Krwiotwórcze komórki macierzyste (Hematopoetic Stem Cells) – ratunek dla pacjentów hematoonkologicznych

Komórka macierzysta (stem cell) to komórka niezróżnicowana, posiadająca zdolność do proliferacji, samoodnowy oraz różnicowania do komórek wyspecjalizowanych pełniących określone funkcje. Wyróżnia się 5 grup komórek macierzystych ze względu na ich potencjał do różnicowania:

1. Komórki totipotencjalne (totipotent cells) – mogą różnicować się do zarodkowych i pozazarodkowych typów komórek (np. łożyska). Powstają przez połączenie komórki jajowej oraz plemnika i są w stanie dać początek całemu, zdolnemu do życia organizmowi.

2. Komórki pluripotencjalne (pluripotent cells) –  mogą różnicować się w komórki wszystkich trzech listków zarodkowych (ektodermy, endodermy, mezodermy), z wyłączeniem komórek łożyska.

3. Komórki multipotencjalne (multipotent cells) – mogą różnicować się w wiele typów komórek, ale pochodzących wyłącznie z jednego listka zarodkowego, przykładem są komórki hematopoetyczne

4. Komórki oligopotencjalne (oligopotent cells) – zdolne do tworzenia dwóch lub więcej rodzajów komórek dojrzałych w danej tkance, np. szpikowe komórki mieloidalne, dające początek limfocytom

5. Komórki unipotencjalne (unipotent cells) – mają zdolność do różnicowania tylko w jeden typ komórek [12, 13].

Krwiotwórcze komórki macierzyste (KKM) stanowią mniej niż 0,01% wszystkich komórek szpiku kostnego. Mają zdolność do różnicowania się do komórek prekursorowych układu krwiotwórczego: linii mieloblastycznej, limfoblastycznej, erytroblastycznej i megakarioblastycznej, dzięki temu zapewniają skuteczną hematopoezę przez całe życie. Te cechy pozwalają na przywrócenie prawidłowego krwiotworzenia po transplantacjach KKM u chorych hematoonkologicznych [8, 13]. 

WSKAZANIA DO PRZESZCZEPIENIA HEMATOPOETYCZNYCH KOMÓREK MACIERZYSTYCH

Transplantacja krwiotwórczych komórek macierzystych jest często jedyną szansą na pełną eradykację choroby onkohematologicznej i całkowitą remisję. Najczęstszymi wskazaniami do przeszczepu KKM są:

• Choroby hematoonkologiczne takie jak: ostra białaczka szpikowa, ostra białaczka limfoblastyczna, przewlekła białaczka szpikowa, przewlekła białaczka limfatyczna, chłoniak Hodgkina, złośliwe chłoniaki nieziarnicze, szpiczak plazmocytowy, zespół mielodysplastyczny, aplazja szpiku

• Genetycznie uwarunkowane defekty komórki macierzystej – ciężki wrodzony zespół braku odporności, hemoglobinopatie,

• Nabyte defekty komórki macierzystej – np. nocna napadowa hemoglobinuria,

• Niektóre guzy lite – rak piersi, płuca, jądra [2, 4, 8, 10]. 

Na potrzeby transplantacji wykorzystuje się komórki jednojądrzaste, które na swojej powierzchni posiadają antygen CD34. Źródłami tych komórek są: szpik kostny, otrzymywany przez aspirację z kolców biodrowych; krew obwodowa pobierana z żyły drogą cytoaferezy z użyciem separatora komórkowego, a także krew pępowinowa pobierana w trakcie porodu po przecięciu pępowiny. W celu wywołania immunosupresji, przed przeszczepieniem stosuje się u pacjenta chemioterapię mieloablacyjną (niszczącą układ krwiotwórczy) lub niemieloablacyjną, a także radioterapię [2, 8].

