Abstract
目的
X-连锁肾上腺脑白质营养不良(X-linked adrenoleukodystrophy,ALD)是一种严重的遗传性疾病,导致神经系统迅速恶化和过早死亡,异基因造血干细胞移植(hematopoietic stem cell transplantation,HSCT)仍然是唯一能阻止该疾病神经症状的治疗方法。然而,许多患者缺乏合适的人类白细胞抗原(human leukocyte antigen,HLA)匹配相关供体,必须依赖替代供体作为干细胞来源,故本研究探讨采用单倍体相合异基因造血干细胞移植治疗肾上腺脑白质营养不良患儿。
方法
2014年12月至2018年12月, 8例无HLA完全相合供体的ALD儿童接受了单倍体异基因造血干细胞移植治疗。预处理方案主要用药为马利兰(9.6 mg/kg)、环磷酰胺(200 mg/kg)和氟达拉滨(90 mg/m2),预防移植物抗宿主病的药物包括抗人胸腺细胞免疫球蛋白、环孢菌素A、霉酚酸酯和短疗程甲氨蝶呤。
结果
8例患儿均接受父亲来源的单倍体异基因造血干细胞移植治疗。患儿中位年龄为8岁(范围5~12岁),供者中位年龄为36(32~40)岁。干细胞来源采用粒细胞集落刺激因子(granulocyte colony-stimulating factor,G-CSF)动员的骨髓联合动员后的外周血采集物,总有核细胞中位数为10.89 (9.40~12.16)×10 8/kg, CD34 +细胞中位数为7.06(0.74~7.80)×10 6/kg。中性粒细胞植入发生在移植后11 d(范围8~13 d),血小板植入中位时间为移植后10 d(范围8~12 d), 所有患儿在植入时均获得完全的供体细胞嵌合。4例患儿患有Ⅱ~Ⅳ级急性移植物抗宿主病,1例患儿患有慢性移植物抗宿主病,均无重度慢性移植物抗宿主病(graft-versus-host disease GVHD)发生。所有患儿中发生2例巨细胞病毒(cytomegalovirus,CMV)血症,2例EB病毒(Epstein-Barr virus,EBV)血症。总体来看,7例患儿无严重相关移植合并症发生且均生存,1例患儿移植后125 d癫痫后脑疝死亡。
结论
初步观察表明,采用这种新方案的单倍体异基因干细胞移植能成功地实现ALD患者的完全供体嵌合;根据我们的经验,单倍体相合异基因造血干细胞移植治疗肾上腺脑白质营养不良是安全可行的。
Keywords: 单倍体相合, 异基因造血干细胞移植, 肾上腺脑白质营养不良, 移植物抗宿主病
Abstract
Objective
X-linked adrenoleukodystrophy (ALD) is a severe inherited disorder leading to rapid neurological deterioration and premature death. Allogeneic hematopoietic stem cell transplantation (HSCT) is still the only treatment that halts the neurologic symptoms in ALD. However, many patients lack suitable human leukocyte antigen (HLA) matched related donors and must rely on alternative donors for a source of stem cells. The purpose of this study was to explore the outcomes of haploidentical allogeneic stem cell transplantation for ALD patients.
Methods
Between December 2014 and December 2018, eight children with ALD lacking HLA matched related or unrelated donors were treated with haploidentical allogeneic hematopoietic stem cell transplantation. The patients received conditioning regimen with busulfan 9.6 mg/kg, cyclophosphamide 200 mg/kg and fludarabine 90 mg/m2. Graft-versus-host disease (GVHD) prophylaxis consisted of anti-human thymocyte globulin, cyclosporine A, mycophenolate mofetil and short course of methotrexate.
Results
All the 8 children received allogeneic stem cell transplants from their fathers. The median age of the recipients was 8 (range: 5-12) years. The median age of the donors was 36 (range: 32-40) years. All the recipients received granulocyte colony-stimulating factor (G-CSF) mobilized bone marrow and peripheral blood-derived stem cells. The median number of total mononuclear cells dose and CD34 + dose was 10.89 (range: 9.40-12.16)×10 8/kg and 7.06 (range: 0.74-7.80)×10 6/kg, respectively. Neutrophil engraftment occurred a median of 11 days (range:8-13 days) after transplantation. Platelet engraftment occurred a median of 10 days (range:8-12 days) after transplantation. All the patients achieved complete donor chimerism at the time of engraftment. Four patients had grades Ⅱ-Ⅳ acute GVHD and 1 had chronic graft-versus-host disease. No severe chronic GVHD occurred. Among all the children, 2 had cytomegalovirus (CMV) DNAemia and 2 Epstein-Barr virus (EBV) DNAemia. Overall, seven of them survived and had no major complications related to transplantation. One died of cerebral hernia after epilepsy 125 days after transplantation.
