血液科造血干細胞移植技術新進展與發展設想

陳惠仁

造血干細胞移植(HSCT)是治療血液系統惡性疾病的有效方式之一。最近二十年，HSCT技術飛速發展，愈趨成熟，更為安全有效，已成為治愈白血病、淋巴瘤、多發性骨髓瘤等血液系統惡性疾病，及良性血液病的重要方法。隨著對HSCT研究的不斷深入，人們對其治療血液病的機制有了更為理性的認識，臨床療效不斷提高，逐步擴展了移植的應用領域。

1 國內外本專業學科發展簡史和現狀

1.1 本專業學科領域發展簡史 開展骨髓移植治療血液病的歷史有100年左右，經歷了實驗室的發展到臨床的治療。早在1937—1939年，Schretenmeyer及Osgood等首先將骨髓細胞成分用于再生障礙性貧血的臨床治療。隨后在1945年前后，由于核武器的應用，使實驗性骨髓移植研究工作進展很快，在動物研究(包括小鼠、狗、猴子等)方面取得新進展。1951年，Lorenz等首先成功地進行了骨髓移植實驗，使受致死劑量照射的小白鼠的存活率明顯提高。1958年，Mathe等首先對5例受放射意外的傷者成功地進行了骨髓移植。1963年，Mathe首先報道了對1例難治性急性淋巴細胞白血病進行同種異基因骨髓移植，患者存活了20個月。此后十余年，骨髓移植的實驗研究和臨床應用有所增加。但是，由于進行骨髓移植的患者多屬晚期急性白血病，加之當時對組織配型缺乏系統認識，移植效果均不理想。70年代以后，由于移植免疫學、組織配型技術等基礎醫學的發展，骨髓移植的實驗研究和臨床應用又日漸活躍。1979年，Thomas等［1］報道了用組織相容性白細胞抗原(HLA)相合異基因骨髓移植治療100例晚期急性白血病，其中13例存活1年以上，大大鼓舞了人們對其進行深入研究，并在全世界范圍內廣泛開展。骨髓移植的臨床療效有了明顯的提高，部分病例可以長期存活。

1.2 本專業學科領域國內先進學科技術發展現狀我國于50年代末開始動物骨髓移植實驗研究，1963年嘗試過對患者進行骨髓移植治療，1964年，陸道培院士取得了同卵雙生骨髓移植治療再生障礙性貧血的成功，80年代報道骨髓移植治療白血病成功。國內骨髓移植技術發展迅速，治療例數增加，技術的發展完善了治療的方法。隨著中華骨髓庫志愿者人數的增加，非血緣關系骨髓移植技術有較廣闊的發展前景。中國造血干細胞捐獻者資料庫已經有29個省級分庫，到目前為止已登記在冊并完成配型的人數達到了120多萬，每年為數百例患者提供了造血干細胞。在非血緣志愿者骨髓庫中能否找到HLA相合的非血緣志愿者與以下幾點有關:①志愿供髓庫的大小。志愿者骨髓庫越大，HAL相合的可能性越大。②受者HLA單倍體表型。例如一個約10萬人的志愿者庫，人群常見HLA單倍體表型受者找到合適供者的可能性為90%，而人群少見表型者找到合適供者的可能性不到10%。③患者的原發疾病情況。慢性髓系白血病慢性期，患者一般情況好，有充分的時間找尋非血緣供者，因而找到的概率高于急性白血病及急性再生障礙性貧血的患者。HLA不合供者移植技術的發展，解決了骨髓源問題，HLA不合移植具有以下特點:①供者來源更加廣泛。②成本低。建立及維持非血緣關系供者庫需要大量投資，而親屬部分相合的供者則不需要特殊費用。③從倫理及技術方面講，其有更強的可操作性，由于親情關系的存在，供者的捐獻意愿更強，且當再次需要供者來源的干細胞或淋巴細胞以解決植入不良及復發等并發癥時，可操作性更強，有利于總體生存率的提高。HLA配型不合移植技術成熟，已經有長期隨訪結果。

