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第八节

造血干细胞移植相关检验

156.为什么造血干细胞有不同的来源

答:造血干细胞(HSCs)/造血祖细胞(HPCs)是具有高度自我更新能力和多向分化潜能的造血前体细胞,是血液组织中各种细胞的祖先。研究表明,干细胞可以来源于胚胎和胎儿组织,即胚胎干细胞(embryonic stem cell,ESCs),又可以称为ES、EK或ESC细胞,也可来自于出生后的器官和成年个体组织,即成体干细胞。成年个体组织中的成体干细胞在正常情况下大多处于休眠状态,在病理状态或在外因诱导下可以表现出不同程度的再生和更新能力。

除以上源外,成体造血干细胞的来源还有三个:从骨髓来源的造血干细胞,后来研究发现从外周血当中也能得到造血干细胞,再后来发现脐带血里面也有很多造血干细胞,所以造血干细胞可以来自动员的外周血或脐带血。

157.什么是造血干细胞移植

答:造血干细胞移植(hematopoietic stem cell transplantation,HSCT)其实是造血干祖细胞移植(hematopoietic stem progenitor cell transplantation,HSPCT)是患者先接受超大剂量放疗或化疗(通常是致死剂量的放化疗),有时联合其他免疫抑制药物,以清除体内的肿瘤细胞、异常克隆细胞,再采集自身或他人的正常骨髓、动员的外周血或脐带血中的造血干/祖细胞,通过回输移植,使其能在患者体内能正常生长、分化、成熟和增殖,以替代异常细胞、组织,达到治疗目的,重建正常造血和免疫功能的一种治疗手段。

158.为什么需要进行造血干细胞移植

答:造血干细胞移植(HSCT)是通过大剂量放化疗预处理,清除受者体内的肿瘤或异常细胞,再将自体或异体造血干细胞移植给受者,使受者重建正常造血及免疫系统。目前广泛应用于恶性血液病、非恶性难治性血液病、遗传性疾病和某些实体瘤治疗,并获得了较好的疗效。

造血干祖细胞移植(HSPCT)的意义:可以用于治疗造血干祖细胞缺陷性血液病、先天性免疫缺损、先天性贫血、各类自身免疫病等,也用于实体瘤的治疗等。所以,造血干祖细胞移植是一种重要的生物治疗或细胞治疗方法。

159.为什么造血干细胞移植有不同的分类

答:①临床上根据移植所用的造血干细胞来源,将造血干细胞移植分为骨髓干细胞移植、脐带血干细胞移植和外周血干细胞移植;②按照供体与受体的关系分为:自体骨髓移植/脐血移植/外周血造血干细胞移植,异体骨髓移植/脐血移植/外周血造血干细胞移植。异体移植又称异基因移植,当供者是同卵双生供者时,又称同基因移植;③根据供者与受者人类白细胞抗原(human leukocyte antigen,HLA)配型相合程度,异体骨髓移植/脐血移植/外周血造血干细胞移植又可以分为:HLA全相合移植、不全相合移植、单倍体相合移植;④根据供者与受者的血缘关系可以分为:血缘相关移植、非血缘移植即骨髓库来源供者;⑤根据移植前的预处理方案强度可分为:清髓性造血干细胞移植和非清髓性造血干细胞移植(减低预处理剂量的造血干细胞移植)。

160.为什么造血干细胞的特征细胞簇分化抗原分子有不同

答:造血干/祖细胞,实质上它是一个异质性的细胞群的统称。从功能角度它又可分为多能造血干细胞、寡能干细胞、单能干细胞及各系早期造血祖细胞等。至今,尚末找到一个很好的方法从形态上将它们一一区分开来。临床采用目前国际通用的血细胞簇分化抗原(CD)系列克隆抗体鉴定体系对造血细胞进行鉴定检测。造血干细胞的表面标志随个体发育的不同时期而发生变化, CD34 + 、 CD38 - 、 HLA-DR - 、 Thy-1 + 、 c-kit + 、 LFA-1 - 、CD45RA - 、CD71 - 、lin - 等已普遍被认为是造血干细胞的标志,CD34抗原是目前公认的造血干细胞和祖细胞的共同标志。

