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亲缘与非亲缘供者造血干细胞动员和采集的安全性比较

来源:中国造血干细胞捐献者资料库北京管理中心 时间:2015-11-11

张伸1 金辉2 许兰平1 刘代红1 陈欢1 梁永清2 李涛2 李福兴2
王蕊2 康清2 陈育红1 张晓辉1 韩伟1 黄晓军1 刘开彦1

1.北京大学人民医院,北京大学血液病研究所  100044; 
2.中国造血干细胞捐献者资料库北京管理中心 100088; 
通讯作者:刘开彦,教授,主任医师;电话:010-88324952;E-mail:liukaiyan@medmail.com.cn 
基金项目:北京市财政健康供者捐献后跟踪随访项目(PXM2007_077203_026255)

摘要 

  本研究对捐献骨髓及外周造血干细胞的健康亲缘供者,以及只捐献外周造血干细胞的非亲缘供者,在造血干细胞动员和采集的安全性方面进行比较。2005年9月至2006年8月,在北京大学人民医院血液病研究所进行异基因造血干细胞移植的亲缘供者100例,2003年11月至2007年12月,在中国造血干细胞捐献者资料库北京管理中心登记的非血缘供者71例,在造血干细胞动员、采集及采集后1、3、6个月及每年进行评估。对血常规、不良反应等进行观察记录,并对随访期间的长期不良反应及生活质量进行问卷调查。结果显示:亲缘供者提供的骨髓+外周血干细胞总MNC剂量为6.70(4.11-12.23)×108/kg,总CD34+细胞剂量为3.40(1.61-13.57)×106/kg。非亲缘供者提供的外周血干细胞总MNC剂量为6.69(3.35-11.48)×108/kg,总CD34+细胞剂量为3.50(1.15-11.60)×106/kg。动员时的常见副作用为骨痛,在亲缘供者的发生率为47%,在非亲缘供者的发生率为43.7%,两组之间无显著性差异;采集时的常见副作用为感觉异常(口唇和四肢),在亲缘供者的发生率为25%,在非亲缘供者的发生率为29.6%,两组之间无显著性差异;副作用皆可耐受,没有供者因为不能耐受而中断采集。因为骨髓血采集,采集后亲缘供者的血红蛋白水平低于非亲缘供者{(125.8±20.2)G/L vs (143.2±20.1)G/L;p<0.05}。外周干细胞采集多为2次,采集后非亲缘供者的血小板计数低于亲缘供者{(126.2±57.2)×109/L vs (162.4±72.9)×109/L;p<0.05}。在长期随访中,亲缘供者与非亲缘供者的血常规比较无显著性差异,无长期的不良反应,健康状况良好。结论:亲缘与非亲缘供者进行造血干细胞采集都是安全可行的。术前进行完备的检查,术中仔细操作、严密观察,及术后长期随访对于供者的安全有重要的意义。

关键词

亲缘供者  非亲缘供者  动员与采集    安全性

 

Comparative Analysis of Safety of Related and Unrelated Donors on Hematopoietic Stem Cell Mobilization and Ccollection

ZHANG Shen1,JIN Hui2, XU Lan-Ping1, LIU Dai-Hong1,CHEN Huan1, LIANGYong-Qing2,LI Tao2, LI Fu-Xing2,WANG Rui2 ,KANGQing2,CHEN Yu-Hong1,ZHANG Xiao-Hui1,HAN Wei1, HUANG Xiao-Jun1, LIU Kai-Yan1

1. Institute of Hematology & People Hospital, Peking University, Beijing 100044, China.

2. The Data Bank of Chinese Hematopoietic Stem Cell Donors Beijing Management Center, Beijing  100088

Corresponding Author: LIU Kai-Yan, Professor, Senior Physician, Tel: 010-88324952,  E-mail:liukaiyan@medmail.com.cn

