Transplantation of two HLA-compatible umbilical cord blood units as a modern approach to solving the problem of a small number of cells and an alternative to allogeneic bone marrow transplantation in leukemia in adult patients

Abstract

Umbilical cord blood cell transplantation [PC], as an alternative to unrelated bone marrow transplantation [TCM], has already firmly taken its place in oncohematology. The main advantages of PC transplantation, in comparison with TCM, include a lower incidence of the "graft-versus-host reaction" [GVHD] and a more liberal approach to the degree of HLA compatibility of the graft with an equal post-transplant prognosis, however, with PC transplantation, a lower engraftment and an increased likelihood of recurrence are noted [1,2].

Full Text

Трансплантация клеток пуповинной крови [ПК], как альтернатива неродственной трансплантации костного мозга [ТКМ], уже прочно заняла свои позиции в онкогематологии. К основным преимуществам трансплантации ПК, по сравнению с ТКМ, относят более низкую частоту развития «реакции трансплантат-против-хозяина» [РТПХ] и более либеральный подход к степени HLA-совместимости трансплантата при равном посттрансплантационном прогнозе, однако, при трансплантации ПК отмечают более низкий engraftment и повышенную вероятность рецидива [1, 2].

Если в детской онкогематологии трансплантация ПК вместо ТКМ стала уже рутинной процедурой, то основной проблемой такой трансплантации во «взрослой клинике» является недостаточное количество клеток в одном трансплантате для полного энграфтинга и восстановления нормального гемопоэза. Менее 30% взрослых пациентов, находящихся в ожидании трансплантата, могут рассчитывать на подходящий [по дозе клеток и HLA-совместимости] образец ПК. Богатая клиническая практика трансплантации костного мозга показала решающее значение дозы ядросодержащих [ЯСК] и гемопоэтических [С034⁺] клеток в трансплантанте для успешного прогноза - энграфтинга и выживаемости пациентов с лейкемией. Так, известно, что трансплантация ПК в дозе менее 180 млн/кг ядросодержащих клеток и меньше 170 тыс/кг С034⁺ клеток ассоциирована с их крайне низким приживлением и высокой летальностью пациентов [3].

Вопрос о ретрансплантации гемопоэтических клеток [костного мозга, ПК и/или обогащённой фракции мобилизированной крови] обычно возникает при острой недостаточности и отторжении трансплантата, рецидиве лейкемии [4, 5, 6]. Проблема недостаточной дозы клеток [как ядросодержащих в целом, так и CD34⁺ гемопоэтических - в частности] в онкогематологической клинике не нова. Ещё в 1969 г. были описаны попытки увеличения дозы клеток в трансплантате методом использования второго неродственного донора костного мозга [7]. В настоящее время предлагаются два основных пути решения проблемы «недостаточной дозы трансплантата» - экспансия гемопоэтических клеток [ГК] in vitro перед трансплантацией и трансплантация смеси ядросодержащих клеток [ЯСК] из двух разных образцов ПК.

Ранее уже сообщалось об успешном клиническом применении кратковременной экспансии ГК in vitro перед трансплантацией размороженного образца ПК [8]. В 2000 г. была успешно осуществлена трансплантация клеток ПК, подвергшихся предварительной экспансии ex v/vo[AastromReplicell System] 2-м взрослым пациентам с хронической миелоидной лейкемией [9]. Другим подходом при недостаточности первого трансплантата ПК могла бы стать «пожарная трансплантация» второго в «щадящем режиме». О клиническом успехе такого подхода сообщила совсем недавно японская группа Ohwada [4]. Для профилактики ранних осложнений, связанных с трансплантацией низкой дозы ПК у взрослых, Fernandez предлагает прибегать к котрансплантации низкой дозы пурифицированныхСО34⁺ клеток, мобилизированных в периферический кровоток здоровых гаплоидентичных родственных доноров [10]. Первые попытки инфузии смеси нескольких образцов ПК от разных доноров онкологическим больным были осуществлены ещё в 60-70-е годы, но не увенчались успехом и относились к разряду «пробных» [11, 12]. В 1994 году Shen выполнил трансплантацию смеси нескольких несовместимых образцов ПК 4-м пациентам с солидным раком, показав возможность полной ремиссии [3 из 4 пациентов] и отсутствие РТПХ [13].

Экспериментальные данные по трансплантации 2 проб человеческой ПК в организм преиммунных овец подтвердили отсутствие иммунного конфликта [17]. После трансплантации lineage^- гемопоэтических клеток 2 образцов ПК в NOD/SCID мышей был показан хороший ко-энграфтинг и отсутствие ингибирования иммунологически различных клеток донора друг другом [18]. Однако, совсем недавно в экспериментальной работе был показан высококонкурентный [между пробами] энграфтинг клеток и «ассимметричный химеризм» после трансплантации 2 единиц ПК, одна из которых была нефракционирована, а вторая обогащена С034⁺ методом lineage-деплеции [19]. Неожиданно исследователи наблюдали развитие «реакции трансплантат-против- трансплантата», что было ассоциировано с наличием CD34^-/linage⁺ клеток [19]. De Lima описывает наблюдение ко-энграфтинга обоих донорских образцов ПК с достижением полной ремиссии у пациента с острой формой лейкемии [20]. Таким образом, механизмы конкурентного энграфтинга при одномоментной трансплантации 2 образцов ПК остаются до конца не ясными и дискутабельными.