國內在20世紀90年代初，發現粒細胞集落刺激因子(G-CSF)對動員的外周血干細胞(PBSC)免疫特性存在調節作用［2］。經G-CSF動員的PBSC中B淋巴細胞及單核細胞B7的總表達水平下調，樹突狀細胞(DC)數量增加，DC1/DC2比例倒置，而經GCSF動員的骨髓造血干細胞中T淋巴細胞CD28、B淋巴細胞及單核細胞B7的總表達水平均下調，DC總數量減少，DC1數量減少，DC2數量相對增加，DC2/DC1比例升高。G-CSF動員的PBSC與骨髓按2∶1～1∶2(單個核細胞數量比值)比例聯合移植，其免疫活性細胞趨于形成免疫耐受［3］。Huang等［4］和Lu等［5］的研究顯示，親屬HLA單倍體相合/部分相合移植體系中，急、慢性移植物抗宿主病(GVHD)發生率、受者的長期存活率及長期無病存活與同胞間HLA全相合移植的差異均無統計學意義。

1.3 國外HSCT基礎和臨床研究現狀 骨髓移植或HSCT是治療許多惡性血液病的有效方法，如各種急性血液病、骨髓增生異常綜合征、慢性中幼粒細胞白血病、嚴重的急性放射病、重癥再生障礙性貧血及部分其他血液系統惡性腫瘤(如惡性淋巴瘤、多發性骨髓瘤)。

1.3.1 基礎研究:調節性T細胞(Tregs)功能與異基因造血干細胞移植(Allo-HSCT)，誘導免疫耐受取得進展。Tregs是維系移植免疫耐受的必要細胞，可能參與GVHD預防以及淋巴細胞恢復重建的調控，美國國立衛生院 (NIH)報道了T細胞去除的Allo-HSCT后的Tregs重建 －恢復動力學以及與GVHD的相關性［6-7］。Tregs特異性地表達Foxp3轉錄阻滯子(repressor)，通過測定Foxp3基因表達水平評估分析了Tregs CD4+CD25+Foxp3+細胞在移植后120 d內的恢復動力學。研究結果提示，Tregs的抑制性作用與移植后GVHD的相關性更為密切。Tregs功能(通過Foxp3基因表達測定來評估)在控制移植后異源反應性方面至為重要。這些結果支持在移植后30 d內采用體外擴增的Tregs CD4+CD25+Foxp3+細胞輸注以預防GVHD的設想。Rezvani等［8］和 Golshayan 等［9］報 道 了 Tregs CD4+CD25+輸注預防急性致死性GVHD，以及提高Allo-HSCT后免疫功能重建的效果。此前研究結果也已證實，Tregs CD4+CD25+可以降低主要組織相容性抗原(MHC)不合移植后實驗小鼠的嚴重急性GVHD發生率，研究結果提示，Tregs能夠在提高淋巴細胞數量和功能恢復的同時防止GVHD的發生，從而確保了移植受體的存活。目前尚不清楚Treg細胞對效應T細胞的作用是選擇性的還是非選擇性的，Treg細胞有可能在移植后個體體內參與調節胸腺內和外周血T淋巴細胞的成熟以及選擇過程。

有關HSC歸巢和植入的基礎研究取得進展，由于移植的HSC數量有限(尤其是臍血移植)，其歸巢和植入對提高移植效果來說至關重要，HSC能經由外周血歸巢于骨髓并穩定“居住”于骨髓微環境中，關于其分子機制的研究已經取得進展。HSC歸巢是一個組織非特異性的低效過程，各級造血細胞可能非特異性地隨血流分布并寄居于各組織器官，而僅歸巢于適宜造血微環境中的HSC能自我更新、增殖及分化［10］。不同來源的 HSC歸巢能力不同，骨髓及臍血CD34細胞穿越內皮細胞能力顯著低于經過動員的外周血CD34細胞;HSC歸巢能力還與供受者年齡有關，利用干細胞歸巢特性促進HSCT過程中干細胞歸巢與植入，歸巢特性為臨床采集HSC也提供了新思路。