W zależności od dawcy KKM wyróżnia się przeszczepy:

• SYNGENICZNE

Dawcą przeszczepu syngenicznego jest identyczny jednojajowy bliźniak, zgodny w zakresie antygenów tkankowych. Zaletą takiego przeszczepu jest brak ryzyka wystąpienia powikłań immunologicznych, ale całkowita zgodność genetyczna może być przyczyną zwiększonego ryzyka nawrotu choroby. 

• AUTOLOGICZNE

Przeszczep autologiczny (auto-HSCT) zawiera komórki krwiotwórcze pacjenta pobrane w czasie całkowitej lub częściowej remisji, wykonuje się go u chorych, dla których nie udało się znaleźć odpowiedniego dawcy lub istnieją przeciwwskazania do przeprowadzenia przeszczepu allogenicznego. W tym przypadku dawca komórek macierzystych jest jednocześnie ich biorcą, więc unika się ryzyka wystąpienia choroby przeszczep przeciw gospodarzowi (GvHD – graft vs host disease), niedokrwistości immunohemolitycznej lub immunologicznej małopłytkowości. Mimo niewątpliwej zalety jaką jest brak powikłań immunologicznych, przeszczep autologiczny może być nieskuteczny, ponieważ pojawia się ryzyko nawrotu choroby w związku z brakiem wytworzenia reakcji przeszczep przeciw białaczce/przeszczep przeciw chorobie (graft vs leukemia/disease). Śmiertelność w okresie okołoprzeszczepowym wynosi mniej niż 5% [2, 8].

• ALLOGENICZNE

Krwiotwórcze komórki macierzyste do przeszczepu allogenicznego (HSCT) pochodzą od spokrewnionego lub niespokrewnionego zdrowego dawcy. Rodzeństwo pacjenta w pełni zgodne w antygenach HLA jest najbardziej optymalnym dawcą, jeżeli taka opcja jest niedostępna, poszukuje się niespokrewnionego dawcy w Centralnym Rejestrze Niespokrewnionych Dawców Szpiku i Krwi Pępowinowej. Coraz częściej wykonuje się też transplantacje KKM od dawców haploidentycznych, czyli rodzinnych dawców połowiczo zgodnych z biorcami w układzie ludzkich antygenów zgodności tkankowej (HLA), mogą to być dzieci, rodzice, rodzeństwo lub dalsi krewni [9]. Stopień zgodności HLA biorcy i dawcy to jeden z najistotniejszych czynników decydujących o wyniku transplantacji KKM, nie jest natomiast konieczna zgodność w układzie grup krwi ABO. Zgodnie z wytycznymi Europejskiego Towarzystwa Transplantacji Krwi i Szpiku (EMBT) do transplantacji KKM dobiera się dawców o jak najwyższej zgodności HLA w połączeniu z jak najlepszymi cechami biologicznymi i jego dobrą dostępnością.  Najlepsze cechy biologiczne dawcy to wiek 18-35 lat, płeć męska, zgodność serologiczna w statusie wirusologicznym CMV, dopasowanie wagi dawca-biorca oraz grupa krwi w układzie ABO. Zaletą przeszczepu allogenicznego  jest efekt przeszczep przeciwko białaczce (GvL), co obniża ryzyko nawrotu choroby podstawowej i zwiększa szansę na całkowite jej wyleczenie. Jednak istnieje ryzyko nieprzyjęcia się przeszczepu, wystąpienia choroby GvHD, a śmiertelność w okresie okołoprzeszczepowym sięga nawet 20-30% [2, 6, 8].  

Przed pobraniem przeszczepu u każdego dawcy należy wykonać diagnostykę infekcji w kierunku HIV typ 1 i 2, zakażenia wirusem zapalenia wątroby typu B (HbsAg, anty-Hbs, anty-Hbc), wirusowego zapalenia wątroby typu C (anty-HCV), zakażenia krętkiem bladym (swoiste testy krętkowe), infekcji EBV, CMV czy toksoplazmą. U dawcy i biorcy wykonuje się badanie antygenów z układu HLA oraz oznacza grupę krwi z fenotypem [8]. 

