Ikke-myeloablativ allogen stamcelletransplantation fra HLA-matchet ikke-relateret donor til behandling af hæmatologiske lidelser

Allogen transplantation og graft-versus-sygdomseffekten I løbet af de sidste tre årtier er transplantation af allogene marvtransplantater dukket op som en enestående effektiv terapi for patienter med hæmatologiske maligniteter, marvsvigtsyndromer og andre dødelige genetiske og erhvervede hæmatopoiese sygdomme.1-9 Allogen transplantation resulterer potentielt i helbredende resultater for patienter med akut leukæmi, kronisk myelogen leukæmi, aplastisk anæmi og lymfoide maligniteter, for hvem standardbehandlinger muligvis ikke er effektive. Antitumoreffekten medieret af allogene lymfocytter er en væsentlig faktor til at eliminere resterende sygdom efter transplantation og forebygge efterfølgende tilbagefald.10-14 Talrige observationer hos patienter, der gennemgår allogen knoglemarvstransplantation for hæmatologiske maligniteter, har på overbevisende vis vist tegn på en graft-versus-disease (GVD) effekt medieret af lymfocytter til stede i donortransplantatet. Understøttende beviser for vigtigheden af ​​dette fænomen omfatter: 1) tilbagefaldsrater for syngene BMT-recipienter er større end hos allogene recipienter; 2) allogene BMT-recipienter, som ikke udvikler graft-versus-host-sygdom (GVHD), har en signifikant større tilbagefaldsrate end allogene BMT-recipienter, der udvikler GVHD; 3) fuldstændige remissioner er blevet observeret hos patienter med recidiverende sygdom efter allogen BMT i forbindelse med opblussen af ​​GVHD; 4) modtagere af T-celle-depleteret BMT, en metode til GVHD-profylakse, får tilbagefald hyppigere end modtagere af ikke-T-celle-depleteret BMT; og 5) brugen af ​​et ikke-relateret marvtransplantat i både ikke-T-celle-depleteret og T-celle-depleteret allogen BMT er forbundet med en reduceret forekomst af tilbagefald.

Den mest direkte evidens for allogene lymfocytters rolle i at mediere en antitumoreffekt har været, at patienter, der oplever tilbagefald efter allogen transplantation, med succes kan behandles ved infusion af donorleukocytter.15-22 Sammenfattende de europæiske erfaringer rapporterede Kolb et al., at de over 80 % af patienter med CML, som falder tilbage i den kroniske fase efter transplantation, kan opnå en anden fuldstændig remission efter infusion af donor leukocytter infusion til behandling af recidiverende CML efter transplantation. Fuldstændige remissioner med brug af DLI til behandling af recidiverende akut leukæmi, kronisk lymfatisk leukæmi, myelodysplastiske syndromer, myelomatose og polycytæmi vera, selvom de er lavere end dem, der ses ved CML, er blevet godt demonstreret af flere grupper. Derudover er en potent graft versus sygdomseffekt forbundet med allogen transplantation og donor leukocytinfusion blevet observeret hos patienter med non-Hodgkins lymfom og myelomatose.23-25 Allogen transplantation tilbyder således en enestående effektiv tilgang til at udrydde hæmatologisk malignitet, hvor myeloablativ terapi resulterer i dyb tumorcytoreduktion og donorlymfocytter efterfølgende eliminerer minimal resterende sygdom via immunologiske mekanismer.

Begrænsninger i anvendelsen af ​​allogen transplantation Anvendelsen af ​​allogen BMT er blevet begrænset af den betydelige behandlingsrelaterede sygelighed og dødelighed forbundet med denne procedure. Patienter oplever ofte betydelig organdysfunktion som følge af regimerelateret toksicitet. Moderat til svær graft versus host sygdom forekommer hos ca. 40 % af patienterne, der gennemgår traditionelle matchede søskendetransplantationer og stigninger i forekomsten hos ældre patienter og dem, der modtager ikke-relaterede eller mismatchede grafts.26-28 Opportunistiske infektioner på grund af immundysfunktion er fortsat en væsentlig kilde til morbiditet og dødelighed, især hos ældre patienter. Anvendelsen af ​​allogen transplantation er derfor begrænset til yngre patienter med normal underliggende organfunktion. Da medianalderen for mange hæmatologiske maligniteter kan overstige 60 år, betragtes et flertal af patienter med disse lidelser ikke som kandidater til denne procedure.