Пионерами по разработке современного метода «двухдозной» трансплантации ПК стала группа Juliet Barker из University of Minnesota. Разработка метода и первые клинические наблюдения были описаны в предшествующих публикациях группы [14, 15, 16, 23]. В первом клиническом сообщении наблюдался неконкурентный энграфтинг обеих единиц в первые 60 дней после трансплантации [14]. Недавно были опубликованы результаты клинического исследования по изучению эффективности трансплантации двух единиц ПК [для решения проблемы малого количества клеток] взрослым пациентам с лейкемией [21]. Группа Barker из University of Minnesota проанализировала результаты деятельности центра за последние 3 года и подвела итоги II фазы клинических испытаний метода [21, 22, 23]. На результатах этого исследования хотелось бы остановиться подробнее.

В исследование было включено 23 пациента с острыми и хроническими формами лейкемии. Критериями отбора к трансплантации 2 доз ПК считались: невозможность родственной трансплантации костного мозга при HLA-совместимости < 5-6/6 [HLA-A, В, DRB1], отсутствие совместимого неродственного трансплантата, совместимость <4-6/6 HLA при наличии одного адекватного образца ПК и неадекватная клеточная доза в ПК-трансплантате. Все пациенты подвергались различным режимам миелоабляции перед трансплантацией. Оба образца ПК подбирали по HLA-совместимости [> 4-6/6 HLA-A, В, DRB1], Минимальной дозой для трансплантации считали >15 млн ЯСК/кг веса.

Все пациенты продемонстрировали устойчивый энграфтинг с выходом из нейтропении в течение 23 дней [в среднем] после трансплантации. В 76% наблюдался энграфтинг образца одного донора и в 24% - обоих. Смешанный донорский гемопоэз наблюдали только в 2 случаях на 6О-й день после трансплантации. Острая «реакция трансплантат- против-хозяина» ІІ-ІѴ и ІІІ-ІѴ степеней наблюдалась в 65 и 13% соответственно. Одногодичная выживаемость с переходом в ремиссию составила 57% и 72% в группе пациентов, которым была выполнена трансплантация.

Интересно, что дозы ЯСК [180 против 190 млн/кг] и С034⁺ [150 против 200 тыс/кг] клеток в доминантных образцах оказывались несколько ниже, чем в «проигравших» при одинаковом % [60-61] жизнеспособных клеток после разморозки. Напротив, количество CD3⁺ клеток [зрелые Т-лимфоциты] в доминантных образцах оказывалось выше, чем в «проигравших» энграфтинг [6 против 4 млн/кг]. Эти данные согласуются с результатами, полученными в экспериментальной работе группы Kim [18]. То есть, «выигрышный» донорский энграфтинг, как и вероятность развития «реакции трансплантат-против-трасплантата», зависит от содержания зрелых Т-клеток [в частности, CD3⁺] и не зависит от степени HLA-совместимости между образцами. В недавней экспериментальной работе Nauta [24] было подтверждено, что один образец выигрывает конкурентный энграфтинг у второго. Было показано, что энграфтинг значительно усиливает добавление второго образца, что, однако, нельзя однозначно объяснить увеличением количества CD34⁺ клеток, а может происходить за счёт влияния каких- либо факторов из «проигравшего» образца [24].

Таким образом, данные І-ІІ фаз клинических испытаний в University of Minnesota продемонстрировали безопасность и эффективность метода 2-дозной трансплантации ПК для лечения лейкемии. Статистические данные соответствуют таковым при неродственной трансплантации костного мозга.

Недавно было описано первое клиническое наблюдение по трансплантации 2 образцов ПК мальчику 12 лет с хронической миелоидной лейкемией в Тайване. Наблюдали энграфтинг только одного несовместимого образца, выигрывавшего и по общему количеству ЯСК [25]. Интересное клиническое исследование было проведено в Китае [26]. Шести пациентам с лейкемией пересаживали смесь 2 образцов ПК. Ни у одного из них не наблюдали смешанного химеризма, что не согласуется с данными других авторов [14, 20]. Время восстановления гемопоэза было сравнимо с таковым при трансплантации одного образца ПК от неродственного донора, однако у 2 пациентов вообще не наблюдали энграфтинга. У 2 пациентов была достигнута полная ремиссия [время наблюдения - 52 и 48 месяцев]. Авторы также отмечают снижение частоты и интенсивности РТПХ [26]. Следует отметить, что образцы ПК для одной трансплантации были несовместимы между собой, в отличие от исследования Barker [21].

В заключение, по результатам проведённых экспериментальных и клинических исследований можно сделать ряд выводов:

1. Трансплантация 2 образцов ПК является достойной альтернативой аллогенной трансплантации костного мозга у взрослых пациентов с лейкемией и решает проблему недостаточного количества гемопоэтических клеток [14-16, 20-23, 26];
2. Преимуществами подхода с трансплантацией 2 доз ПК является более низкая частота развития «реакции трансплантат-против-хозяина» [21, 26] и ускоренный энграфтинг с восстановлением гемопоэза [18, 21, 24] по сравнению с результатами обычных неродственных трансплантаций ПК [3];
3. Остаётся неясным механизм донорского энграфтинга и конкуренции между «выигравшим» и «проигравшим» образцами [18, 19, 21, 24]. Основы конкуренции за энграфтинг между двумя образцами - иммунологические и зависят от содержания негемопоэтических клеток [например, зрелых Т-клеток]. Более равномерный ко-энграфтинг, по-видимому, можно получить при lineage-деплеции клеток, исключающей «реакции трансплантат-против- трансплантата» [18, 19, 24].

Перспективным направлением является разработка схемы двухдозной трансплантации ПК с немиелоаблятивным протоколом кондиционирования реципиента. После III фазы испытаний станет окончательно ясно о распространении и приживлении метода в широкой клинической мировой практике. Трансплантация двух доз ПК даёт шанс на излечение многим онкогематологическим пациентам, выписанным из центров трансплантации костного мозга по причине отсутствия подходящего трансплантата.