Około 30-50% biorców otrzymuje komórki macierzyste niezgodne w układzie ABO, wykrycie u dawcy alloprzeciwciał odpornościowych również nie stanowi przeciwwskazania do transplantacji.  Wyróżniamy trzy rodzaje niezgodności: dużą (major), małą (minor) i jednocześnie dużą i małą [5, 8]. 

Tab. 1. Rodzaje niezgodności w układzie ABO przy przeszczepieniu hematopoetycznych komórek macierzystych.

NIEZGODNOŚĆ DUŻA

Z dużą niezgodnością mamy do czynienia, gdy przeciwciała biorcy skierowane są do antygenów dawcy. Przed transplantacją konieczne jest oznaczenie u biorcy miana przeciwciał anty-A lub/i anty-B, ale też przeciwciał odpornościowych. Po przyjęciu się przeszczepu u biorcy na erytrocytach pojawiają się antygeny dawcy, stopniowo obniża się miano przeciwciał anty-A lub/i anty-B u biorcy aż do całkowitego zaniku. Po transplantacji u biorcy wykonuje się BTA, badanie przeglądowe na obecność alloprzeciwciał odpornościowych w surowicy i eluacie (także anty-A lub/i anty-B), oznaczenie miana przeciwciał anty-A lub/i anty-B u biorców z ich wysokim mianem. 

NIEZGODNOŚĆ MAŁA 

W niezgodności małej w surowicy dawcy znajdują się przeciwciała skierowane do antygenów na krwinkach biorcy. Przed przeszczepieniem określa się miano przeciwciał anty-A lub/i anty-B oraz przeciwciał odpornościowych u dawcy. Po przeszczepieniu obserwuje się stopniowe zanikanie krwinek z antygenem biorcy, przeciwciała układu grupowego ABO produkowane przez limfocyty dawcy pojawiają się po kilku miesiącach, biorca nie wytwarza przeciwciał z układu ABO do antygenów, które sam posiadał na krwinkach przed przeszczepieniem. Np. w przypadku przeszczepienia szpiku od dawcy grupy O, biorca grupy A będzie miał tylko przeciwciała anty-B, co jest odstępstwem od reguły Landsteinera. We wczesnym okresie po transplantacji wykonuje się u biorcy BTA i poszukuje się alloprzeciwciał odpornościowych w surowicy i w eluacie z krwinek czerwonych. 

JEDNOCZESNA NIEZGODNOŚĆ DUŻA I MAŁA

W niezgodności dużej i małej w surowicy dawcy obecne są przeciwciała skierowane do antygenów krwinek biorcy, a w surowicy biorcy znajdują się przeciwciała skierowane do antygenów krwinek czerwonych dawcy. W tym przypadku miano izoaglutynin anty A i anty-B oznacza się zarówno u dawcy jak i u biorcy przeszczepu [1, 2, 5, 6, 8]. 