Vanskeligheden ved at anvende allogen transplantation hos patienter med hæmatologiske maligniteter er især fremhævet hos patienter med lymfoide maligniteter såsom multipelt myelom, kronisk lymfatisk leukæmi og lavgradigt lymfom. Disse lidelser er uhelbredelige med standarddosis kemoterapi, men kan følge et relativt indolent forløb i flere år, før patienter udvikler progressiv kemoresistent sygdom. Allogen transplantation er blevet forbundet med langsigtet sygdomsfri overlevelse i disse indstillinger, men er forbundet med en høj forekomst af transplantationsrelateret dødelighed på forhånd. Strategier til at begrænse transplantationsrelateret toksicitet er afgørende for at omsætte den reducerede forekomst af tilbagefald til en forbedring af den samlede overlevelse i denne patientpopulation.

Ikke-myeloablativ allogen transplantation En tilgang til at begrænse toksiciteten af ​​allogen transplantation har været brugen af ​​ikke-myeloablative regimer forud for infusionen af ​​allogene celler.29-33 Med denne strategi modtager patienterne immunsuppressiv terapi, der muliggør engraftment af donorceller uden øjeblikkelig udryddelse af patientens hæmatopoiese. Den primære mekanisme, hvorved den underliggende sygdom udryddes, er ikke gennem kemoterapi-medieret cytoreduktion, men snarere gennem den donor-lymfocyt-medierede graft versus tumor-effekt. Som et resultat oplever patienterne langt mindre regimerelateret toksicitet. Derfor kan vedtagelsen af ​​denne strategi muliggøre brugen af ​​allogen transplantation i sygdomsmiljøer og patientpopulationer, for hvilke den ikke havde været umiddelbart anvendelig tidligere.

I løbet af de sidste mange år er brugen af ​​ikke-myeloablativ transplantation hurtigt udvidet. Adskillige konditioneringsregimer med reduceret intensitet er blevet udviklet, herunder fludarabin og cyclophosphamid; fludarabin og melphalan; fludarabin, anti-thymocytglobulin og lavdosis busulfan; og fludarabin og lavdosis TBI. Forskere har demonstreret gennemførligheden af ​​denne behandlingstilgang, hvor størstedelen af ​​patienterne demonstrerer donorengraftment, nedsat regimerelateret toksicitet og graft-medieret regression af sygdom. I nogle undersøgelser udviser patienter en periode med blandet donor/vært-kimerisme, hvor infusionen af ​​donorlymfocytter er forbundet med opnåelse af fuldstændig donor-kimærisme.

Selvom regimerelateret toksicitet er reduceret efter reducerede intensive konditioneringsregimer, forbliver graft versus host-sygdom og opportunistiske infektioner en væsentlig kilde til morbiditet og dødelighed efter ikke-myeloablativ allogen transplantation. Indvirkningen af ​​ikke-myeloablativ transplantation på immunologisk rekonstitution er ikke fuldt defineret. Persistens af værtsantigenpræsenterende celler i post-transplantationsperioden kan øge forekomsten af ​​GVHD på grund af præsentationen af ​​alloantigener til donor-T-celler. I modsætning hertil kan resterende værtscellulær immunitet give øget beskyttelse mod infektiøse patogener og muliggøre hurtigere uddannelse af donorlymfocytter. Det skal bemærkes, at CMV-infektioner forbliver almindelige i denne population, men forekommer senere i post-transplantationsperioden, karakteristisk efter opnåelse af fuld donorkimerisme.34

Ikke-myeloablativ allogen transplantation i forbindelse med CAMPATH-terapi En tilgang til at reducere forekomsten af ​​GVHD efter ikke-myeloablativ transplantation er tilføjelsen af ​​CAMPATH til det præparative regime for at udtømme T-celler fra både modtageren og det indkommende transplantat.35 CAMPATH-1H (Alemtuzumab) er et rekombinant DNA-afledt humaniseret monoklonalt antistof rettet mod celleoverfladeglycoproteinet, CD52; produceret i pattedyrcelle (kinesisk hamster ovarie) suspension.36-39 Campath-1H er indiceret til behandling af B-celle kronisk lymfatisk leukæmi hos patienter, der er blevet behandlet med alkylerende midler og har mislykket behandling med fludarabin. Campath-1H er blevet brugt til patienter med autoimmun neutropeni, non-Hodgkins lymfom, reumatoid arthritis og vaskulitis. Det er også blevet brugt til at forhindre graft-versus-host-sygdom hos patienter, der får stamcelletransplantation. GVHD-profylakse var med cyclosporin A alene.

