自体干细胞移植治疗儿童恶性肿瘤是指患者在疾病缓解期,将其造血干细胞采集出来,直接不经任何处理或经过体外净化处理尽可能清除可能残留的肿瘤细胞后冷冻保存,然后在患者接受强烈放射治疗、化学治疗预处理后输回患者体内,经过10~30d的时间,患者白细胞、红细胞和血小板可以逐渐恢复、数个月后机体免疫功能也逐渐达到正常水平。这一治疗方法的根本在于患者接受强烈预处理时造血干细胞已经体外保存起来,因此预处理强度将不再受骨髓造血恢复能力的限制,通常这种强烈的预处理对患者的肿瘤细胞杀伤作用远大于普通的化疗,从某种意义而言,恶性肿瘤的自身造血干细胞移植相当于超强度的化疗。
自身移植的移植物来自患者本身,体外保存移植物后,移植物免受化疗、放疗的损伤,但正因为移植物未经化疗药物及放射杀伤作用,若含有一定的肿瘤细胞残留将是导致移植后复发的原因之一。尽管一般而言,肿瘤患者自身移植时造血干细胞都是在缓解状态下采集的,但是形态学缓解只表明肿瘤细胞含量较少,如果采用灵敏度更高的检测方法,将更容易发现肿瘤细胞的微小残留,力争高质量的缓解是减少移植后复发的关键之一。
自身移植的本质相当于强化疗,因为造血干细胞在移植预处理前被采集并体外保存,所以患儿可以接受超强的化疗而不必担心化疗强度太大以致患儿的造血重建发生困难。原则而言,只要肿瘤细胞对化疗敏感,都可进行自身移植。但问题的关键是通过移植而提高的疗效是否足以抵消移植所带来的负面效应?自身移植究竟对哪些疾病的患儿更有益?移植前必须首先明白干细胞如何得到?何时采集较理想?数量需要多少?是否需要净化?
1.骨髓与外周血相比较哪种自身移植物更理想 骨髓是经典的干细胞来源,但是采集过程需要麻醉,采集物容量大,冷冻保存前需要减少体积的处理。近年来,外周血干细胞采集已普遍为人们所接受,其采集过程不需麻醉、采集物往往已被浓缩成仅数十毫升的容量,非常容易实验室直接冻存,而且其采集的细胞数量明显高于骨髓,虽然需要用化疗药物和(或)粒细胞集落刺激因子作为采集的动员剂,但因自身移植采集的对象均为患者,他们本身就常规接受这些药物治疗,没有无关供者接受粒细胞集落刺激因子可能会带来不必要不良反应的顾虑。又因造血干细胞数量充足,来自EBMT和西雅图的临床资料都表明外周血干细胞移植较骨髓移植明显有利于造血重建,因此,目前骨髓采集已经基本为外周血造血干细胞采集所替代。
2.自身造血干细胞移植需要多少细胞作为移植细胞来源 目前这个问题还没有很确切的答案。首先,评价移植物所选择的细胞类型不同,结果也就不一样。迄今为止,还不知造什么样的细胞能真正反映造血干细胞的增生能力。临床上,目前通常以有核细胞和CD34+细胞来评价移植物的细胞数量和质量。
有核细胞是最为临床接受的评价移植物细胞数量的指标,造血干细胞存在于有核细胞群中,因其计数方便、快速、不需什么仪器设备,因此在临床被用作最基本的评价指标。起初,1×108/kg的有核细胞被认为是移植所需的最低标准,而后Mehta等发现当细胞数量达到2×108/kg时能明显减少移植相关的死亡率。
尔后,一些研究者发现CD34+细胞更能反映造血干细胞的造血重建能力,CD34(细胞表面的唾液黏蛋白):CD34自从被发现存在于少量人骨髓细胞以来就是兴趣的焦点。从骨髓和外周血来源的CD34阳性富集的细胞群体显出大部分的造血活性。CD34被认为是造血干细胞(HSCs)的标志物。CD34在原始细胞分化为成熟细胞后表达下降,这点在克隆的祖细胞和一些细胞系的干细胞研究中也有类似发现。
尽管CD34功能未知,但近年来认为它参与早期造血,CD34是HSCs的标志物的理论受到挑战。Osawa等首先证明小鼠HSCs可以是CD34阴性的,并且人的CD34阴性细胞也有低水平的嫁接和造血能力。移植研究表明胎绵羊CD34阴性细胞有重新繁殖的能力,并且也表明人和鼠的CD34阳性细胞可能来源于CD34阴性细胞。总的说来,这些报道提示,HSCs可能是CD34+或CD34-细胞。只选择表达CD34的细胞可能导致将更原始的干细胞排除在外。目前建议的自身造血干细胞移植所需的CD34+细胞数量至少为到2×106/kg。
