造血干細胞移植

俞受程 葉建平 劉家趙

1.解放軍第三○七醫院放療科，北京100071；2.解放軍第二炮兵總醫院放療中心，北京100088

隨著以攻克癌癥為目的的實驗腫瘤學、血液學、細胞生物學和免疫學等基礎醫學研究的成果應用臨床，促進了腫瘤的治療和療效的提高，除經典放、化療外，使用以粒細胞集落因子（G-CFS）或粒細胞-巨噬細胞集落剌激因子（GM-CSF）所代表的細胞因子所進行的大劑量化療和造血干細胞移植術+超大劑量化療最具代表性。現應用造血干細胞移植治療后，療效明顯提高。

1 造血干細胞移植的現狀

造血干細胞從胚胎干細胞發育而來，其特征：①高度自我更新、有自我復制能力；②進一步分化為各系祖細胞；③可長期維持在非增殖狀態；④隨干細胞分化逐漸減弱和消失。

造血干細胞就其來源有4種，分別是骨髓（自體和異基因）、外周血液（自體和異基因）、臍帶血和胎肝細胞（現已不采用）。骨髓作為造血干細胞來源，在基礎研究和臨床應用方面均有重要進展，尤其是自體造血干細胞移植，是當前實體瘤治療中的重要研究內容。究其原因，系造血系統被瘤細胞侵犯相對較少，移植成功的幾率較高，且無移植物抗宿主病（GVHD）發生。

提高腫瘤化療劑量和強度是現代腫瘤內科治療進展之一，已為各國學者所認可。但免疫功能低下、骨髓抑制，又是強烈化療后不可避免的并發癥，由此造成的嚴重感染和出血可導致患者死亡。造血干細胞移植正是解決這一重要問題的有效途徑，它能使患者在強烈化療后加速造血和免疫功能重建，縮短住院日期，拯救一部分標準化療無效的患者。

2 造血干細胞移植（HBSCT）的方法

2.1 骨髓造血干細胞的采集

采集包括：①采集前準備；②采集所需之器械和藥品準備；③骨髓采取。

2.2 外周血造血干細胞動員和采集

2.2.1 外周血干細胞（PBSC）動員 人體循環血（外周血）中造血干細胞的數量明顯較自體骨髓細胞為少，遠不能滿足移植需要。動員劑的應用可使靜止在骨髓中的造血干細胞進入外周循環血中，常用的動員劑有：①骨髓抑制性細胞毒（cytoreduction）藥物；②細胞生長因子（如G-CSF）。迄今為止仍普遍應用大劑量化療作為外周血干細胞移植（PBSCT）的動員手段。大劑量化療+細胞生長因子不僅有動員造血干細胞的作用，同時亦有利于大量殺傷腫瘤細胞。細胞生長因子又可使粒細胞缺乏時間縮短，減少感染機會。

2.2.2 外周血干細胞采集 將由計算機控制循環血量的連續血細胞分離機管道的兩端連接在患者的肘靜脈或內踝靜脈，注入ACD抗凝劑，溝通循環后，開動輔助泵，按血液成分的不同比重進行離心，就可以自動分離出各種不同的血液有形成份，把收集到的造血干細胞放入保存袋內備用。現在越來越傾向由骨髓造血干細胞采集向PBSCT過渡。采用外周血干細胞移植以代替骨髓干細胞移植（CBMSCT）是基于下列4個特點：①PBSCT不需麻醉及手術室，使用血細胞分離機可簡便地分離出造血干細胞及其前驅細胞（progenitor cell），患者無痛苦；②因骨髓轉移或接受放射線照射后不能從全身造血組織提取骨髓的病例也可分離；③具有在血液學上恢復早于BMSCT的優點；④有較少的腫瘤細胞污染，因而冒“復發”的風險亦較骨髓移植為少，目前腫瘤細胞對骨髓組織污染的處理有多種方法均在探索之中，包括理化和生物學檢測[1]，這些在臨床應用中都取得了一些成績。

2.3 同種異基因造血干細胞采集

與自體骨髓或自體外周血采集方法完全相同。因造血干細胞為供者所提供，故不必冷凍保存，需要時對供者采集和對患者輸入同步進行。但供受者之間造血干細胞的組織相容性抗原-人白細胞抗原（HLA）必須相合，即所謂配型。