161.为什么临床检测中选择细胞簇分化抗原CD34作为造血干细胞的标志

答:造血干细胞的表面标志在发育的不同时期会发生变化,细胞簇分化抗原CD34是目前公认的造血干细胞和祖细胞的共同标志。所有造血干细胞及早期、晚期的祖细胞均表达CD34抗原,而定向祖细胞及其后代,各系原始阶段、幼稚阶段和成熟的血细胞则不具有CD34抗原,因此,通常以细胞簇分化抗原CD34 + 这一标志物来代表造血干/祖细胞。

162.为什么造血干细胞有不同分离的原理

答:造血干细胞储存在骨髓血中,在从外周血采集前,要注射集落刺激因子(就是动员剂),使得骨髓血中造血干细胞释放到外周血,大大增加外周血中造血干细胞浓度。达到一定浓度后,通过体外循环,利用离心原理来分离和提取造血干细胞。外周血是用离心机分离,不再细分,如果细分,可以用CD34磁珠分选等方法。

造血干/祖细胞分离的原理是:鉴于CD34作为相对公认的造血干细胞的细胞簇分化抗原CD分子,利用造血干/祖细胞表达CD34膜抗原的特性,以CD34单克隆抗体从众多外周血/骨髓/脐带血细胞中分离出CD34 + 、CD45弱阳性/弱表达的活细胞。

163.为什么需要进行造血干细胞培养

答:由于造血干细胞含量极低,造血干细胞占有核细胞的比例较低,达不到临床输注的有效剂量,所以需要对富集和分选的CD34 + 、CD45弱阳性/中表达的活细胞进行体外培养,在干细胞因子、或多种因子组合的作用下,起到促进其存活、分化、定向诱导、功能激活等目的,增加造血干细胞的数量和浓度,从而达到临床输注、造血干细胞移植的有效剂量。

164.为什么造血干细胞有不同的培养方法

答:造血干细胞的培养,涉及培养所需的血清、血浆、细胞因子和培养基的配制等。造血干细胞的培养体系各异,包括:单层支持物培养法、双层培养法、高血清培养法、低血清培养法以及无血清培养法等,其集落培养的刺激物多由干细胞因子(stem cell factor,SCF)、白细胞介素(IL)-3或IL-6以及粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)等组成。

165.为什么造血干细胞有不同的检测方法

答:造血干细胞的检测方法有集落检测法和流式细胞仪检测法。

(1)集落检测法:利用造血干细胞的特性,在特定的条件下,造血干细胞可向某一系的细胞分化,从而在半固体培养基上形成一个个的克隆,即集落,一个集落代表一个造血干/祖细胞。

(2)流式细胞仪检测法:将待测的造血干/祖细胞制成单细胞悬液,与带有荧光标记的特异性抗体结合后,经过流式细胞仪的检测,结合有荧光染料染的细胞受到强烈的激光照射后发出荧光,细胞发出的荧光信号和散射光等信号同时被荧光光电倍增管接受,光信号被转换为电信号并输入电子信息接收器,通过计算机快速而精确地将所测数据计算出来,结合多参数分析,从而实现了细胞的定量分析。

166.为什么造血干细胞移植有不同的流程

答:根据造血干细胞的来源不同,造血干细胞移植可以分为骨髓干细胞移植、脐带血干细胞移植或外周血干细胞移植,彼此的移植流程略有不同,此处以骨髓干细胞移植为例进行介绍。

骨髓造血干细胞移植主要流程如下:①有意愿捐献骨髓的志愿者,可以到中华骨髓库等报名登记,填写志愿捐献书及有关表格,并抽取6~8ml血液,组织配型实验室将会对血液进行HLA分型等检验;②检验后,中华骨髓库将把所有相关资料录入中国造血干细胞捐献者资料的数据库中;③等待配型、配型成功:等待有配型完全相同的患者,需要骨髓移植的患者,会在中华骨髓库申请造血干细胞配型检索;④对志愿者进行再动员:如果志愿者与患者配型合适,中华骨髓库将对志愿者进行再动员工作;⑤高分辨检测:志愿者同意后,将会对志愿者和患者的血样进行HLA高分辨检测,如果高分辨结果不符合移植要求,将重新寻找,高分辨检测合格之后,将对志愿者进行体检;⑥医生制订移植计划:医生将根据患者和供者的情况制定骨髓移植计划,接下来的步骤将严格按照移植计划进行;⑦志愿者采集造血干细胞:目前采集造血干细胞的方式主要有两种,一种是抽取骨髓造血干细胞,另一种是外周血中采集干细胞;目前运用较多的是后者,医护人员将在第1次采集前3~5天给供者注射动员剂,一般每天注射1次,注射3~5天后开始采集全血,通过血细胞分离机提取造血干细胞,同时将其他血液成分回输捐献者体内;⑧移植手术:患者清髓,输注造血干细胞前患者接受大剂量化疗或化疗联合全身放疗,以及抑制供者、患者双方的免疫系统,避免排斥;移植,输注供者的造血干细胞;⑨移植后处理、移植并发症的处理等。

