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近日,中国医学科学院血液病医院(中国医学科学院血液学研究所)、北京协和医学院和中国科学技术大学附属第一医院研究团队联合在《白血病》(Leukemia)杂志发表题为“Are haematopoietic stem cell transplants stem cell transplants, is there a threshold dose of CD34-positive cells and how many are needed for rapid posttransplant granulocyte recovery?”(造血干细胞移植是不是干细胞移植?CD34+细胞是否有阈值剂量?需要多少CD34+细胞能保证粒细胞快速恢复?)的观点性文章,引发思考。
《中国医学论坛报》特邀团队对该成果进行解读,以飨读者。
如何影响造血干细胞移植早期动力学
陈俊仁1, 2 孙自敏3, 4 姜尔烈1, 2 冯雅慧1, 2 刘雪鸥1, 2 曹易耕1, 2 宋振1, 2 王甜甜1, 2 沈秋瑾1, 2
1 中国医学科学院血液病医院(中国医学科学院血液学研究所),实验血液学国家重点实验室,国家血液系统疾病临床医学研究中心,细胞生态海河实验室
2 天津医学健康研究院
3 中国科学技术大学附属第一医院
4 中国科学技术大学生命科学与医学部血液和细胞治疗研究所
造血干细胞移植是目前治疗难治复发白血病及重度再生障碍性贫血等血液系统疾病的有效技术。造血干细胞移植可以重建造血,而CD34+是常用的造血干细胞标志。
《封神演义》第八十九回有说“所秉甚薄,精血既亏,髓皆不满”,如果用现代医学观点,我们先把它翻译为“如果一开始造血干细胞数目不足,之后终生无法弥补”。
近半个世纪以来,全球各指南均以CD34+细胞数量作为衡量移植物质量的主要指标之一,如一般要求脐血移植的CD34+细胞剂量高于1.5×105/kg[1],而要求外周血移植的CD34+细胞剂量高于4~5×106/kg[2, 3]。
基于指南对细胞剂量的严格要求,统计显示美国只有4%的库存脐血可供成人移植[4]。由此可见,造血干细胞的初始剂量极为重要。
然而,也有一些证据提示《封神演义》的上述观点可能是错的。我们知道,从20 g的小鼠、70 kg的成年人到6000 kg的大象……整个造血系统都是从胚胎一两个细胞发育而成的。
美国曼哈顿原子弹计划成员利昂·雅各布森(Leon Jacobson)医生的一项经典实验显示,只需要短短五分钟就足以让具有造血能力的细胞从被铅板保护的脾脏自主迁移到经全身高剂量辐射照射(10 Gy)的小鼠骨髓并重建造血功能(图1)[5]。
(点击可查看大图)
▲图1 Leon Jacobson医生实验示意图[5]
事实上,Jacobson一直不相信五分钟足以转移足够的造血干细胞,所以他终其一生认为诱发造血系统重建的是血浆中的某种或某些分子,而不是造血干细胞[6]。
俄罗斯和美国科学家曾报告,即使接受了10 Gy高剂量辐射照射的人也可能在不接受任何干细胞支持的情况下重建造血功能[7],表示即使在剩下极少造血干细胞的情况下也可能保障造血功能恢复。
近期一些大样本移植队列研究也报告,低CD34+细胞剂量不影响血液系统患者移植后复发率或生存率(表1)。
▼表1 低剂量CD34+细胞对移植后粒细胞重建及预后影响的大宗队列研究报告
(点击可查看大图)
注:-,未报告。
a 如果低剂量CD34+细胞的定义是≤4.5×106/kg,低剂量CD34+细胞对总生存不利。
b 如果没有校正协变量,低剂量CD34+细胞对总生存不利。
c 在低危患者中,低剂量CD34+细胞对复发不利。
到底哪个观点才是正确的?