2.4 造血干細胞采集數量及其活性測定

造血干細胞移植成功之一，在于輸入干細胞的數量及其活性。由于采集干細胞數量受各種因素制約，采集次數每例均不一致。骨髓采取一次完成，而外周血采取一般需3～5次，主要根據所收集的單核細胞（MNC）、GM-CFU和CD34+細胞（早期造血祖細胞）數量而定。測定GM-CFU集落數需1周以上時間，不能及時發現外周造血干細胞（PBSC）峰值的到來，而檢測外周血中CD34+細胞數量能迅速估計PBSC產值，故有人主張以CD34+細胞作為采集干細胞的數量標準。移植所需的干細胞閾值，大多數學者認為MNC需＞2×108/kg（2×108～ 8×108/kg），CFU-GM ＞ 0.5×105/kg（0.5×105～1.0×105/kg），而CD34+細胞至少在5×106/kg以上時，即可停止采集。

2.5 關于CD34+細胞

目前已經清楚CD34+細胞是分子量為115 000的高糖基化膜蛋白，主要存在于各系幼稚的造血細胞（造血祖細胞），部分為骨髓基質細胞和少量造血細胞表面。CD34+細胞指的是一個群體，各系造血干細胞大部分存在于此群體內。它具有很多亞型，往往呈現出非均一性。凡不表達CD34+抗原的細胞就無形成集落的能力，因而不能重建造血功能。凡表達CD34+、CD38-細胞這一抗原的組分細胞，可能是更為幼稚的造血干細胞，也就是維持長期造血的啟動細胞。CD34+細胞及其亞群的比例在骨髓中最高，外周血中最低，臍帶血來源的CD34+細胞及其亞群造血增殖能力最強。如能純化CD34+細胞，這對了解造血干細胞的增殖，分化和移植后的造血恢復將有重要意義。采用自體外周血移植時難免會將少量腫瘤細胞回輸給患者，增加復發的機會，利用CD34+細胞富集儀可以清除瘤細胞，達到凈化外周血的目的。

2.6 造血干細胞保存和回輸

按標準的操作程序進行：①采集后直接回輸；②4℃冰箱內保存，采集后必須在3 d內回輸，以維持其增值功能；③液氮內保存，保存時間可達數月之久。

2.7 各種動員劑效果

由于使用動員劑的種類，時間和劑量不一，各學者報告雖有差異，但其產率基本相似，均能滿足移植要求。Stiff[2]報道13例小細胞肺癌，分別進行了自身骨髓移植和自體外周血干細胞移植。表1顯示單純用誘導化療作為動員劑，兩組提取的有核細胞數量相一致，均能滿足移植需要。

表1 外周血和骨髓液分離采集后有核細胞產率比較

Schwartzberg[3]報告用化療藥物和G-CFS作為動員劑觀察乳腺癌，惡性淋巴癌及實體瘤共500余例的動員效果。分組很細，其結論是化療+G-CFS動員效果最佳。

2.8 應用動員劑后的并發癥

白細胞和血小板下降是化療后常見的癥狀，一般在1～2周后降至最低值。細菌培養可檢出G+和G-細菌。其他可見黏膜炎、腹瀉、出血性膀胱炎、全身不適等癥狀，尤以注射大劑量CTX（7 g/m2）時更為嚴重。其他如惡心、嘔吐、乏力常見，肝功異常和神經系統損害發生率低。

2.9 腫瘤細胞侵犯骨髓和污染外周血

造血系統內腫瘤細胞侵犯，這在白血病，惡性淋巴瘤以及多發性骨髓瘤患者中頗為常見。在實體瘤患者中，其被腫瘤細胞污染的程度與疾病類型、臨床分期、進展程度、移植前有否化療（可視作為體內凈化）、動員造血干細胞的方法和移植造血干細胞的數量有關。有證據表明[4]，對晚期播散的實體瘤患者特別是神經母細胞瘤患者，在進行造血干細胞移植后約50%最終死于腫瘤復發，這可能與侵犯的瘤細胞未被徹底凈化有關。

MOSS的實驗表明：從外周血中采集的造血祖細胞被腫瘤細胞污染的程度明顯的比骨髓為少，尤其在治療后采集效果更好。Elias等[5]還發現APBSCT組血象回升比ABMT明顯加快，從而減少了感染發生的機會和成分輸血的次數。

3 造血干細胞移植在惡性腫瘤治療中的應用

3.1 病種的選擇

主要對象為放、化療敏感的晚期癌癥，常規治療無效，復發或高度惡性的病例。病種除了白血病外還應包括惡性淋巴瘤，乳腺癌和兒童神經母細胞瘤等患者。此類文獻材料甚多，而生殖系統腫瘤、小細胞肺癌等實體瘤報告較少。病情處在CR1和CR2狀態時進行移植，效果最佳。無腫瘤負荷，可以減少并發癥的發生，臨床恢復順利。