167.为什么造血干细胞移植有不同的适用人群

答:造血干细胞移植主要用于治疗血液和淋巴系统的恶性疾病,但也可以用于治疗其他许多疾病,如系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus,SLE)等自身免疫性疾病。造血干细胞移植还可以治疗的疾病包括恶性淋巴瘤、乳腺癌、儿童神经母细胞瘤、生殖系统肿瘤、小细胞肺癌、肾癌、恶性黑色素瘤、遗传性疾病、重症联合免疫缺陷性疾病等。

168.为什么造血干细胞移植有严格的适应证

答:造血干细胞移植主要适应证是各种原因的造血系统疾病,目前已广泛应用于多种恶性疾病和非恶性疾病的治疗,同时在基因治疗中将发挥更大的作用。造血干细胞移植的适用疾病有:①自体造血干细胞移植适应证:恶性淋巴瘤、急性白细胞、多发性骨髓瘤、某些实体瘤,重症自身免疫性疾病,如系统性红斑狼疮等患者;②异基因造血干细胞移植适应证:急性白细胞、慢性白细胞、恶性淋巴瘤、骨髓增生异常综合征、多发性骨髓瘤、重症再生障碍性贫血、先天性免疫缺陷病(如重症联合免疫缺陷病)、某些先天性溶血性贫血(如地中海贫血等)。

169.为什么需要选择不同的时机进行造血干细胞移植

答:进行造血干细胞移植的患者移植时机的选择很重要,不同类型的疾病有不同的移植时机。对急性白血病而言,准备做造血干细胞移植的患者必须经过化学治疗达到完全缓解后,巩固2~3个疗程,尽可能减少体内残存的白血病细胞后才能进行造血干细胞移植。急性非淋巴细胞白血病患者,在第一次缓解期中行造血干细胞移植。在急性淋巴细胞白血病患者中现在认为开始应以化疗为主,一般建议在第一次化疗缓解后进行造血干细胞移植。对于慢性粒细胞白血病患者,造血干细胞移植是治愈疾病的唯一方法。造血干细胞移植最佳时机是在慢性期发病1年之内,随着时间的推移,效果逐渐变差。但造血干细胞移植时机的选择是相对的,具体的时机和效果受供者来源、患者年龄及身体状况等多因素的影响。

170.为什么造血干细胞移植需要对供者和受者进行一系列的检查

答:造血干细胞移植需要做检查的对象分为供者和受者,主要检查如下:①组织配型 HLA 基因配型;②血常规、ABO血型、其他红细胞血型、血型抗体滴度等;③确定供者植入的标志,如无特异标志,作限制性片段长度多态性检查;④红细胞沉降率(erythrocyte sedimentation rate,ESR)、尿常规、大便常规+隐血;⑤凝血检查,如血浆凝血酶原时间测定(prothrombin time,PT)、活化部分凝血活酶时间(activated partial thromboplastin time,APTT)等;⑥生化(肝肾功能、心肌酶谱、血糖、电解质);⑦血清蛋白电泳、免疫球蛋白测定;⑧病毒学检查:肝炎分型、抗CMV-IgM、抗CMV-IgG、抗HIV、抗EBV、TPHA等;⑨咽、痰、尿等细菌和真菌培养;⑩血气分析;胸片、肺功能检查;⑪心电图、超声心动图(必要时请心内科会诊);⑫ B超:肝、胆、脾、胰、肾等;⑬骨髓检查:形态学检查、染色体分析;⑭血淋巴细胞亚群分析(T、B、NK、祖细胞标志);⑮急性白血病:脑脊液常规、生化、压力测定(必要时);⑯受者如为男性无孩患者,可储存精子(必要时);⑰身体测量:姓名、性别、诊断、身高、体重、体表测量面积(注明日期);⑱全身照射(total booly irradiation,TBI)时测量前后径:头颅、颈部、肩部、胸部、腹部、髋关节、膝关节、踝关节。