Przeszczepianie KKM wiąże się z wieloma powikłaniami, szczególnie w sytuacji przeszczepów obcogrupowych, które mogą skutkować nasiloną hemolizą we wczesnym okresie poprzeszczepowym i mogą przedłużyć okres rekonwalescencji. Hemolizie wczesnej zapobiega odpowiednia preparatyka szpiku przed przeszczepieniem, maksymalnie usuwa się erytrocyty (niezgodność duża) lub osocze (niezgodność mała) z przygotowanego preparatu. Hemoliza późna w dużej niezgodności spowodowana jest niszczeniem krwinek czerwonych wytwarzanych z przeszczepionych komórek krwiotwórczych dawcy przez przeciwciała biorcy, jej nasilenie zależy od miana i swoistości przeciwciał. Może to doprowadzić do zahamowania erytropoezy i aplazji czerwonokrwinkowej, przez co biorca wymaga licznych przetoczeń koncentratu krwinek czerwonych. W małej niezgodności między 5. a 20. dniem po przeszczepie może rozwinąć się zespół limfocytów pasażerskich, co skutkuje wytwarzaniem alloprzeciwciał przez proliferujące limfocyty przeniesione z materiałem przeszczepowym skierowanych przeciwko krwinkom biorcy. Groźnym powikłaniem jest także pobudzenie układu dopełniacza, czyli tzw. mechanizm przypadkowego świadka, który niszczy krwinki biorcy, ale też krwinki przetoczone. Częstym i poważnym powikłaniem, które może zagrażać życiu pacjenta jest choroba przeszczep przeciwko gospodarzowi (GvHD) spowodowana przeniesieniem immunokompetentnych limfocytów T do dawcy wraz z przeszczepem. Kolejnym powikłaniem jest niedokrwistość autoimmunohemolityczna (NAIH) spowodowana autoprzeciwciałami produkowanymi przez limfocyty powstałe z przeszczepionych komórek macierzystych [2]. 

PRZETACZANIE SKŁADNIKÓW KRWI 

W celu zapewnienia bezpieczeństwa leczenia krwią u pacjentów po transplantacji krwiotwórczych komórek macierzystych stosuje się składniki krwi:

• Ubogoleukocytarne – filtrowanie składników ma na celu zapobieganie niehemolitycznym reakcjom gorączkowym, zmniejszenie ryzyka wystąpienia alloimmunizacji antygenami HLA, zapobieganie oporności na przetoczenie koncentratu krwinek płytkowych, zapobieganie przeniesienia czynników zakaźnych, zmniejszenie ryzyka pooperacyjnych zakażeń bakteryjnych, immunomodulacji, preparaty ubogoleukocytarne stosuje się u biorców również w okresie przedprzeszczepowym;

Napromieniowany Ubogoleukocytarny Koncentrat Krwinek Czerwonych CMV-ujemny

• Napromieniowane – dawka napromieniowania 25 Gy zmniejsza ryzyko wystąpienia potransfuzyjnej choroby przeszczep przeciwko gospodarzowi (TA-GvHD);

• CMV-ujemne – biorcy KKM o obniżonej odporności są szczególnie narażeni na zakażenie wirusem cytomegalii (CMV), który jest przyczyną wysokiej zachorowalności i śmiertelności [3]. 

W trakcie przygotowania biorcy do transplantacji KKM, w przypadku konieczności transfuzji należy przetaczać KKCz, KKP i FFP zgodne z grupą biorcy przeszczepu w zakresie ABO i RhD, KKCz dodatkowo zgodne w fenotypie Rh i antygenie K z układu Kell. W jednoczesnej niezgodności małej i dużej zaleca się przetaczanie KKCz grupy O, KKP i FFP grupy AB lub KKCz i KKP grupy O zawieszone w osoczu grupy AB. 

Główną zasadą przy doborze krwi i jej składników we wczesnym okresie po przeszczepie jest to, że nie może dojść do reakcji antygen-przeciwciało. Pacjentowi RhD ujemnemu po przeszczepieniu KK od dawcy RhD dodatniego, aż do momentu przyjęcia przeszczepu przetacza się KKCz RhD-(ujemne). 

Dobieranie KKCz, KKP, FFP w zakresie ABO, w okresie poprzeszczepowym:

• W niezgodności dużej przetacza się KKCz jednoimienny z biorcą, do czasu gdy BTA jest ujemny i przeciwciała do krwinek dawcy są niewykrywalne, KKP i FFP jednoimienny z dawcą.

• W niezgodności małej podaje się KKCz jednoimienny z dawcą, KKP i FFP jednoimienny z biorcą do czasu niewykrywania na krwinkach antygenów biorcy. 

• W jednoczesnej niezgodności małej i dużej przetacza się KKCz grupy O do czasu, gdy BTA jest ujemny i przeciwciała do krwinek dawcy są niewykrywalne, KKP i FFP grupy AB do czasu niewykrywania na krwinkach antygenów biorcy.