Conclusion
The preliminary observation demonstrates that haploidentical allogeneic stem cell transplantation with this novel regimen could successfully achieve full donor chimerism in ALD patients. According to our experience, haploidentical allogeneic hematopoietic stem cell transplantation is safe and feasible in the treatment of X-linked adrenoleukodystrophy.
Keywords: Haploidentical, Allogeneic hematopoietic stem cell transplantation, X-linked adrenoleukodystrophy, Graft-versus-host disease
肾上腺脑白质营养不良(X-linked adrenoleukodystrophy,ALD)是一种主要累及中枢神经系统白质的进展性、遗传性疾病,由于肾上腺脑白质营养不良蛋白功能缺陷,导致极长链脂肪酸在神经组织及肾上腺细胞中沉积。临床特点是中枢白质的髓鞘发育异常或弥漫性损害,其中儿童脑型常在4~8岁起病,直至患儿完全瘫痪,失明或失聪,实验室诊断依据主要包括极长链脂肪酸的水平升高和ABCD1突变。本病预后极差,多在15岁内死亡[1,2],目前仍缺乏有效的药物治疗。Aubourg等[3]在1990年报道1例ALD患儿成功接受人类白细胞抗原(human leukocyte antigen,HLA)配型完全相合异基因骨髓移植治疗,此后陆续的研究报道支持异基因造血干细胞移植对ALD患儿治疗有益[4]。造血干细胞移植治疗肾上腺脑白质营养不良的可能机制在于供者来源单核细胞能够穿过血脑屏障,分化为小胶质细胞,以纠正酶缺乏,从而终止神经系统病变的进展[4]。
迄今为止,异基因造血干细胞移植治疗是ALD等一些遗传代谢疾病唯一有效的干预措施。然而,目前许多ALD患儿缺乏HLA完全相合的亲缘或非亲缘供体,而使用单倍体配型相同的亲缘供体,可以使缺乏合适供体的患儿及时获得供者造血干细胞。采用单倍体相合亲缘供者在治疗恶性血液病、重型再生障碍性贫血均获得一系列成功报道[5,6,7],主要代表性单倍体相合移植方案包括粒细胞刺激因子联合抗胸腺球蛋白方案、移植后大剂量环磷酰胺方案。异基因造血干细胞植入失败一直是治疗ALD为代表的这一类遗传代谢病的主要障碍,植入失败率超过20%。ALD这类患儿接受单倍体相合异基因造血干细胞移植,术后能否获得完全供体植入,仍然是各造血干细胞移植中心面对的巨大挑战。自2014年以来,北京大学人民医院血液病研究所基于粒细胞刺激因子联合抗胸腺球蛋白方案,研究探讨了单倍体相合亲缘间异基因造血干细胞移植在ALD患儿治疗中的安全性及可行性,本文回顾性分析了北京大学人民医院血液病研究所治疗的8例ALD患儿接受异基因造血干细胞移植的相关资料,报道如下。
1. 资料与方法
1.1. 入选患者
本研究纳入2014年12月至2018年12月在北京大学人民医院接受异基因造血干细胞移植的ALD患儿。ALD的诊断标准是基于升高的空腹血浆极长链脂肪酸和ABCD1基因突变[8]。本文报道的8例确诊ALD病例均来自北京大学第一医院和北京大学人民医院儿科,推荐进行异基因造血干细胞移植。供体选择原则:使用非携带者匹配的同胞供体、相同的匹配的脐血(中间分辨率分型为6/6)或相同的匹配的非亲缘供体(高分辨率分型为10/10)。如果未检索到HLA配型完全相合亲缘及非亲缘供体,选用HLA配型单倍体相同的父亲供体。本文对这8例患儿接受单倍体配型相合亲缘间异基因造血干细胞移植的临床资料进行分析。
1.2. 预处理方案
参考文献[9]报道的方案,具体内容如下:静脉注射马利兰3.2 mg/(kg·d),移植前第8天至第6天共3 d,总剂量9.6 mg/kg;氟达拉滨每天30 mg/m2,移植前第6天至第4天共3 d,总剂量90 mg/m2;环磷酰胺50 mg /(kg·d),移植前第5天至第2天共4 d,总剂量200 mg/kg。对所有单倍体配型相合的受试者给予静脉输注抗人胸腺细胞免疫球蛋白(anti-human thymocyte globulin, ATG) 2.5 mg/(kg·d),移植前第5天至第2天,总剂量10 mg/kg。