171.为什么需要对造血干细胞进行计数

答:由于造血干细胞占有核细胞的比例较低,进行造血干细胞移植时,移植物中和患者体内的造血干细胞数量对造血干细胞移植有重要的临床意义,决定造血干细胞的最佳采集时间,造血干细胞的浓度和活性常是决定手术是否成功,与病患恢复快慢的决定因素,所以医师们需要预先知道移植物中骨髓干细胞的数目,需要对造血干细胞进行计数。

172.为什么流式细胞术检测造血干细胞计数分为不同的平台和设门策略

答:流式细胞术对造血干细胞进行计数,可以分为双平台法和单平台法:①双平台计数法:使用流式细胞仪检测出CD34 + CD45 dim 的活细胞的百分比,使用血常规计数仪检测出其细胞数目,两者相乘换算出造血干细胞的浓度;②单平台计数法:使用流式细胞仪及标准计数微球同时检测出CD34 + CD45 dim 的活细胞的百分比及造血干细胞的浓度。流式细胞术检测造血干细胞又分为不同的设门分析策略,相对使用比较多的是其中的两种设门分析策略:其一是依据1996年Sutherland等人所发展的一个检测方法,此法近年来已被国际血液病治疗及移植工程学会(International Society for Hematotherapy and Graft Engineering,ISHAGE)认可,另一个方法是BD公司免疫流式细胞系统(Becton Dicckinson Immunocytometry Systerms)BDIS的造血干细胞计数ProCOUNT试剂盒(ProCOUNT Progenitor Cell Enumeration Kit)。

173.为什么要选择不同方式回输移植的造血干细胞

答:骨髓液应在采集后6小时之内回输,每袋的最后10ml应弃去,以避免脂肪栓塞。因为骨髓液容量较大,其抗凝的肝素也较多,需要用等量的鱼精蛋白中和。采集的外周血干细胞和脐血可以直接回输。液氮冷冻保存的骨髓、外周血干细胞或脐血可在使用前放在40℃水浴中快速融解后回输。输注供者的造血干细胞,输注造血干细胞并不像一般的手术,而是类似于输液,造血干细胞悬液袋被送进患者的无菌仓,护士立即将它挂在患者的输液架上,输注入患者体内即可。

174.为什么需要判断干细胞移植后存活的情况

答:移植后植入状态的分析对于判断移植是否成功,移植后免疫抑制剂的合理应用,供者淋巴细胞输注的时机和数量,以及移植物抗宿主病(graft versus host disease, GVHD)和疾病复发的监测都密切相关。

用于判断移植后造血干细胞植活直接依据主要依赖于体内各种遗传标记。异基因移植物植活的直接证据为出现供者的染色体核型,供者脱氧核糖核酸(DNA)多态性特征和供者的DNA可变重复区(D1S80等)顺序等,间接证据包括测到供者的HLA型,供者的血型和发生GVHD等。自体移植时只有植活才能重建造血和免疫系统。随着现代遗传学、生物化学、和分子生物学技术的进步,植入证据的检测方法也得到了迅速的发展。目前利用遗传标记对受者进行嵌合状态分析的方法有很多,可归为生化方法、细胞遗传学方法和分子遗传学方法三类。

175.为什么要进行造血干细胞植入后效果评估和验证

答:移植后供体干细胞是否植活形成嵌合体及其动态演变过程不仅影响着疾病的转归,还对临床治疗具有重要的指导意义。正因为移植后植入状态的分析对于判断移植是否成功、移植后免疫抑制剂的合理使用、以及供者淋巴细胞的输注密切相关,同时还对移植物抗宿主病的防治和疾病复发的监测有着重要的意义,所以必须对造血干细胞植入后效果评估和验证。除此以外,研究发现,患者在疾病知识掌握和行为习惯方面实施一定程度的管理,能降低并发症的发生率;对造血干细胞移植患者实施自我管理教育,能够促使其改变不良生活方式和习惯,能够逐步提高其对疾病认知水平及自我保健能力,提高患者生活质量。

(王维维) Er8xr9ZkOnOU02Bws/ODHvb2w1ccbSQPSt0yViCyZ6k0yaI36NyEOjq0UzQYj/fX

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