3.2 選擇標準

①年齡在60歲以下；②一般狀況尚可，KPS在80分以上；③心、肝、腎、肺等重要臟器功能無嚴重損害；④無嚴重或未控制的感染；⑤無嚴重藥物過敏史；⑥無嚴重精神障礙史；⑦妊娠婦女禁忌；⑧兒童亦可進行造血干細胞移植。

3.3 造血干細胞移植前大劑量放、化療方案的實施（移植預處理）

血液系統惡性腫瘤和實體瘤患者因病種不同，對放、化療的敏感程度各異，很難用統一的模式進行治療。即使是同一疾病，也因年齡、病變程度、骨髓侵犯與否、造血功能狀態和既往治療情況的差異，所采取的方案亦不相同，但可把過去各病種標準的常規治療處方略作修改，加大劑量（常規量的5～8倍）或采取聯合放、化療作為超大劑量方案的參照。方案實施后，除了及時回輸所采集的造血干細胞外，支持治療極其重要，潔凈病房的隔離、無菌飲食、皮膚沐浴、腸道消毒、抗生素和抗病毒藥物的使用。血液制品的輸注以及水電解質平衡等，都是移植治療過程中緩解和控制腫瘤的重要保證，使患者順利度過極期。已經證實白血病和惡性淋巴瘤能夠用超大劑量化療結合異體或自身造血干細胞移植而治愈。在實體瘤中亦存在劑量效應關系，可以使某些晚期實體瘤患者延長無病生存期。

4 臨床應用概況

造血干細胞移植在臨床應用上有半個世紀之久，發展很快。早期在血液腫瘤方面取得良好成績，逐漸擴大到實體瘤治療。主要應用在乳腺癌、惡性淋巴瘤、卵巢癌、多發性骨髓瘤和兒童神經母細胞等方面，其他如小細胞肺癌、軟組織肉瘤、頭頸部腫瘤等報告甚少，個別病種尚在探索之中。

4.1 白血病的異基因骨髓移植

異基因骨髓移植（allogeneic bone marrow transplantation,Allo-BMT）在當前白血病的治療中占有重要地位。Allo-BMT是對患者進行超大劑量放化療預處理后，將健康骨髓中的造血干細胞植入患者體內，使其造血及免疫功能獲得重建的治療方法。BMT始于20世紀50年代，Mathe在1963年首先報告了1例白血病用Allo-BMT成功的病例。70年代以后，世界各地相繼建立了一批BMT中心，成立了一些國際性的BMT協作組織，國內大城市亦相繼建立了骨髓庫。到目前為止在世界范圍內完成的Allo-BMT及Syn-BMT病例已超過數萬例。307醫院[6]亦完成上百例患者的治療。Allo-BMT治療各類白血病的長期無病生存率平均大約在50%左右。各醫院都采取超大劑量化療以徹底殺滅骨髓中的瘤細胞，個別單位再加用全身照射（TBI）。

4.2 白血病造血干細胞移植并發癥

4.2.1 移植物抗宿主病（GVHD） 白血病細胞往往含有多種不同抗原，成分亦比較復雜，因此當輸入供體的造血干細胞時，一旦HLA型不合往往發生移植物抗宿主病，嚴重時可致命。其臨床表現主要集中在皮膚、肝臟和腸道。目前已有很多方法可減輕GVHD發生。

4.2.2 消化道毒性反應 包括惡心、嘔吐、腹瀉、口腔炎、舌炎、食道炎和口腔潰瘍等，一般發生在BMT兩周以內，多數患者經對癥處理可逐步自愈。

4.2.3 BMT后的感染 由于患者的造血及免疫功能極度低下，再加以免疫抑制劑的應用，患者發生感染的危險性極大。在病期不同階段感染的病原菌亦有所差異。早期感染以細菌為主。中期則表現為病毒感染（以巨細胞包涵體病毒CMV最為多見）常合并水痘帶狀皰疹病毒（VZV）。霉菌感染在BMT后期亦是常見的并發癥之一。這與患者粒細胞缺乏，長期應用廣譜抗生素，中心靜脈導管的設置，黏膜屏障的破壞等因素有關。