Abstract

   The study was aimed to compare related donors providing bone marrow and peripheral blood stem cell donation, with unrelated donors undergoing peripheral blood stem cell donation only, on safety of hematopoietic stem cell mobilization and collection. 100 related donors from September 2005 to August 2006 at Institute of Hematology & People Hospital, Peking University, and 71 unrelated donors from November 2003 to December 2007 in Data Bank of Chinese Hematopoietic Stem Cell Donors Beijing Management Center, were observed on process of bone marrow and peripheral blood stem cell mobilization, collection, and follow-up. The change of hematologic parameters (white blood cell counts, platelet counts and hemoglobin levels), and the side effects were recorded at baseline, leukapheresis for 1, 3 and 6 months, and annually after PBSC donation.. During follow-up, long-term side effects and life quality were recorded by questionnaires. Results showed that the total MNC dose of bone marrow and PBSC from related donors was 6.70(4.11-12.23)×108/kg,and the total CD34+ cells dose was 3.40(1.61-13.57)×106/kg; the total MNC dose of PBSC from unrelated donors was 6.69(3.35-11.48)×108/kg ,and the total CD34+ cells dose was 3.50(1.15-11.60)×106/kg. The main side effect of mobilization was bone pain, reported in 47.0% of the related donors, and in 43.7% of unrelated ones. The main side effect of collection was paresthesia, reported in 25.0% of the related donors, and in 29.6% of unrelated ones. There was no significant difference on side effects between related and unrelated donors during blood stem cell mobilization and collection, which all were endurable, and no donor discontinued G-CSF administration because of side effects. After collection, the hemoglobin levels of related donors were lower than those of unrelated donors because of bone morrow blood donation, {(125.8±20.2)G/L vs (143.2±20.1)G/L, p<0.05}, and the platelet counts of unrelated donors were lower than those of related donors because of more than two times of collection, {(126.2±57.2)×109/L vs (162.4±72.9)×109/L, p<0.05). There was no significant difference on hematologic parametersbetween two groups during long-term follow-up, and the majority of the donors reported were in good or very good health. In conclusion, the donation was proved to be safe for mobilizing hematopoietic stem cells for allogeneic transplantation. Long-term monitoring of healthy PBSC donors remains important to guarantee the safety standards of bone marrow and peripheral blood stem cell mobilization and collection.

Key words:

  related donors,unrelated donors,mobilization and collection,safety  

 

  近20年来,异基因造血干细胞移植在血液病的治疗领域取得了很大的进步,成为大多数恶性血液疾病的唯一根治方法[1]。采集的健康供者的骨髓,及经过动员的外周造血干细胞,是异基因造血干细胞移植的常规步骤和关键环节,而供者的安全应在采集前后予以持续的关注[2]。在此对进行骨髓及外周造血干细胞采集的健康亲缘供者100例,与只进行外周造血干细胞采集的非亲缘供者71例,在采集前后的安全性方面进行比较研究。

对象与方法

1.对象

1.1  2005年9月至2006年8月,在北京大学人民医院血液病研究所进行异基因造血干细胞移植 的健康供者100例,中位年龄35岁(16-55岁),其中52例女性,48例男性。皆为亲缘供者(父母与子女,同胞之间)。采集骨髓及外周血造血干细胞。

1.2  2003年11月至2007年12月,在中国造血干细胞捐献者资料库北京管理中心登记的进行非血缘造血干细胞移植 的19-52岁(中位年龄29岁)的健康供者71例,其中 19 例女性,52 例男性。采集外周血造血干细胞。

2.方法

2.1供者术前准备:所有供者均知情并签署同意书。为保证供骨髓的质量及供者、受者的安全 ,术前常规对供者行必要的健康检查 ,包括血常规、尿常规、便常规、肝肾功能、病毒筛查、骨穿、心电图、出凝血时间、ABO 血型和及Rh血型配型。

2.2 造血干细胞动员:用重组人粒系集落刺激因子(G-CSF)5µg/(kg·d)皮下注射5天(根据白细胞水平及采集数目,个别供者延长至第6天)。

2.3 骨髓采集:亲缘供者于动员前5天分2次采集自体血400~600ml。于动员第4天行骨髓血干细胞采集,在手术室无菌条件下完成。均选用硬膜外麻醉,麻醉成功后取俯卧位。采集部位为髂后上棘,双侧多点、多方向、分层次穿刺,抽取骨髓液600~800mL,术中回输自体血。操作过程严格无菌。结束后局部无菌辅料敷贴,送回病房,严密观察供者生命体征[3]

2.4 外周造血干细胞采集:

2.4.1 亲缘供者

  应用血细胞分离机,亲缘供者在动员第5天采集外周血干细胞。根据第4天采集的骨髓单个核细胞(MNC)的数量、供者个人状况及患者疾病分期,决定第5天干细胞采集循环量。MNC总数控制在(6-8×108/kg),采集的MNC总数不足者或需要冻存者,第6天再次动员及采集干细胞。