Gdy niedokrwistość spowodowana jest hemolizą, należy pacjentowi przetaczać KKCz grupy O, FFP grupy AB, KKP w niezgodności dużej zgodny z biorcą zawieszony w osoczu AB, jednoimiennym z dawcą lub w płynie osoczozastępczym, KKP w niezgodności małej zgodny z dawcą zawieszony w osoczu grupy AB, jednoimiennym z biorcą lub w płynie osoczozastępczym, KKP grupy O zawieszone w osoczu grupy AB lub płynie osoczozastępczym w jednoczesnej niezgodności dużej i małej.  

Przyjęcie się przeszczepu potwierdza wykrywanie krwinek o fenotypie dawcy i ujemny BTA. Po przyjęciu przeszczepu przetacza się krew i jej składniki zgodne z nową grupą krwi biorcy [2, 4, 6, 7].

Autor: mgr Alicja Kocurek Diagnosta Laboratoryjny

Bibliografia:

1. Fabijańska-Mitek, Immunohematologia. Grupy krwi i niedokrwistości. Fundacja Pro Pharmacia Futura Warszawa 2018, str. 190-195
2. Fabijańska-Mitek, D. Bochenek-Jantczak, A. Grajewska, Badania immunohematologiczne w transfuzjologii – kompendium, Pro Pharmacia Futura Warszawa 2023, str. 107-113
3. J. Korsak, M. Łętowska, Transfuzjologia kliniczna, α-medica Press 2009, str. 254-260
4. K. Wieczorek, D. Bochenek-Jantczak, A. Grajewska, Immunologia krwinek czerwonych. Pracownia immunologii transfuzjologicznej, organizacja i metodyka badań. Wyd. I Pro Pharmacia Futura Warszawa 2011, str. 165-178.
5. J. Korsak, J. Fabijańska-Mitek, W. W. Jędrzejak, E. Nowacka, P. Radziwon, P. Rzepecki, Wytyczne w zakresie leczenia krwią i jej składnikami oraz produktami krwiopochodnymi w podmiotach leczniczych, wyd. III, PZWL Warszawa 2020,str. 187-196
6. J. Nowak, J. Fabijańska-Mitek, Podstawy immunogenetyki transplantacyjnej. Fundacja Pro Pharmacia Futura, Warszawa 2012, str. 63-97,145-156
7. D. Bochenek-Jantczak, K. Szczudło, Pracownia immunologii transfuzjologicznej – organizacja i zasady wykonywania badań. Str. 142-143
8. A. Korycka-Wołowiec, K. Lewandowski, D. Wołowiec, Hematologia dla diagnostów laboratoryjnych, PZWL Warszawa 2023, str. 369-390
9. K. Hałaburda, Postępy w przeszczepieniach krwiotwórczych komórek macierzystych od dawców haploidalnych. Hematologia 2015, tom 6, nr 1, 90-96
10. J. Wachowiak i wsp. Wskazania do transplantacji komórek krwiotwórczych u dzieci i młodzieży w 2024 roku – rekomendacje Polskiej Pediatrycznej Grupy ds. Transplantacji Komórek Krwiotwórczych, Hematologia – Edukacja 2024, tom 4, nr 1-2, 1-17
11. Ustawa z dnia 1 lipca 2005r. o pobieraniu, przechowywaniu i przeszczepianiu komórek, tkanek i narządów, Dz. U. z 2023r. poz. 1185
12. A. Ciomber, I. Mitrus,  Mechanizmy oporności krwiotwórczych i białaczkowych komórek macierzystych, Hematology In Clinical Practice Vol. 5, No 1 (2014)
13. M. Gauza, I. Urbanowicz, Komórki macierzyste i ich zastosowanie w chorobach hematoonkologicznych, Diagn Lab 2014; 50(3) 241-248