4.2.4 出血性膀胱炎（hemorrhagic cystitis HC） 發生率雖很低，絕大多數是由于預處理中大劑量環磷酰胺的代謝產物-丙烯醛（acrolein）對膀胱黏膜的毒性作用所引起。患者出現尿頻，尿痛血尿等膀胱刺激癥狀。需大劑量輸液，堿化尿液，應以預防為主。

4.2.5 肝靜脈閉塞癥（HVOD） 其是骨髓移植大劑量化、放療處理相關的嚴重并發癥和死亡原因。HV0D發病機制目前尚不清楚，普遍認為由細胞毒作用所致。臨床表現為肝區痛、肝大、水腫、腹水乃至黃疸等，最后引起各臟器衰竭。因此其預防重于治療。

4.2.6 間質性肺炎（IP） 其亦是BMT后早期嚴重并發癥之一。發病率在35%～40%之間，近年來有所降低，其發生原因多數與感染有關。臨床表現主要是進行性呼吸困難、紫紺、低氧血癥，因此控制感染、采用分次TBI等可以有效減少IP的發生。

4.2.7 其他并發癥 移植后晚期可出現白質腦病，這與TBI和顱腦照射有關，亦與髓鞘內注入MTX或Ara-c相關聯，遠期激發惡性腫瘤，兒童發育受阻，男女性功能減退都有可能。

鑒于ALLO-BMT帶來的并發癥嚴重，處理亦較為棘手，在20世紀90年代末期非清髓性異基因外周造血干細胞移植治療惡性血液病開始興起，它具有預處理強度輕，并發癥少，安全性高，療效好等優點，備受國內外學者廣泛關注。艾輝勝等[7]研究報告其顯著增加。

4.3 惡性淋巴瘤的造血干細胞移植

惡性淋巴瘤無論是霍奇金淋巴瘤（HD）或非霍奇金瘤病（NHL）都是造血干細胞移植合適的病種。

4.3.1 病例選擇標準 ①中高度NHL的CR1、CR2或復發病例；②HD第Ⅲ期（復發或耐藥）或第Ⅳ期（無骨髓侵犯）的患者。

4.3.2 HD-C（大劑量化療）預處理方案組成 目前常用的藥物有CTX、VP-16、BCNU、Ara-c等主要以烷化劑為主，包括TBI。藥物的組成必須滿足以下要求：①藥物存在明顯的劑量—效應關系；②標準用量時主要毒性限制因素是骨髓毒性；③大劑量應用時骨髓毒性不嚴重；④藥物間毒性無明顯增加，而療效有相乘效果；臨床有可能增加5倍以上的劑量。全淋巴區照射（TLI）也是預處理方案組成之一。預處理目的是為了增加抗腫瘤作用。采用烷化劑為主的原因：①烷化劑的劑量限制因素是骨髓抑制，在造血干細胞移植支持下可加大劑量。②烷化劑的抗腫瘤作用與劑量有依賴關系。③烷化劑之間無交叉耐藥。

4.3.3 HD-C結合造血干細胞移植療效 1978年Appelbaum首先報道1例進展性NHL采用ABMT獲得成功，開創了HD-C+ABMT治療淋巴瘤之先例。其在1983年采用HD-C+APBSCT治療1例晚期（Ⅳ期）NHL，經長期隨訪一直健在獲臨床“痊愈”屬國內首例報告。以后國內外學者相繼有報道[8-10]。最后的結論是HD-C結合ABMT或APBSCT能治療某些用低劑量無法治療的進展性惡性淋巴腫瘤。不論是CR率和無病生存率均有所提高。

4.4 兒童腫瘤——神經母細胞瘤

兒童腫瘤2/3為神經母細胞瘤，少數為泌尿生殖系統腫瘤和腦腫瘤。兒童腫瘤的特點是具有很陡峭的劑量反應曲線，急性毒性的發生與年齡有關。此病早期難以診斷，加以惡性程度極高，發展迅速，早期即有轉移，很快產生耐藥，因此高劑量化療結合造血干細胞移植受到人們的重視，根據歐洲BMT組、兒童癌癥研究組、兒科腫瘤組分別統計[11]。5%～15%死于并發癥，50%復發，其余患者緩解期可高達5年多。

4.5 乳腺癌——造血干細胞移植

乳腺癌是婦女最常見的惡性腫瘤，采用常規的手術，放、化療及內分泌治療可使50%左右的患者治愈。因此乳腺癌采用HD-C+ABMT或APBSCT選擇對象，定格在①初治的Ⅲ期，Ⅳ期及炎性乳腺癌，常規化療達CR者；②復發乳腺癌對常規誘導化療方案敏感（達CR或PR）者；③Ⅱ期腋窩淋巴結轉移10個以上者。HD-C預處理方案以烷化劑為主，劑量比常規用藥大2～10倍，療效見表2。表2顯示，在無病生存期、2年無病生存期、2年生存率方面HD-C組明顯優于常規化療組，從而為HD-C治療乳腺癌提供了有利的臨床證據。