1.3. 供者干细胞动员、采集
全部供者予粒细胞集落刺激因子(granulocyte colony stimulating factor,G-CSF)5 μg /(kg·d)皮下注射,连续5 d。供者于第4天采集骨髓血,于第5天用Cobe Spectra血细胞分离机(美国Terumo BCT公司)或CS-3000 plus血细胞分离机(美国Baxter公司)分离采集外周血干细胞。
1.4. 干细胞输注
全部病例均采用G-CSF动员的骨髓联合外周血干细胞移植,采集好的供者骨髓及外周血干细胞直接经中心静脉回输。
1.5. 移植物抗宿主病(graft-versus-host disease,GVHD)的预防及移植早期细胞因子支持治疗
GVHD预防全部采用环孢素A(ciclosporin A, CsA)、霉酚酸酯 (mycophenolate, MMF)及短程甲氨蝶呤(methotrexate, MTX)方案。即CsA从移植前第9天开始,CsA 2.5 mg/(kg·d),血药浓度控制在150~250 μg/L,移植后100 d开始减量,180 d至270 d停用;MTX 15 mg/m2(移植后第1天),10 mg/m2(移植后第3、5 和11 天);MMF 1.0 g/d,移植前第9天开始,移植后30 d减量,45~60 d停用。移植早期细胞因子支持治疗:全部患儿移植后第6天开始给予G-CSF 5 μg/(kg·d),粒细胞植入后停用。
1.6. 植入鉴定及监测
移植后1个月、6个月、1年定期进行DNA指纹图监测,采用短串联重复基因位点的DNA测序分析对造血重建后患者行供受者嵌合体检测,供者成分在95.0%以上定义为完全供者植入。
1.7. 相关诊断定义
(1)粒细胞及血小板植入定义:连续3天中性粒细胞≥0.5×109 /L为白细胞植入。脱离血小板输注7 d,血小板≥20×109 /L为血小板植入。(2)急性GVHD及慢性GVHD:诊断及分级参照文献[10],分别对皮肤(皮疹范围)、胃肠(每日腹泻量多少)、肝脏(总胆红素水平)主要受损器官进行分级,然后依据各个器官受损分级程度进行总体分级,分为Ⅰ~Ⅳ级,其中Ⅲ~Ⅳ级急性GVHD为重度GVHD; 慢性GVHD按美国国立卫生研究院分级[11]。(3)巨细胞病毒(cytomegalovirus,CMV)血症及EB病毒(Epstein-Barr virus,EBV)血症:血浆中CMV-DNA>1 000拷贝/mL,连续2次定义为CMV血症[12];血浆中EBV-DNA>500拷贝/mL,连续2次定义为EBV血症[13]。
2. 结果
2.1. 临床资料
8例患儿的年龄中位数为8(5~12)岁,其中5例患儿因家族史筛查发现并确诊为ALD,尚未出现神经系统症状,另外3例均为有神经系统症状者,临床表现包括言语迟钝,行走不利,听力、视力下降,癫痫发作。均采用父亲供者,单倍体HLA配型3/6位点相合7例,5/6位点相合1例,供者经筛查均为健康供者,中位年龄为36(32~40)岁。干细胞来源采用G-CSF动员的骨髓联合外周血采集物,总有核细胞中位数为 10.89 (9.40~12.16)×108/kg,CD34+细胞中位数为 7.06(0.74~7.80)×106/kg。
2.2. 造血重建、急慢性GVHD及其他主要移植相关合并症
移植后中性粒细胞植入中位时间为11 (9~13) d,血小板植入中位时间为10 (8~12) d。8例患儿中4例发生Ⅱ~Ⅳ急性GVHD,其中2例发生了重度急性GVHD,临床表现累及皮肤及肠道,经治疗均获得好转,无急性GVHD相关性死亡;8例患儿中1例发生慢性轻度GVHD,均无重度慢性GVHD发生。所有患儿中发生2例CMV血症,2例EBV血症。
2.3. 生存及预后
截至到2019年2月1日,7例(87.5%)患儿获得无事件生存,随访中位时间 263 (65~1511) d;1例移植前有症状患儿,移植后120 d出现癫痫,125 d 继发脑疝死亡。所有8例患儿在移植后1个月均获得完全供者型,生存大于1年的3例患儿随访期间DAN指纹图均为完全供者型。
3. 讨论