1.3.2 臨床研究:國外近年來通過使用兔抗人胸腺細胞免疫球蛋白(ATG)、氟達拉濱(Flud)、甲潑尼龍和全身照射使HLA單倍型骨髓移植排斥率由40%降到 5% 以下［11］。Mehta 等［12］報告 210 例用ATG預處理后植入率是97%，在預防GVHD方面，體外加抗體T10B9，選擇性去除引起GVHD的T細胞，移植后使重度GVHD發生率由70%降至10%～20%，臨床經驗支持去除T細胞有利于單倍型移植的成功。Aversa研究小組應用大劑量CD34細胞與相對低毒性的ATG、Flud、塞替派，使90%以上患者持續植入，1個月內移植相關病死率為10%［13］;2005年臨床研究評價101例 HSCT結果［14］，94例穩定植入，在緩解狀態的急性髓細胞性白血病(AML)和急性淋巴細胞性白血病(ALL)移植后無病生存率是48%和46%，改善了白血病的不良預后。

2 我軍HSCT發展現狀及研究成果

2.1 本學科技術發展現狀 北京軍區總醫院80年代初就在臨床成功開展HSCT技術，是全國較早開展該項技術的單位之一，經過二十多年的努力奠定了很好基礎。配型相合的同胞和非血緣關系Allo-HSCT，具有并發癥少等優點，移植成功率為85% ～95%。單倍型移植(父母為子女、子女為父母、同胞間)具有突破性進展，改良預處理方案避免過強的不良反應，建立G-CSF動員骨髓調節免疫功能的HSCT方法，臨床效果顯著［15-16］。國內首次報告不去除T細胞單倍型移植免疫重建明顯快于去除T細胞移植，減少移植后感染。我們對128例HLA半相合移植，用全身照射10 Gy劑量，加用ATG和阿糖胞苷(Ara-C)預處理，127例植入成功。首先提出了抗白介素-2α(IL-2α)受體單抗在HLA半相合移植中可有效預防GVHD。Kaplan-Meier生存曲線計算2年無病存活率達58.2%，2年實際無病生存率是46.6%。復發狀態和進展期移植的患者2年無病生存率是 30.6%，標危組移植后生存率是65.5%，差異具顯著性意義，增加病例數的研究更加肯定了CD25抗體預防GVHD效果，首次得出了長期隨訪的病例報告［17］。國際上最完整的，最大數量的報告了單倍型移植效果，在移植存活率、GVHD發病率和移植相關病死率方面與HLA全相合移植無差異。Chen等［18］在跨越HLA不合植入屏障方面的研究取得進展，研究結果發表在國際權威《Exp Hematology》雜志，代表我國在亞太國際骨髓移植會議做專題報告，得到國內外學者肯定，在該領域居于國內領先地位，獲得中華醫學、軍隊醫療和北京市科技成果等獎項，對開拓移植骨髓源起到重要作用。我軍區重視科研創新，已多次開展包括二次單倍型移植的高難度移植手術，術后均獲得滿意的療效，屬國內首次報道，在治療難治性復發性白血病方面建立了初步方法。

2.2 全軍開展造血干細胞研究的成果 全軍在基礎研究和臨床工作方面成績十分突出，軍事醫學科學院、解放軍307醫院和解放軍總醫院基礎研究都有進展。解放軍307醫院開展間充質干細胞(MSCs)在移植中的應用。MSCs是一種具有自我更新和多向分化潛能的成體干細胞，存在于骨髓、脂肪組織、臍血及多種胎兒組織，可分泌多種細胞因子及生長因子，促進HSC的增殖與分化，MSCs還具有免疫調節、抗炎和組織修復作用，可減輕GVHD及其他移植相關并發癥，在臨床預防和治療GVHD方面已經取得成績［19-20］。喬建輝等［21］探索放射病救治基礎和臨床工作，建立軍隊放射病研究所，報告了Allo-HSCT治療重度骨髓型急性放射病的效果，為骨髓型急性放射病的治療提供方法。全國每年完成Allo-HSCT 1500～2000例，其中軍隊醫院完成1000例，且非血緣移植和配型不合移植技術，處在國內領先地位。放射病治療的核心是放射后造血重建，解放軍307醫院成立全軍放射病研究所，多次承擔核輻射事故的搶救工作，在放射病救治方面為國內療效最好的單位，多次獲得上級表彰。