2.4.2 非亲缘供者

  应用血细胞分离机,非血缘供者在动员第4、5天采集外周血干细胞(根据白细胞动员水平,个别在延迟至5-6天采集)。MNC总数大于5×108/kg,或CD34+ 细胞>2×106/kg。若第4天即采集足够,第5天不再采集。每次循环血量8000-12000ml,流速50-70ml/min,体积50-250ml。

2.5 细胞检测:

  采集后的细胞悬液经流式细胞仪检测得到CD34+ 细胞百分数;经血细胞计数仪常规测得MNC值。

2.6造血干细胞动员及采集前后的不良反应:

  按 WHO 毒副作用分级标准评价和记录出现的不良症状及其消失时间、缓解方式。行血常规检查(术后1、3、6、12及24个月),并对术后生活质量、身体健康状况、长期的不良反应进行问卷调查。随访截止日期2010年1月。

2.7 统计学处理:

  计量资料采用均数(mean±SD)表示,应用SPSS12.0统计软件,数据比较采用t检验及X2检验,以p<0.05作为显著性检验标准。

结果

1.动员、采集过程及采集物计数  

1.1亲缘供者:100例亲缘供者,96例在动员第4天采集骨髓,动员第5天采集外周血干细胞。4例在动员第6天再次采集。采集的骨髓MNC数为3.11(1.51-8.35)×108/kg,CD34+ 细胞为1.62(0.81-7.27)×106/kg。外周血干细胞MNC为3.59(1.12-8.31)×108/kg,CD34+细胞为1.78(0.98-8.21)×106/kg。采集的总MNC为6.70(4.11-12.23)×108/kg,总CD34+ 细胞为3.40(1.61-13.57)×106/kg。

1.2非亲缘供者:71例非亲缘供者,68例在第4-5天共采集2次外周血干细胞;1例只在第4天采集1次;2例在第5-6天采集。采集的外周血干细胞总MNC为6.69(3.35-11.48)×108/kg,总CD34+ 细胞为3.50(1.15-11.60)×106/kg。

2. 动员与采集的不良反应

2.1动员的不良反应 (见图1)

  供者动员时的常见副作用为骨痛,在亲缘供者的发生率为47%,在非亲缘供者的发生率为43.7%。其次有头痛、头晕、乏力、低热、流感样症状等表现,在亲缘供者的发生率分别为14%、15%、6%、3%和2%,在非亲缘供者的发生率分别为15.5%、16.9%、8.5%、2.8%和1.4%。亲缘供者与非亲缘供者在动员的副反应方面比较无显著性差异。

 

 

Fig 1 The percentage of relate donors and unrelated donors reporting side effects during the period of hematopoietic stem cells mobilization.

2.2 外周干细胞采集的不良反应(见图2)

  2例亲缘供者(1女,51岁;1男,54岁)因外周血管条件较差,换用股静脉插管。采集过程中常见副作用为感觉异常(口唇麻木和四肢麻木),在亲缘供者的发生率为25%(17%+18%),在非亲缘供者的发生率为29.6%(19.7%+9.9%)。其次有恶心、呕吐、心悸、手足抽搐等表现,在亲缘供者的发生率分别为8%、6%、6%、3%和4%,在非亲缘供者的发生率分别为9.9%、5.6%、4.2%、4.2%和1.4%。亲缘供者与非亲缘供者在采集反应方面比较无显著性差异。副作用皆可耐受,没有供者因为不能耐受而中断造血干细胞采集。

2.3 亲缘供者采髓反应:术前备自体血、留置尿管、硬膜外麻醉、及采髓术皆能顺利完成。备自体血时2例出现明显头晕,休息后缓解;留置尿管时疼痛,术后尿痛3例(男性),予口服抗生素治疗3天后症状消失。硬膜外麻醉当时无并发症出现;术后明显腰痛2例,其中1例持续至2个月后缓解。采髓术均能顺利完成,术后出现恶心5例,心悸2例,寒战反应3例,对症处理后很快缓解。无术后发热,无采髓局部感染。

 

 

Fig 2 The percentage of relate donors and unrelated donors reporting side effects during the period of hematopoietic stem cells collection. (FVI: Femoral Vein Intubatton; Lip-Par: Lip Paresthesia; Limb-Par: Limb Paresthesia.)