移植物细胞数量越多,则越利于干细胞的早期植入,移植风险也越小,但是细胞数量越多则移植物受白血病细胞污染的机会也越大。虽然英国的MRC10临床研究结果未发现这种潜在的风险,但EORTC(European Organisation for Research and Treatment of Cancer)的研究却发现,大量外周血采集物内混入的白血病细胞增加了移植后复发的机会。
3.外周血干细胞何时采集更理想 自身造血干细胞移植的原则需要尽可能保证植入造血干细胞的洁净度,也就是采集干细胞时患者的骨髓必须处于缓解状态。原则而言,缓解质量越高,移植物受肿瘤细胞污染的机会也越高。但是机体是一个随时处于变化中的整体,首先治疗过程中很难知道何时缓解质量最高,再者采集得到的干细胞还得考虑细胞的增殖潜能,经历的化疗时间越长,干细胞的再生能力将受到一定程度的影响,临床经常也会面临虽然细胞数量足够,但因质量问题导致植入困难的情况。另外,接受自身移植的疾病类型不一,采集的时间也不同。
来自EBMT的资料曾提示,AML缓解后多长时间采集造血干细胞与预后相关,缓解后6个月内采集者复发风险是46%,6个月后采集者,移植后复发风险为33%。然而AML复发仅仅是问题的一个方面,采集效率是不容忽视的问题的另一方面,并非每个患者都能成功地进行外周血干细胞采集,UK MRC AML12的临床研究结果提示:70%~80%的AML患者经过一次外周血采集就可以获得合适数量的干细胞供临床移植所需,但是如果在进一步强化3个疗程后采集造血干细胞,则采集效率将明显减低,部分患者甚至不能采集得到有效数量的造血干细胞。因此,自身干细胞采集应该是整个AML治疗的重要部分之一,在研究自身移植治疗AML的血液中心,必须将采集时间纳入AML治疗方案中。
国内外儿童AML化疗方案差异较大,一般而言,欧美国家的方案强度大、疗程短,大多6个月左右就完成了整个治疗,干细胞采集通常安排在巩固治疗1~2个疗程后实施,我国患儿普遍接受的化疗每个疗程强度相对较低、但总疗程长,往往需要1年多的治疗,因此,自身移植的造血干细胞采集时间不可完全按照国外的方案。
与白血病治疗一样,移植治疗也是许多儿童晚期肿瘤总治疗方案的一部分,具体何时采集应该根据各肿瘤的疗程、强度及患者的疗效而异。目前很多儿童实体肿瘤的采集时间一般放在化疗3~4个疗程后,骨髓处于缓解状态而全身肿瘤负荷较小时,对于不曾有骨髓转移的晚期肿瘤患儿,采集时间可以更早些。
4.自身移植物是否需要净化处理 负责净化工作的研究者认为要回答这个问题,需要对随机对照研究的临床资料进行回顾性分析,为了达到有效病例数,需要整个国际间的合作。但国际间的合作谈何容易,因此目前这个问题几乎是不可能得到确切回答的。
同卵双胎的造血干细胞是最理想的无白血病细胞污染的移植物,1994年Gale等研究发现,这种几乎“完美”的移植物的移植效果与患者未净化处理的自身移植相比并不能减少患者的复发率,因而Gale等推测,移植后复发可能主要来源于患者本身体内残存的白血病细胞,而非移植物内的白血病细胞污染。
在临床研究中,除了选择疾病背景相似的病例有一定难度外,要在不同的实验室里,建立标准的实验方法检测移植物的净化效率也非易事,因此这方面的研究受到很大的限制。此外,移植物净化处理还存在一定的风险,在肿瘤细胞被净化处理的同时,正常细胞也将部分丢失或部分受损,移植物造血干细胞的数量不足,将直接影响到造血重建,影响移植物的植活。因此,净化处理的造血干细胞移植目前并未被普遍接受。
自身造血干细胞移植通常被用来治疗儿童白血病、各种实体肿瘤。多年来的实践表明,自身移植治疗儿童恶性实体肿瘤的作用比较肯定,而对白血病的疗效基本持比较否定的态度。
以下分别就目前国内、外对各种实体肿瘤、白血病患儿进行自身造血干细胞移植的临床研究结果一一小结。
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