如果《封神演义》的观点是对的,那么必须高于CD34+细胞阈值剂量才能保障移植的成功,即CD34+细胞剂量效应曲线如图2A;
相反如果不存在必须满足的细胞阈值剂量,CD34+细胞剂量效应曲线应该如图2B。
(点击可查看大图)
▲图2 两种不同情况下造血功能恢复的风险函数
近日,中国医学科学院血液病医院(中国医学科学院血液学研究所)、北京协和医学院和中国科学技术大学附属第一医院研究团队联合在《Leukemia》发表题为“Are haematopoietic stem cell transplants stem cell transplants, is there a threshold dose of CD34-positive cells and how many are needed for rapid posttransplant granulocyte recovery?”(造血干细胞移植是不是干细胞移植?CD34+细胞是否有阈值剂量?需要多少CD34+细胞能保证粒细胞快速恢复?)的观点性文章。
造血干细胞不同于药物。药物通常是一个分子一个受器相对应地发挥作用,但干细胞能自行扩增并分化,因此造血干细胞是否也应按照每公斤体重来计量,是一个值得商榷的事情。血液系统的体量即全身血液体积,不是体重,并且现已知:不论是何种性别、处在哪个发育阶段(Tanner stage),全身血液体积主要是和去脂体重成线性相关[18]。
该研究以2015年1月至2020年12月期间,在中国科学技术大学附属第一医院接受无关供者单一单位脐血移植治疗的619例急性白血病患者队列为研究对象进行分析。该队列包括男性343例(55%);患者中位年龄13.6岁(范围:0.7~62.3岁),其中272例(44%)患者年龄>16岁;339例(55%)患者为急性髓系细胞白血病(AML),270例(44%)患者为急性淋巴细胞白血病(ALL)。
通过贝叶斯非线性生存分析可阐明CD34+细胞剂量对于移植后粒细胞植入的剂量效应。
研究共分析了CD34+细胞剂量的三个量化指标:
移植受者的每公斤体重的CD34+细胞剂量;
移植受者的每升血液的CD34+细胞剂量。
研究发现,不论使用CD34+剂量的哪个定量指标,都不存在必须满足才能确保植入成功的阈值剂量(图3),即剂量效应曲线更像是图2B所示。
(点击可查看大图)
▲图3 CD34+细胞剂量对粒细胞恢复的影响
该研究也发现,受者每升血液CD34+细胞的剂量能最好地解释移植后初期外周血中粒细胞数目增长的动力学。
受者每升血液CD34+细胞剂量对数和粒细胞数目恢复时间几乎呈现完美的线性关系(相关系数:0.96)。
更具体地说,受者每升血液的CD34+细胞剂量每递减一半,粒细胞数目的恢复时间就平均延迟1.6 d。
在现代的医学照护的水平下,只要我们能在层流病房内通过预防感染、密切监测、及时治疗感染、加强护理和营养支持等手段帮助患者度过移植后早期的艰难时段,延迟植入并不影响移植后的免疫重建、复发率或生存率。
事实上,根据研究追踪的447例患者的共1834笔移植30 d后的免疫学数据发现,即使接受最低CD34+细胞剂量(0.021~0.159×107/L)的患者,其免疫学指标仍旧可以在移植后一年内达到正常范围(图4)。
(点击可查看大图)
▲图4 不同受者每升血液CD34+细胞剂量下免疫学指标的恢复
研究最后指出:现代医学史展现了许多“指南反转”案例,一些原本被认为是金标准的临床治疗方案之后被证明是错误的[19]。在移植技术的不断进步及移植后全程照护水平比过去更先进的情况下,我们应重新思考过去制定的CD34+细胞剂量标准是否仍合适。
该研究提倡的观点有重要社会意义,因为:
随着单倍型移植技术越来越先进[22, 23],理论上每个患者都可以用自己直系亲属作为造血干细胞的供者,但不是每个患者都有合适的直系亲属进行移植(如孤儿或无子女的患者),脐血移植是治疗这些患者的重要选项之一。
脐血库CD34+细胞剂量限制可以放松,使脐血移植更广泛地用来治疗成人患者。
最终我们希望达到移植医学的终极目标——继续提升我国造血干细胞移植的通量与承载能力,让任何人在需要移植时都有供者,让更多的患者可以享有造血干细胞移植而带来重获新生的幸福。
研究团队重新审视了现有指南中关于CD34+细胞的剂量标准,提出“不存在必须满足才能保障移植成功的细胞阈值剂量”,这一观点为未来更多的患者能够进行造血干细胞移植提供了更多的可能性。
原始文献:
参考文献(向下滑动查看更多)
博士生导师,北京协和医学院特聘教授
中国医学科学院血液病医院(中国医学科学院血液学研究所)信息与资源中心首席技术专家
主要从事将数据科学应用于血液系统疾病研究领域,从真实世界挖掘数据来回答临床问题,主要围绕在血液系统疾病患者的全景医学数据开展科学研究。
从血液病的诊断、治疗和预后等全维度,根据不同疾病的发病特点、不同诊疗指标的综合考量、不同治疗模式的实践评价等方面,结合数据科学技术,解决多学科领域交叉的共性难题,通过交叉研究产出重大科学突破,促进数据科学与医学研究领域知识体系的融通发展。
主任医生,二级教授,博士生导师
中国科学技术大学附属第一医院(安徽省立医院)血液科学术主任;
安徽省第一届、第二届江淮名医、享受国务院政府津贴;
中国科学技术大学生医部血液和细胞治疗研究所名誉所长;
安徽省血液内科质量控制中心主任;
曾任中华医学会血液学分会常务委员、中国医师协会血液科医师分会常务委员;
中华医学会血液学分会造血干细胞应用移植学组和实验学组副组长;
安徽省抗癌协会血液肿瘤专业委员会主任委员;
中国妇幼保健协会脐带血应用专业委员会副主任委员;
中国医药教育协会造血干细胞移植及细胞治疗专业委员会副主任委员;
中国免疫学会血液免疫专业委员会副主任委员;
专业特色:脐血造血干细胞移植,单中心完成非血缘脐血移植1800余例;
在Blood、Nature Communications、AJH及Leukemia等杂志发表专业论文300余篇。
来源:中国医学论坛报今日血液,谢绝转载
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