 

3.动员及采集前后血象变化(表1)

  亲缘供者与非亲缘供者之间相比较,在查体时两者的血常规(白细胞、血红蛋白和血小板)之间无显著性差异。

  亲缘供者动员后白细胞由动员前的6.29±1.46×109/L,动员第4天升至(35.71±13.26)×109/L ,第5天升至(38.11±16.83)×109/L。非亲缘供者动员前白细胞 6.37±1.38×109/L。动员后第4天(37.12±14.23)×109/L ,第5天(39.61±17.20)×109/L。两组之间比较无显著性差异。 
亲缘供者因为采集自体血的损耗,在G-CSF动员前血红蛋白降至(131.3±17.2)G/L,低于非亲缘供者(p<0.05)。在动员过程中均低于非亲缘供者,骨髓采集后再降至(125.8±20.2)G/L,更低于非亲缘供者(p<0.05)。 
亲缘供者动员前血小板为(198.3±74.3)×109/L,较非亲缘供者高,可能与失血导致的继发性血小板升高有关,但两者比较无显著性差异(p>0.05)。非亲缘供者在动员第4天采集外周血干细胞后降至(155.2±65.3)×109/L,明显低于亲缘供者(196.7±70.8)×109/L,(p<0.05);在第2次采集后降至(126.2±57.2)×109/L,仍低于亲缘供者(162.4±72.9)×109/L,(p<0.05)。

 

 

Table 1: Hematologic parameters of related donors and unrelated donors during the period of hematopoietic stem cells mobilization and collection.

 

4.血常规长期随访(表2)

  亲缘供者采集在1个月后血常规检查97例供者恢复到正常值水平。2例供者出现白细胞减少,(分别为3.2×109/L及3.7×109/L),1例供者出现血小板减少(78×109/L)。3个月后血常规复查皆恢复到正常值水平。非亲缘供者在采集1个月后血常规检查70例供者恢复到正常值水平。1例供者出现血小板减少(81×109/L)。3个月后血常规复查恢复到正常值水平。亲缘供者与非亲缘供者在采集后的6个月、12个月、24个月血常规检查皆无异常,血常规长期随访比较无显著性差异。

 

 

Table 2: Hematologic parameters of related donors and unrelated donors during the period of follow-up.

 

5.健康状态随访

  亲缘供者与非亲缘供者在长期随访过程中,均无无死亡,无心脑血管病、白血病、实体肿瘤等重大疾病。亲缘供者健康状态自我评价为一般的70例(70%),良好的30例(30%), 非亲缘供者分别为52例(73.3%)和19例(26.7%), 两组比较无显著性差异,均无长期的不良反应,皆可正常生活与工作。

讨论

  供者的安全性是保证患者异基因造血干细胞移植顺利完成的前提。随着异基因造血干细胞移植在世界范围内的广泛开展,供者的安全性得到越来越多的关注。因外周血干细胞移植具有采集方便及造血植入快的特点,目前非亲缘供者多采用采集外周造血干细胞的方式[4-6]。而对于亲缘供者,本研究所多用采集经过动员的骨髓加外周造血干细胞的方法。两者对供者的安全性有怎样的影响,影响方面有无差别,是本研究关注的重点。

  G-CSF动员对健康供者的短期副作用中,以骨痛最为常见。发生机制可能与 G2CSF影响成骨细胞的活性有关[7]。头痛是另外一种常见的不良反应,一般认为可能与G-CSF动员后WBC增高引起的高粘滞状态有关[8]。另外,还有头晕、乏力、厌食、恶心、低热、流感样症状等其他表现。采集过程中因为低钙血症,副反应有口唇麻木、四肢麻木、恶心、呕吐、心悸、手足抽搐等表现。本研究表明,亲缘供者及非亲缘供者在动员及采集的副反应方面无显著性差异。两组供者都能很好地耐受动员及采集的副作用,顺利完成造血干细胞采集。

  本研究中两组供者骨痛的发生率分别为47%和43.7%,头痛的发生率分别为14%和15.5%,低于Kristina Hölig最近报道的发生率(骨痛93.5%,头痛34%)[9]。他们应用G-CSF的剂量多为7.5µg/kg(97.3%)。在第5天采集外周血干细胞,不足者第6天再次采集。与本研究的G-CSF用法相比,其G-CSF剂量大,时程长,可能是其副作用多发的原因。