Mackinnon et al undersøgte et ikke-myeloablativt konditioneringsregime hos 47 patienter med hæmatologiske maligniteter, der modtog allogene knoglemarvsstamceller fra matchede, ikke-beslægtede donorer.40 Størstedelen af ​​patienterne havde højrisikotræk, herunder at have mislykket en tidligere transplantation (29 personer). Tyve af transplantationerne var mismatchede for HLA klasse I og/eller klasse II alleler. De tilføjede CAMPATH-1H til et præparativt regime af fludarabin og melphalan og administrerede enten GCSF-mobiliserede perifere blodstængler eller umanipuleret knoglemarv fra matchede ikke-beslægtede donorer. Primær graftsvigt forekom hos kun 2 ud af 44 evaluerbare patienter (4,5%). Kimæriske undersøgelser hos 34 patienter indikerede, at størstedelen (85,3%) opnåede indledende fuld donorkimerisme. Kun 3 patienter udviklede grad III til IV akut GVHD, og ​​ingen patienter har endnu udviklet kronisk omfattende GVHD. Den estimerede sandsynlighed for ikke-tilbagefaldsdødelighed på dag 100 var 14,9 % (95 % konfidensinterval [CI], 4,7 %-25,1 %). Med en median opfølgning på 344 dage (interval, 79-830), var den samlede og progressionsfrie overlevelse efter 1 år 75,5 % (95 % CI, 62,8 %-88,2 %) og 61,5 % (95 % CI, 46,1 %-76,8 %), henholdsvis. Det blev efterfølgende rapporteret, at en signifikant undergruppe af patienter viste tegn på CMV-reaktivering.41 Tilstedeværelsen af ​​CMV påvirkede imidlertid ikke overlevelsen negativt. Mens efterforskerne bemærkede et behov for længere opfølgning af denne kohorte, mente de, at dette præparative regime, der inkorporerede in vivo CAMPATH-1H, var forbundet med varig engraftment og minimal behandlingsrelateret toksicitet.

Immunrekonstitution efter allogen transplantation Allogen transplantation er forbundet med en periode med immundysfunktion, der karakteristisk varer ved i mindst 1 år efter transplantationen.42,43 Immungenopretning er afhængig af rekonstitutionen af ​​elementer af humoral og cellulær immunitet og deres reeducering hos transplantationsmodtageren. Det er især forsinket hos modtagere af et ikke-beslægtet eller T-celle-udtømt transplantat. Perioden efter transplantation er kendetegnet ved nedsatte niveauer af hjælper-T-celler, en associeret inversion af C4:CD8-forholdet og afstumpning af T-celleresponser på mitogene stimuli og genkaldelsesantigener.44-46 Humoral immundysfunktion er forbundet med tabet af beskyttende antistofniveauer mod bakterielle og virale patogener, nedsatte niveauer af cirkulerende immunglobuliner, især af IgG2-subtypen, og den reducerede kompleksitet i mønsteret af immunoglobulingen-omlejringen.47,48

Dendritiske celler og immunrekonstitution Arten af ​​genvindingen af ​​antigenpræsenterende celler, såsom dendritiske celler, spiller sandsynligvis en væsentlig rolle i rekonstitutionen af ​​posttransplantationsimmunitet og værts-/donortolerance. Dendritiske celler (DC) danner et komplekst netværk af antigenpræsenterende celler, der spiller en afgørende rolle i induktionen af ​​primær immunitet såvel som moduleringen af ​​tolerance.49.50 DC er de mest potente antigenpræsenterende celler og er unikt i stand til at inducere primære immunresponser mod nye antigener gennem den rige ekspression af costimulerende og adhæsionsmolekyler. DC genereret fra ikke-myeloide linjer eller i en umoden tilstand kan mediere immuntolerance og dirigere T-celleresponser mod en TH2-fænotype. Distinkte DC-populationer er blevet identificeret i det perifere blod, der er differentieret ved tilstedeværelsen af ​​myeloid (CD11c) eller plasmacytoid (CD123) markører.51,52 DC2 (plasmacytoid) celler er karakteriseret ved ekspression af type 2 cytokiner og initierer således en Th2 respons, hvorimod DC1 (myeloid) celler initierer Th1 cytokin respons. DC isoleret fra patienter med malignitet viser funktionelle mangler, der potentielt bidrager til manglende tumorgenkendelse af værtsimmunitet. Lidt er kendt om DC-engraftment eller fænotypiske og funktionelle karakteristika efter allogen transplantation. Interaktionerne mellem DC og effektorpopulationer vil sandsynligvis være unikke efter ikke-myeloablativ konditionering givet tilstedeværelsen af ​​blandet donor/recipient-kimerisme, der kan karakterisere post-transplantationsperioden.