ALD患儿目前缺乏有效的药物治疗,预后极差,而异基因造血干细胞移植是唯一有效的干预措施。由于ALD这一类先天性疾病患儿在移植前从未接受过放化疗治疗,因此他们比恶性肿瘤儿童可能更容易发生移植排斥。早期文献报道单倍体相合造血干细胞移植结果,26例骨髓移植患者中只有9例(34.6%)最终存活[14]。最新研究报道了9例ALD行单倍体相合移植,采用移植后环磷酰胺方案,仍然只有4例(44.4%)患者首次移植获得完全供者植入,3例 (33.3%)混合嵌合经二次挽救移植治疗获得供者植入,2例(22.2%)原发植入失败[15]。可以看出,采用移植后环磷酰胺方案的单倍体移植治疗这类疾病仍然存在大于20%的植入失败率。
同样,我们注意到在造血干细胞移植前的预处理方案中单纯增加环磷酰胺剂量仍然不能获得满意的植入率:67%接受高剂量环磷酰胺(240~260 mg/kg)的患者获得完全植入,而接受200 mg/kg环磷酰胺的患者中植入率仅为53%[16]。本次报道中在马利兰、环磷酰胺的预处理过程增加了氟达拉滨,作为嘌呤类似物,氟达拉滨对淋巴细胞增殖具有明显的抑制作用。在90~125 mg/m2的剂量范围内,这种药物几乎没有表现出髓外毒性[17,18]。接受马利兰(9.6 mg/kg)、环磷酰胺(200 mg/kg)和较小剂量的氟达拉滨(总剂量90 mg/m2)预处理方案后,所有8名患儿均迅速地获得了完全供者植入,目前有3例患儿随访时间超过1年仍保持完全供者植入状态。
本次报道的单倍体相合异基因造血干细胞移植具有显著的低毒性和高植入率,初步随访的数据显示供者嵌合体的水平是稳定和持久的。当然,需要进一步长期的随访和广泛的神经认知研究来确定移植治疗对该疾病自然病史的影响及疗效。造血干细胞移植技术需要进一步考虑如何促进中枢神经系统中供者来源的小胶质细胞快速重建,从而短时间内实现疾病稳定。
我们在这里报告了使用马利兰、环磷酰胺和氟达拉滨的新预处理方案。目前的数据表明:(1)该预处理方案允许所有患者持续的完全供体嵌合;(2)单倍体相合亲缘供体很容易获得,这可以减少诊断和移植之间的时间间隔,从而发挥移植治疗的积极结果;(3)急性和慢性移植物抗宿主病和主要移植相关事件是可控的,总体生存率令人鼓舞。根据我们的初步观察结果,单倍体相合异基因造血干细胞移植治疗肾上腺脑白质营养不良是安全可行的,移植的长期疗效还需要进一步随访观察。
本文编辑:刘淑萍
Biography
黄晓军,教授,博士生导师,北京大学人民医院血液病研究所所长,血液病专家。国家血液系统疾病临床医学研究中心负责人,国家自然科学基金创新研究群体项目负责人,科技部创新团队及教育部创新团队带头人,国家重点学科、国家临床重点专科负责人;兼任亚太血液联盟常委会主任、第四届中国医师协会血液科医师分会会长、第九届中华医学会血液学分会主任委员、美国血液学会国际常委会委员、国际白血病比较研究组织全球委员会委员。
主持国家高技术研究发展计划(863计划)、国家重点研发计划、国家自然科学基金重点项目、国家杰出青年科学基金等国家课题;以通信或第一作者发表SCI 论文320余篇,包括New England Journal of Medicine、 Lancet Oncology、 Journal of Clinical Oncology、 Blood、 Leukemia、 Biology of Blood and Marrow和Bone Marrow Transplantation等,入选2014—2018年中国高被引学者榜单(医学);移植领域的相关成果被美国、英国骨髓移植协会、美国国家癌症研究所等共28项国际指南或共识引用;荣获国家科学技术进步奖二等奖2项,省部级一等奖4项,何梁何利科学技术与进步奖,吴阶平医药创新奖。
任《中华血液学杂志》总编辑,British Journal of Haematology副主编,Journal of Hematology and Oncology副主编, Chinese Medical Journal (English)副主编, Annals of Hematology高级编委,以及Blood、Bone Marrow Transplantation、Blood Reviews编委。牵头制定17项指南/共识,培养博士后6名,博士生58名,硕士生10名,北京市拔尖人才2名,科技新星1名。
Funding Statement
国家自然科学基金（81621001）
Supported by National Natural Science Foundation(81621001)
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