  与非亲缘供者相比,亲缘供者需行骨髓采集。此步骤带来的常见风险有:1)尿道损伤:留置尿管所致,尤以男性多见,本组供者中男性发生3例,女性少见。2)硬膜外麻醉并发症:较少见,本组中有明显腰痛2例,其中1例持续至2个月后缓解,考虑与此相关;3)采集术中的失血风险;因有提前采集的自体全血的回输,术中失血约200ml左右,供者皆能耐受;4)采髓部位局部损伤与感染风险:很少发生,且无长期损害。5)失血性贫血:采髓过程供者共损失骨髓血600-800ml。因此,供者动员前备自体血400-600ml后,血红蛋白较前下降。骨髓采集后再损失200ml左右;血红蛋白再次下降。(对于15例血型大不合的供者,再次回输分离的红细胞,血红蛋白无明显下降。)因供者分2次采集自体血,采髓过程中回输自体血,血红蛋白属于缓慢下降,供者均可耐受。术后口服铁剂、叶酸及维生素B12,长期随访时血红蛋白均可恢复正常。

  与亲缘供者相比,非亲缘供者的外周造血干细胞多采集1次。采集过程的风险有:1)静脉置管:2例亲缘供者换用股静脉插管,考虑与供者年纪较大有关。插管顺利,无动脉损伤及血肿形成。非亲缘供者无股静脉插管病例。2)低钙血症:因采集过程中的抗凝处理,供者会有血钙下降,需随时补充葡萄糖酸钙。低钙反应的常有口唇麻木、四肢麻木、手足抽搐、恶心、呕吐,心悸等表现。两组供者比较无明显差异。且都能耐受。3)血小板下降:两组供者在外周造血干细胞采集前后血小板的数值有明显改变。行2次采集的非亲缘供者,比行1次采集的亲缘供者,总的血小板下降更为明显。与造血干细胞分离过程中大量血小板被采集到细胞悬液中有关。亲缘供者采集自体血后,血小板水平较前有上升,考虑与失血反应刺激血小板继发性增多有关。更加大了两者在血小板水平方面的差异。两组供者都没有发现任何出血现象 ,亦未进行血小板输注。国外有正常PBSC 供者在采集后发生出血的报道,故建议每次采集前应检测PLT,PLT≤70  ×109/L,则应取消采集计划,[10]

  Kristina Hölig等报道长期随访发现,中性粒计数绝对值比初始基线有轻微下降,但都在正常值范围[9]。另有文献报道,G-CSF动员20天后粒细胞数开始下降,数周内恢复[11]。本文中亲缘供者1例采集后1个月后白细胞低于基础值,3个月后恢复,可能与此相关。而非亲缘供者无白细胞减少病例。有报道发现G-CSF停药10天后血小板计数即可恢复到基础水平[12]。两组病例皆有1例在采集后1个月出现血小板减少,3个月后血常规复查皆恢复正常。在G-CSF对血常规的长期影响方面,两组供者无明显差别。

  在长期随访过程中,有研究表明,亲缘供者比非亲缘供者更容易出现恶性血液病。最近Halter等在多中心EBMT的研究中报道,51024例供者(27770例骨髓,23254外周血)中发生了20 例恶性血液疾病(8例骨髓, 12例外周血) [13]。比同年龄正常人群的发生率还要低。只有1例发生在非血缘骨髓移植供者,而其他15例发生在亲缘供者。Bennett CL等及Makita K等的研究表明,亲缘供者与白血病的发生有相关[14-15]Kristina Hölig等报道3928例非亲缘供者中大多数供者健康水平良好或非常良好,12例(0.3%)出现恶性疾病[9]。本研究中供者例数、随访时间有限,在随访期间并未观察到恶性疾病的发生。有待进一步收集病例,延长随访时间。

  亲缘与非亲缘供者的比较研究说明,尽管在操作过程、对血常规的影响方面存在差别,进行造血干细胞采集两者都是安全可行的。在整个过程施行严谨的风险控制措施,如术前进行完备的检查排除供者潜在疾病,在采髓术及外周造血干细胞采集中应用熟练人员进行仔细操作、严密观察,在术后对供者进行长期随访,是供者安全性的重要保证。

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