骨髓非清除性造血干细胞移植发展的背景
造血干细胞移植是近30年来治疗血液病的重要进展,能使许多恶性及遗传性血液病人得到根治。传统的异基因造血干细胞移植(allo-HSCT)主要策略是,先对受者行超大剂量甚至致死量的放化疗预处理,清除受者的骨髓并期望杀灭其体内所有的恶性细胞,再植入正常人(供者)的造血干细胞以重建造血,达到治愈。但多年的实验及临床实践发现,不管能耐受多大剂量的放化疗也很难杀灭最后的恶性细胞,从这一意义上来说复发几乎不可避免;另一方面,超大剂量放化疗常伴有严重的毒副反应,只能适用于年轻及脏器功能良好的病人,即使如此也还引起许多移植并发症,具有较高的移植相关死亡率。可幸的是移植后重建造血的同时也重建免疫功能,诱导和发挥移植物抗白血病(GVL)或移植物抗肿瘤(GVT)效应,杀灭受者体内经放化疗后残留的恶性细胞,最后达到彻底治愈。正是这种免疫功能的日益重视和利用,逐渐发展出一种新的以供者来源同种异基因反应性T淋巴细胞为中心的治疗方法,即骨髓非清除性造血干细胞移植(nonablative stem cell transplantation, NST)。
NST的策略和优越性
NST亦称为小移植(mini-transplantation),有学者将其解释为"短暂的骨髓受损抑制随即发生完全的造血恢复,甚至移植物被排斥造血仍可及时恢复"。它不需彻底清除受者骨髓,造血干细胞的植入靠的是预处理中对受者T细胞的强烈免疫抑制。NST基本策略是采用一种特殊的以强效免疫抑制为主联合减量的放化疗所组成的骨髓非清除性预处理,移植后先形成供受者造血细胞混合嵌合状态(mixed chimerism ,MC),诱导供受者淋巴细胞双向免疫耐受,在此基础上通过供者淋巴细胞输注(DLI)维持MC,或是经供者造血干细胞的延迟性植入使MC转变为完全嵌合状态(complete chimerism ,CC),移植及其后DLI输入的免疫活性细胞重建免疫功能,诱导和发挥GVL或GVT效应,最终实现受者的治愈。此方法的目的是从传统的剧烈放化疗继之供者造血干细胞替代植入转换至更为复杂的生物学治疗,大大减少放化疗的毒副反应,降低移植相关死亡率;另外,对于再生障碍性贫血、地中海贫血等这一类非恶性疾病在行传统的allo-HSCT时常因发生移植物排斥(GR)反应,不能重建造血功能而死亡,在NST即使发生GR,移植失败,受者仍能自行恢复造血,最少回到移植前水平,而且这一类病人体内无恶性细胞,不需要大剂量放化疗,也不需要GVL或GVT效应,只要形成MC状态有望纠正病人的临床症状,从这一点来说又提高了移植的安全性。不需要超大剂量放化疗也使年龄较大或伴有一定程度脏器功能受损的病人能够承受这种移植,因此,NST不但提高了安全性,也扩大了移植适应症的范围,正受到越来越广泛的关注。
移植物抗宿主病(GVHD)是allo-HSCT的主要并发症,是移植相关死亡的重要原因。动物实验不仅证实NST的可行性,而且没有GVHD的发生,这一结果令人鼓舞,随后临床上成功的应用也进一步证明NST的可行性,但发现有不同程度的GVHD发生,是否NST的GVHD少于或轻于传统的移植还有待进一步研究。
目前NST中研究的热点问题
骨髓非清除性预处理主要包括强效免疫抑制和减量的放化疗,国际上各移植中心采用的具体方案差异较大,疗效也各不相同。因此,根据不同的病种寻找最佳预处理方案是目前研究的热点之一。
移植后形成稳定的MC是NST成功的第一步。MC包括供受者淋巴细胞、粒细胞、红系细胞等各种不同比例的混合嵌合,其中T淋巴细胞的植入,T淋巴细胞甚至是其各亚群的嵌合状态与造血干细胞的植入以及移植后GR、GVHD和GVL(或GVT)均有密切关系,这是目前对MC研究的重点内容之一。
对于再障等非恶性疾病,稳定的MC即有望纠正其临床症状,达到治疗的目的,对白血病等恶性疾病来说,MC不是理想状态,其作用在于诱导供受者淋巴细胞双向免疫耐受,在此基础上有计划有步骤的DLI,完成MC到CC的转变,充分地诱导和发挥GVL或GVT效应,但是DLI具有诱发GVHD和引起输注相关性全血细胞减少两大并发症。寻找最佳的DLI时机、次数和间隔时间以及每次DLI输入的T淋巴细胞甚至其亚群的细胞数,以最大限度地发挥GVL或GVT效应而又有效地防止GVHD等并发症的发生,这也是目前研究的热点问题。
国内外NST发展现状和本院血液科开展情况
NST因其较高的安全性和较广泛的适应范围,正受到越来越多的关注,世界上许多移植中心正展开大量的临床研究工作,已积累了一定的经验。国内起步较晚,解放军307医院开展此项工作两年,完成了约10例NST,省内仅南方医院完成1~2例NST,其余未见报道。
值得高兴的是我院血液科开展NST相对较早,近两年半的时间内完成了20余例恶性血液病(包括急性白血病8例,慢性粒细胞白血病1例,多发性骨髓瘤2例,骨髓增生异常综合症2例)和再生障碍性贫血8例。我们采取单用减量化疗联合一种免疫抑制剂抗胸腺细胞球蛋白(ATG)或抗淋巴细胞球蛋白(ALG)的骨髓非清除性预处理方案(国外的移植中心一般再加另一免疫抑制剂氟达拉宾,Fludarabine,其价格非常昂贵),依据不同的疾病选择不同的化疗药物和剂量,创造出我们特有的较为经济的预处理方案,除1例病人因反复拒绝输注血小板而在造血重建前死于颅内出血,其余20例病人均顺利重建造血,DNA指纹图、性染色体等检测找到植入的证据,证实有MC形成,其中1例ALL病人移植后现无病生存29个月,骨髓象提示完全缓解,DNA指纹图及性染色体检查提示呈CC状态,1例再障病人现无病生存26个月,骨髓及外周血象均正常,DNA指纹图提示MC状态。另一例病人在移植1年后,成功使其爱人怀孕并顺产一健康男婴。所有病人均没有因为预处理的毒副反应引起脏器功能衰竭和死亡,证明这种骨髓非清除性预处理的安全性。所有病例中1例出现Ⅱ度急性GVHD,1例出现广泛性慢性GVHD,此二者经相应治疗而好转,另有两例出现局限性慢性GVHD,无需治疗自行缓解,总的印象是GVHD发生率不低,但发生的时间较晚,程度较轻。
以上是我院开展的NST工作,不论从移植数量上,还是治疗效果上,均处于国内领先地位。
目前我院血液科紧跟NST研究的动向,在NST方面承担的广东省科委科研课题有"骨髓非清除性造血干细胞移植治疗血液肿瘤的研究"和广州医学院课题"骨髓非清除性造血干细胞移植供受体淋巴细胞免疫耐受的研究"两项,全面探讨最佳的预处理和DLI方案,研究MC状态与GVL、GVHD的关系。