自進入21世紀以后，由于對乳腺癌發病機制的深入了解和許多藥物的問世以及移植所造成的并發癥使人們對乳腺癌治療的理念發生改變，造血干細胞輸注僅僅作為一種恢復造血功能的一種手段而已。

表2 SWOG傳統化療對照組與HD-c+ABMT治療組Ⅲ期乳腺癌的療效比較（歷史性對照）

4.6 小細胞肺癌

由于小細胞肺癌對化療藥物敏感，增加劑量強度，療效隨之提高。這在臨床治療和實驗腫瘤中均已得證實，故小細胞肺癌亦是造血干細胞移植+強烈化療的適應證。目前有少量散在文獻報道，療效難以定論[12]。

4.7 卵巢癌

卵巢惡性腫瘤占婦科腫瘤的第3位，患病初期癥狀很少，確診時已屬晚期。目前對進展期卵巢癌（FIGO分類Ⅲ或Ⅳ期）采用紫杉醇加DDP治療獲得穩定療效。應用造血干細胞移植可作為后期強化治療[13-14]，是一種可望延長其生存期的有效治療方法。

4.8 多發性骨髓瘤

多發性骨髓瘤多見于老年人，常規治療效果極差。如果采用造血干細胞移植，CR率可達30%～50%，加大化療劑量，強化鞏固治療緩解期可長達數年。毒性表現主要是進行性腎功能衰竭和感染。Bjorkstrand[15]指出，超大劑量放化療結合造血干細胞移植可使極大部分骨髓瘤患者獲得長期CR。

4.9 其他實體腫瘤

這類腫瘤包括的范圍廣泛，但適合于造血干細胞移植的患者有限，對睪丸腫瘤、黑色素瘤、頭頸部瘤、軟組織肉瘤等皆有過散在性的報道[16]，并在一定程度上改善其預后。

5 臍帶血移植

臍帶血代替骨髓進行造血干細胞移植是近年來又一重大進展。因其有明顯特點而受到重視：①臍帶血來源方便；②采集過程簡單；③含有豐富的造血干細胞及其前體細胞；④增殖能力強，免疫活性較弱，容易克服組織相容性障礙；⑤對供者（新生兒和產婦）無任何影響。臨床已開始應用多年，主要用于小兒白血病，取得滿意的效果。自20世紀90年代以后，歐美各國已相繼建立起臍血庫。

臍帶血移植有以下幾個特性：①臍血移植后能夠持久重建造血功能；②臍血中造血干/祖細胞的數量可以滿足兒童及部分體重較低成人的需要；③臍血移植后造血恢復較骨髓移植慢；④臍血移植GVHD發生率及嚴重程度均較低。

臍帶血含量（造血干細胞）豐富，但總數較少。臍帶血所面臨的問題：①單個胎盤臍帶血干細胞數量有限；②極易污染母親淋巴細胞發生致命的GVHD占3%；③易腫瘤復發；④發生遺傳性疾病有較高的危險性。

6 造血干細胞移植研究的展望

近半個世紀來，造血干細胞移植的實驗與臨床研究迅速發展，從骨髓移植，外周血干細胞移植到臍帶血的應用，有兩個飛躍，然而移植本身亦帶來了一系列急待解決的難題。

與異體造血干細胞移植相比，自身造血干細胞（骨髓和外周血）不受供體限制，并發癥少，特別是GVHD基本不發生，尤其對單子女家庭有著特殊的意義，存在的問題是腫瘤復發率高，今后方向應朝向：①體外凈化移植物中殘留腫瘤細胞；②誘導移植物抗腫瘤效應；③調整預處理方案。減少與移植物有關的并發癥。防止腫瘤疾病的復發，提高實體腫瘤患者的生存率。

異基因造血干細胞移植重點應放在：①移植物抗宿主病；②病毒和各種細菌感染的防止；③加強骨髓庫和臍血庫的建立。造血干細胞移植術正在迅猛發展，對這一新療法如何在造血系統疾病和實體瘤的治療中應用，怎樣評價其有效性，尚需經過實驗，研究和臨床實踐的考驗，這正是腫瘤醫生所肩負的重任。

略，如有需要請與作者聯系）