3 北京軍區HSCT技術發展思考

3.1 深入開展臨床工作 目前能夠開展HSCT技術的是北京軍區總醫院和解放軍白求恩國際和平醫院，該技術復雜，需要投入經費和提高醫院整體技術水平，北京軍區總醫院在單倍型移植方面有特色，將繼續開展單倍型移植臨床工作，提高難治性復發性白血病治療效果。該項工作在國內首先開展，具有理論基礎，取得了學術地位。由于重復性好，單倍型移植工作仍在延續中。本專科臨床上每年完成Allo-HSCT 100例左右，是國內較大的開展HSCT的單位之一，其中2/3是半匹配Allo-HSCT，為難治性復發性白血病的治療提供新途徑。

3.2 加強學術科研工作 重點圍繞臨床診治中迫切需要解決的問題進行應用性基礎和臨床研究，形成了鮮明的醫療特色和醫、教、研相互促進的良性循環發展模式。增加誘導免疫耐受的工作，特別探討Tregs的抑制性與移植后GVHD的相關性。研究移植后復發預防的基礎研究，預處理、移植免疫、移植物抗白血病效應，改善白血病預后。在現有經費、設備和條件下，積極增加投入，改善實驗室研究條件，加強與國外領先單位合作，提高基礎研究水平，建立理論根據，每年發表高水平論文5～10篇，爭取建成全軍專科中心。

3.3 技術和科技建設 確定研究方向和內容，努力實現以下目標的研究，建立更加完善的臍帶血移植方法，相對于骨髓移植發生移植排斥的危險性小，在早期造血及免疫系統恢復延遲，但移植后復發率及移植相關病死率兩者無明顯差異。國外研究資料顯示，臍帶血在移植領域有很好應用前景，臍帶血移植在兒童患者中的應用已被證實是成功的，目前，臍帶血移植的應用領域也在逐步擴展，成功用于成人并取得肯定的療效，為臨床實踐的進步建立理論基礎［22-23］。研究NK細胞及KIR分子植入與抗復發問題，對提高單倍型相合移植療效有重要意義。單倍型移植是治療難治性復發性白血病最有效方法，但是復發性白血病移植后仍存在較高復發率，特別是淋巴細胞白血病。KIR為狹義Ig超家族分子，表達在NK細胞和部分T細胞表面，可與靶細胞表面的MHC I類分子結合，傳導激活或抑制信號。移植后T細胞的免疫識別分為直接識別和間接識別［24］，即T細胞根據分子模擬原理直接識別同種異體的HLA分子和間接識別自體APC細胞上提呈的同種異體抗原。繼續深入探討NK細胞與移植后復發的關系，進一步研究KIR分子檢測與療效關系，尋找預防移植后復發的方法。單倍型骨髓移植越來越受到全世界血液病專家的重視，雖然目前其發展現狀尚不能與全相合的骨髓移植相提并論，但從發展趨勢看完全有可能在惡性血液病的根治方面占有更重要的地位。廣泛開展移植后G-CSF動員PBSC的應用研究，闡明GVHD和GVL分離的理論基礎。

3.4 為我國軍事醫學作貢獻 HSCT技術的軍事學特征在于對放射病的治療。隨著核技術的發展以及核擴散危險的日益緊迫，與之相關的放射病會因此呈現暴發趨勢，因此，軍隊醫院尤其應重視HSCT臨床治療和基礎研究工作，解決受照后移植的時機，用全身照射模型評估照射劑量的實驗室指標;免疫抑制劑的調整;并發癥防治，移植后重度GVHD、植入物排斥和間質性肺炎等問題。

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