовых клеток при трансплантации служат костный мозг и периферические стволовые клетки крови. Каждый из этих вариантов имеет свои преимущества и недостатки при выполнении аутологичной и аллогенной трансплантации гемопоэтических стволовых клеток. Получение периферических стволовых клеток крови у доноров для аллогенной трансплантации до сих пор подвергается обсуждению в связи с необходимостью назначения здоровому человеку медикаментозных препаратов (Г-КСФ), а в ряде стран применение периферических стволовых клеток крови запрещено при проведении алло-трансплантации гемопоэтических стволовых клеток от неродственного донора.

Тем не менее этот метод получения гемопоэтических стволовых клеток в настоящее время является доминирующим. По данным ЕВМТ, за 2003 г. выполнено 2380 алло-ТКМ и 4580 алло-трансплантаций периферических стволовых клеток крови. Этических проблем, связанных с использованием Г-КСФ, не возникает при получении аутологичных ПСКК, поэтому соотношение ауто-трансплантации костного мозга (ауто-ТКМ) и ауто-трансплантации периферических стволовых клеток крови (ауто-ТПСКК), по данным ЕВМТ, составило в 2003 г. 362 и 13 367 трансплантаций соответственно.

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

Читайте также: