Мобилизационни режими за получаване на хемопоетични стволови клетки за целите на трансплантацията

Въведение
Трансплантацията на хемопоетични стволови клетки е утвърден метод за лечение на доброкачествени и злокачествени хематологични заболявания, който разширява показанията си и се прилага все повече при по-възрастни пациенти[1-3]. Източници за ХСК са костният мозък, периферната кръв и венозната кръв от пъпна връв[4]. Все повече периферната кръв е предпочитан източник[3,5] поради по-малката инвазивност и поносимост на процедурата за получаване[5,6] и по-бързото прихващане на присадката[6-8].

Успешната трансплантация изисква достатъчно количество хемопоетични стволови клетки, способни да възстановят пълноценното кръвотворене в костния мозък на реципиента[9].

Няма доказателства какво е минималното количество за успешна трансплантация, но приетата минимална безопасна доза при автоложна такава е 2 х 106/kg CD34+ клетки[1,10,11].

Тя осигурява стабилно прихващане с възстановяване на неутрофилния и тромбоцитния брой най-често преди четиринадесетия ден след трансплантацията. Минималната желана доза при болест на Ходжкин и неходжкинови лимфоми е 2 х 106 клетки/kg тегло, оптималната е 5 х 106 клетки/kg. При пациенти с миелом с оглед осъществяването на тандемна автоложна трансплантация често се изисква добив над 4 х 106 клетки/kg. При алогенна трансплантация за оптимална се счита доза между 4 и 6 х 106 клетки/kg. При по-ниска доза съществува опасност от неуспешно прихващане на присадката, а по-високата доза най-често е съпроводена и с по-голям брой CD3+ клетки, с което нараства рискът от по-тежка реакция на присадката срещу приемателя.

Мобилизация
В периферната кръв на човек има минимално количество хемопоетични стволови клетки, поради което предварителното стимулиране (мо­билизация) за преминаването им от костния мозък в циркулацията е основен момент от трансплантационния процес. Има два основни типа мобилизация – с цитокини (растежни фактори) („steady-state”) и мобилизация след химиотерапия, последвана от растежни фактори (хемомобилизация)[9].

За да се прецени дали мобилизацията протича успешно и да се предвиди резултатът от аферезата, чрез поточна цитометрия се изследва броят на циркулиращите CD34+ клетки.

Ако той е достатъчен, се преминава към левкафереза, при която чрез клетъчен сепаратор от донора се отделя суспензия, богата на стволови хемопоетични клетки. За прагово ниво на работа е прието CD34+ клетки да са над 10/µL[1,12], като при тази стойност очакваният добив е около 0.5 х 106/kg[12]. Ако клетките са над 20/μL, 94% от цитаферезите, извършени на следващия ден, могат да достигнат до 2 х 106 CD34+ клетки/kg. Ако броят на CD34+ клетките е 5/μL, не се препоръчва афереза, а при 10 клетки /μL, може да са необходими 4 аферези, за да се достигне желаният добив[6].

Растежните фактори засилват пролиферацията на хемопоетичните стволови клетки и намаляват експресията на адхезионните молекули, като по този начин улесняват излизането им от костно-мозъчните ниши в периферната кръв[9]. В момента се използва предимно гранулоцитен колонио стимулиращ фактор (G-CSF) в доза 10 µg/kg дневно s.c., на един или два приема от 4 до 6 дни, а използваният по-рано гранулоцит-макрофаг колонио стимулиращ фактор (GM-CSF) в много страни е изтеглен от пазара и няма широко приложение. Най-често се използват медикаментите Filgrastim и Lenograstim, както и биоеквивалентен G-CSF, който постига идентични резултати при мобилизация[13]. Здравите донори за алогенна ТХСК се мобилизират с КСФ. Предимствата на този тип мобилизация е предвидимостта на деня за афереза, която обичайно е на пети ден, възможността за амбулаторна подготовка, ниската токсичност и по-ниската цена в сравнение с хемомобилизацията. Недостатъци са по-ниските добиви и липсата на лечебен ефект върху заболяването при наличие на активност.

Хемомобилизацията е предпочитана при пациентите, при които има нужда от намаляване на туморния товар и по-високи добиви. Химиотерапията освен purging (очистване от туморни клетки) in vivo има и мобилизиращ ефект чрез засилена хемопоеза през възстановителния период[14] и увеличаване на броя на ХСК в костния мозък и периферната кръв. Този ефект се засилва допълнително от прилагането на растежните фактори. Популярен режим за хемомобилизация е този с Cyclophosphamide в доза 2-4 g/m2 + 5 μg/kg G-CSF[14] или модифицираният протокол с 1.5 g/m2 Cyclophosphamide + 10 μg/kg G-CSF[15]. Много често мобилизацията е част от специфичното лечение с високодозова химиотерапия с курсове като (R)DHAP, (R)VІНА или (R)ICE, прилагани за лечение на лимфоми. Повечето протоколи предвиждат започване на G-CSF 5 μg/kg между 1 и 5 ден след края на химио­терапията и прилагането му за 5-9 дни. Денят за цитафереза се предвижда по-трудно в тази група пациенти поради честото забавяне на възстановяването. Същевременно токсичността на химиотерапията и левкопенията, свързана с повишен риск от инфекции, често налагат болничен престой през целия период на мобилизация до получаването на желания добив ХСК. За да може да се прецени кога е подходящият момент за цитафереза, се препоръчва проследяването на броя на CD34+ клетки да започне от първия ден, когато левкоцитите надвишат 1х109/L[9].

В СБАЛХЗ са използвани за мобилизация различни курсове, които са били част от терапията на пациентите (Cyclophosphamide, (R)DHAP, (R)VІНА, (R)ICE, IGEV, HyperCVAD, DexaBEAM, GMALL и други), като G-CSF обичайно се прилага в доза 5 μg/kg от деня, следващ края на курса и обичайния ден за афереза е девети от началото на прилагане на растежния фактор. Различната поносимост на пациентите към токсичността на химиотерапията и забавеното възстановяване за тромбоцити и левкоцити налагат понякога удължаване на мобилизацията с повече от седмица преди да се достигнат стойности, позволяващи безопасно и ефективно извършване на цитафереза.

Лоши мобилизатори
Приблизително 10-20% от пациентите са лоши мобилизатори, т.е. не могат да отделят достатъчно CD34+ клетки в периферната си кръв. Като такива се определят тези, при които след мобилизация циркулиращите CD34+ остават под 20/μl в продължение на 6 дни мобилизация или добивът на CD34+ от 3 аферези е под 2 х 106/kg тегло.

Рискови фактори, които често водят до неуспешна мобилизация на стволови клетки от периферна кръв, са:

• Възраст над 60 години.
• Инфилтрация на костния мозък от основното заболяване (засягане над 30%).
• Голям брой цикли на лечение (повече от две линии химиотерапия).
• Предходна лъчетерапия, особено обхващаща тазовите кости.
• Кратък интервал от време между химиотерапията и мобилизацията.
• Предходна експозиция към миелотоксични медикаменти – Mel­pha­lan, Fludarabine и други, както и повлияващи костно-мозъчната ниша като Lenalidomide.
• Тромбоцитен брой под 30 x 109/l и/или нисък левкоцитен брой преди мобилизация, отразяващ намалени регенераторни способности на костния мозък.
• Предходна автоложна или алогенна ТХСК.

Част от здравите дарители също са лоши мобилизатори, без установена причина[16].

Възможните дефекти могат да се дължат на три нива:

1) недостатъчен брой ХСК поради фактори в самите клетки;
2) недостатъчен брой поради малко на брой или дефектни “ниши” или
3) неадекватен брой или отговор на ефекторните и поддържащи клетки като макрофаги или адренергични нерви. Тези фактори не се изключват взаимно[6].

Подходи при лоши мобилизатори
За да се преодолее ефектът от лошата мобилизация, се прилагат цитаферези с голям обем и/или повторна мобилизация след 2-4 седмици почивка.
През последните десет години се използва антагонистът на рецептора CXCR4 плериксафор[6], който намалява свързването на стволовите клетки със стромата в костно-мозъчната ниша и улеснява излизането им в периферната кръв. Препаратът се прилага в доза 160 до 240 µg/kg венозно или мускулно 6 до 12 часа преди аферезата[1] или 240 µg/kg подкожно вечерта преди аферезата, като при недостатъчен добив прилагането му се повтаря[6]. Ранното включване на плериксафор в мобилизацията на пациенти, при които се установяват ниски стойности на CD34+ клетки води до по-високи добиви с по-малко аферези и по-малко разходи за трансплантация[17]. Ако броят на CD34+ клетки остане нисък на ден +4, вечерното прибавяне на plerixafor може да увеличи броя на CD34+ клетки около шесткратно на следващата сутрин, дори ако пациентът е с много нисък брой CD34+ клетки (<5 х 10⁄μL)[6,18].

Клиничният опит в СБАЛХЗ при пациенти с повече от един неуспешен опит за мобилизация показва, че прилагането на плериксафор вечерта преди цитафереза води до успешна мобилизация при повечето от тях[19]. При тези пациенти увеличаването на циркулиращите CD34+ води до успешно получаване на необходимото количество ХСК за трансплантация, в повече от половината случаи с една цитафереза. Въпреки че липсват ясни терапевтични алгоритми, може да е резонно при пациенти мобилизирани само с G-CSF да се обмисли употребата на plerixafor, ако CD34+ клетки са по-малко от 10⁄μL на ден +4, за да се да се избегне необходимостта от многократни аферези или повторна мобилизация[18].

Пациентите с миелом са специфична група, поради факта че сред тях лошите мобилизатори се срещат по-често, а за провеждането на тандемна трансплантация е необходима двойна доза ХСК. В последно време се появиха съобщения за значително по-добри добиви след употребата на цитарабин с G-CSF[20,21]. Сравнявайки малка група пациенти с миелом в СБАЛХЗ, мобилизирани до момента с цитарабин и G-CSF с останалите пациенти с миелом от последните две години, установяваме значително по-добри добиви (12.6 x 106/kg за групата cytarabine + G-CSF; 3.98 х 106/kg в групата, мобилизирани само с G-CSF и 4.998 x 106/kg в групата след мобилизация с Cyclophosphamide и G-CSF.

Обобщение
Мобилизацията е основен етап от трансплантацията на хемопоетични стволови клетки, от който зависи постигането на желан добив и последващо хематологично възстановяване на пациентите. На този етап най-важен индикатор е броят на CD34+ клетки, които са получени, за успеха на това лечение. Преодоляването на проблема с така наречените лоши мобилизатори се постига чрез въвеждането на нови химиотерапевтични режими, както и на медикаменти, повлияващи свързаността на хемопоетичните стволови клетки с костно-мозъчната ниша. Освен благоприятния ефект за повишаване на дозата получени CD34+ клетки, медикаментът плериксафор повлиява получаването на други субпопулации по-ранни прогениторни клетки, както и клетки от имунната система (B-клетки, T-клетки, NK-клетки и дендритни клетки), които също имат важна роля за прихващането на присадката след трансплантация[22].

книгопис:

1. Munker, R., The BMT Data Book Including Cellular Therapy. 3 ed. Vol. 1. 2013: Cambridge University Press. 1-6.
2. Appelbaum, F.R., Hematopoietic-Cell Transplantation at 50 New England Journal of Medicine, 2007. 357(15): p. 1472-1475.
3. H Baldomero, M.G., A Gratwohl, A Tichelli, D Niederwieser, A Madrigal and and K. Frauendorfer, The EBMT activity survey 2009: trends over the past 5 years. Bone Marrow Transplantation ,, 2011. 46: p. 485–501.
4. Gluckman, E., Choice of the donor according to HLA typing and stem cell source in The 2012 revised edition of the EBMT-ESH Handbook on Haemopoietic Stem Cell Transplantation, E.C. J. Apperley, E. Gluckman, T. Masszi, Editor. 2012. p. 90-107.
5. Switzer, G.E., et al., Donating stimulated peripheral blood stem cells vs bone marrow: do donors experience the procedures differently? Bone Marrow Transplantation, 2001. 27(9): p. 917-923.
6. To L.B. , J.-P.L., Jean-Pierre Levesque, Kirsten E. Herbert, How I treat patients who mobilize hematopoietic stem cells poorly. Blood, 2011. 118(17): p. 4530-4540.
7. Ringden, O., Faster engraftment of neutrophils and platelets with peripheral blood stem cells from unrelated donors: a comparison with marrow transplantation. Bone Marrow Transplantation ,, 2000. 25, Suppl. 2: p. S6–S8.
8. D. Longo A. Fauci , D.K., S. Hauser, J. Jameson , J. Loscalzo, , Hematopoietic Cell Transplantation, in Harrison’s PRINCIPLES OF INTERNAL MEDICINE. 2015. p. 139e-2.
9. Hübel, K., Mobilization and Collection of HSC, in The EBMT Handbook: Hematopoietic Stem Cell Transplantation and Cellular Therapies, E. Carreras, et al., Editors. 2019, Springer International Publishing: Cham. p. 117-122.
10. Marshall A. Lichtman, T.J.K., Uri Seligsohn, Kenneth Kaushansky, Josef T. Prchal, Williams Hematology, Eighth Edition. 2010. Ch. 75.
11. Mohty, M., et al., Autologous haematopoietic stem cell mobilisation in multiple myeloma and lymphoma patients: a position statement from the European Group for Blood and Marrow Transplantation. Bone Marrow Transplant, 2014. 49(7): p. 865-72.
12. Schots, R., et al., The absolute number of circulating CD34+ cells predicts the number of hematopoietic stem cells that can be collected by apheresis. Bone Marrow Transplant, 1996. 17(4): p. 509-15.
13. Schmitt, M., et al., Mobilization of autologous and allogeneic peripheral blood stem cells for transplantation in haematological malignancies using biosimilar G-CSF. Vox Sanguinis, 2016. 111(2): p. 178-186.
14. Минчев, М., Арнаудов, Г., Трансплантация на хемопоетични стволови клетки, in Клинична хематология, Т. Лисичков, Editor. 2004.
15. Lerro, K.A., et al., A simplified approach to stem cell mobilization in multiple myeloma patients not previously treated with alkylating agents. Bone Marrow Transplantation, 2003. 32(12): p. 1113-1117.
16. Wang, T.-F., et al., Factors Associated with Peripheral Blood Stem Cell Yield in Volunteer Donors Mobilized with Granulocyte Colony-Stimulating Factors: The Impact of Donor Characteristics and Procedural Settings. Biology of Blood and Marrow Transplantation, 2008. 14(11): p. 1305-1311.
17. Sánchez-Ortega, I., et al., Plerixafor in patients with lymphoma and multiple myeloma: effectiveness in cases with very low circulating CD34+ cell levels and preemptive intervention vs remobilization. Bone Marrow Transplantation, 2014. 50: p. 34.
18. Jantunen, E. and G. Kvalheim, Mobilization strategies in hard-to-mobilize patients with lymphoid malignancies. European Journal of Haematology, 2010. 85(6): p. 463-471.
19. Arnaudov, G., et al., Mozobil (plerixafor)-decision for “poor mobilisers” in autologous stem cell transplantation: P713. Bone Marrow Transplantation, 2012. 47.
20. Jelinek, T., et al., Cytarabine + G-CSF is more effective than cyclophosphamide + G-CSF as a stem cell mobilization regimen in multiple myeloma. Bone Marrow Transplant, 2019. 54(7): p. 1107-1114.
21. Czerw, T., et al., Increased Efficacy of Stem Cell Chemomobilization with Intermediate-Dose Cytarabine Plus Granulocyte Colony-Stimulating Factor (G-CSF) Compared with G-CSF Alone in Patients with Multiple Myeloma: Results of a Randomized Trial. Biol Blood Marrow Transplant, 2019. 25(2): p. 248-255.
22. Saraceni, F., et al., Mobilized peripheral blood grafts include more than hematopoietic stem cells: the immunological perspective. Bone Marrow Transplant, 2015. 50(7): p. 886-91.