I en murin model viste Shlomchik et al., at persistens af værtsantigenpræsenterende celler efter transplantation var forbundet med udviklingen af ​​GVHD.53 I denne model initierer værts-DC, der er i stand til at præsentere mindre histokompatibilitetsantigener til infunderede donor-T-celler, potentielt T-celleaktivering og en associeret Th-1-cytokinkaskade impliceret i patogenesen af ​​aGVHD. De relative niveauer af DC1/DC2-undergrupper i det hæmatopoietiske transplantat korrelerer stærkt med forekomsten af ​​transplantat versus værtssygdom og forekomst af tilbagefald. G-CSF-medieret stammobilisering er forbundet med øgede niveauer af DC2-populationer.54 I en dyremodel var infusionen af ​​splenocytter og knoglemarv fra donorer behandlet med G-CSF forbundet med fremkomsten af ​​en DC2-fænotype og dermed tolerance.55 I en undersøgelse af patienter, der gennemgår allogen transplantation, var tilstedeværelsen af ​​øget antal DC2-celler i det hæmatopoietiske transplantat forbundet med et fald i GVHD og stigning i tilbagefald og dårligere resultater.56 Virkningen af ​​DC-kimerisme, rekonstitutionsmønstre og tilstedeværelsen af ​​DC1- og DC2-populationer efter ikke-myeloablativ allogen transplantation er ikke blevet undersøgt godt. Nylige undersøgelser har vist, at CD52 udtrykkes af nogle DC-populationer og tyder på, at CAMPATH-terapi kan påvirke antigenpræsentationen ved udtømning af DC-populationer fra værten.57-59 Udtømning af værtsafledt DC kan falde i forekomsten af ​​GVHD, mens tilstedeværelsen af ​​donor DC sandsynligvis er afgørende for rekonstitutionen af ​​cellulær immunitet.

I den foreslåede undersøgelse har vi til hensigt at undersøge anvendelsen af ​​et CAMPATH-baseret præparativt regime hos patienter med hæmatologiske maligniteter, der gennemgår ikke-myeloablativ allogen stamcelletransplantation fra en ikke-beslægtet donor. Undersøgelsen vil involvere patienter, som ellers ikke ville være kandidater til et konventionelt myeloablativt konditioneringsregime på grund af alder eller organdysfunktion, og som ikke har HLA-matchede søskendedonorer. Det vil også omfatte patienter, der lider af lymfoide maligniteter såsom lavgradigt lymfom, CLL og myelomatose, som har oplevet uacceptabelt høj transplantationsrelateret dødelighed med konventionel allogen transplantation. Inkludering af både myeloide og lymfoide hæmatologiske maligniteter i studiekohorten vil optimere optjeningen og vil ikke begrænse evnen til evnen til at forfølge undersøgelsens mål. Mønstre for engraftment, graft versus host-sygdom, immunrekonstitution og donor/vært-kimerisme bestemmes primært af det forberedende regime og transplantationsstrategien og bør ikke afvige væsentligt inden for patientkohorten.

Til konditioneringsregimet har vi valgt en mellemdosis af cyclophosphamid og fludarabin i et forsøg på at minimere forekomsten af ​​transplantatafstødning uden at øge hyppigheden af ​​behandlingsrelateret morbiditet og dødelighed. Baseret på arbejdet fra MacKinnon et al., vil vi tilføje CAMPATH-1H til det præparative regime for yderligere at reducere forekomsten af ​​GVHD og fremme donorstamcelleengraftment. Efter dette regime er cirkulerende niveauer CAMPATH til stede i flere uger efter transplantationen og kan udtømme donor-T-celler i høj grad samt eliminere DC-populationer fra donortransplantatet. I et forsøg på at forbedre post-transplantation immunrekonstitution og begrænse risikoen for infektion og tilbagefald, har vi valgt en lavere dosis af CAMPATH og vil følge niveauerne på serielle tidspunkter efter transplantationen.

De vigtigste endepunkter for forsøget vil omfatte at definere: 1) den behandlingsrelaterede toksicitetsprofil og post-transplantation hæmatopoietisk genopretning 2) forekomsten og sværhedsgraden af ​​CMV-infektion og akut og kronisk GVHD 3) de fænotypiske og funktionelle karakteristika af DC- og T-cellepopulationer post-transplantation; og 4) mønstrene for donor/vært-kimerisme i DC- og T-cellepopulationer og dens korrelation med GVHD. Som et sekundært endepunkt vil 1 og 2 års DFS og OS blive bestemt.