Nichtmyeloablative allogene Stammzelltransplantation von einem HLA-abgeglichenen, nicht verwandten Spender zur Behandlung von hämatologischen Erkrankungen

Allogene Transplantation und der Graft-versus-Disease-Effekt In den letzten drei Jahrzehnten hat sich die Transplantation von allogenen Knochenmarktransplantaten zu einer einzigartig wirksamen Therapie für Patienten mit hämatologischen Malignomen, Markversagenssyndromen und anderen letalen genetischen und erworbenen Erkrankungen der Hämatopoese entwickelt.1-9 Die allogene Transplantation führt möglicherweise zu heilenden Ergebnissen bei Patienten mit akuter Leukämie, chronischer myeloischer Leukämie, aplastischer Anämie und lymphatischen Malignomen, bei denen Standardtherapien möglicherweise nicht wirksam sind. Die durch allogene Lymphozyten vermittelte Antitumorwirkung ist ein wesentlicher Faktor bei der Eliminierung von Resterkrankungen nach der Transplantation und der Verhinderung eines späteren Rückfalls.10-14 Zahlreiche Beobachtungen bei Patienten, die sich einer allogenen Knochenmarktransplantation wegen hämatologischer Malignome unterziehen, haben überzeugende Beweise für einen Graft-versus-Disease (GVD)-Effekt gezeigt, der durch Lymphozyten vermittelt wird, die im Spendertransplantat vorhanden sind. Unterstützende Beweise für die Bedeutung dieses Phänomens umfassen: 1) die Rückfallraten bei syngenen BMT-Empfängern sind größer als bei allogenen Empfängern; 2) allogene BMT-Empfänger, die keine Graft-versus-Host-Reaktion (GVHD) entwickeln, haben eine signifikant höhere Rückfallrate als allogene BMT-Empfänger, die eine GVHD entwickeln; 3) vollständige Remissionen wurden bei Patienten mit rezidivierender Erkrankung nach allogener BMT in Verbindung mit Schüben von GVHD beobachtet; 4) Empfänger von T-Zell-depletiertem BMT, einer Methode der GVHD-Prophylaxe, erleiden häufiger einen Rückfall als Empfänger von Nicht-T-Zell-depletiertem BMT; und 5) die Verwendung eines nicht verwandten Knochenmarktransplantats sowohl bei nicht-T-Zell-depletierter als auch bei T-Zell-depletierter allogener BMT ist mit einer verringerten Inzidenz von Rezidiven verbunden.

Der direkteste Beweis für die Rolle allogener Lymphozyten bei der Vermittlung einer Antitumorwirkung war, dass Patienten, die nach einer allogenen Transplantation einen Rückfall erleiden, erfolgreich durch die Infusion von Spenderleukozyten behandelt werden können.15-22 Zusammenfassend berichteten Kolb et al., dass die über 80 % der Patienten mit CML, die nach der Transplantation in die chronische Phase zurückfallen, nach der Infusion von Spenderleukozyten eine zweite vollständige Remission erreichen können, um die rezidivierende CML nach der Transplantation zu behandeln. Vollständige Remissionen bei der Verwendung von DLI zur Behandlung von rezidivierenden akuten Leukämien, chronischer lymphatischer Leukämie, myelodysplastischen Syndromen, multiplem Myelom und Polycythaemia vera, obwohl niedriger als bei CML, wurden von mehreren Gruppen gut nachgewiesen. Darüber hinaus wurde bei Patienten mit Non-Hodgkin-Lymphom und multiplem Myelom ein starker Graft-versus-Disease-Effekt im Zusammenhang mit allogener Transplantation und Spenderleukozyteninfusion beobachtet.23-25 Somit bietet die allogene Transplantation einen einzigartig wirksamen Ansatz zur Ausrottung hämatologischer Malignität, bei der die myeloablative Therapie zu einer tiefgreifenden Tumorzytoreduktion führt und Spenderlymphozyten anschließend eine minimale Resterkrankung über immunologische Mechanismen eliminieren.

Einschränkungen bei der Anwendung der allogenen Transplantation Die Anwendung der allogenen BMT wurde durch die erhebliche behandlungsbedingte Morbidität und Mortalität im Zusammenhang mit diesem Verfahren eingeschränkt. Die Patienten erleiden oft eine signifikante Organfunktionsstörung als Ergebnis einer therapiebedingten Toxizität. Eine mittelschwere bis schwere Graft-versus-Host-Erkrankung tritt bei etwa 40 % der Patienten auf, die sich konventionellen Geschwistertransplantationen unterziehen, und erhöht die Inzidenz bei älteren Patienten und solchen, die nicht verwandte oder nicht übereinstimmende Transplantate erhalten.26-28 Opportunistische Infektionen aufgrund einer Immundysfunktion bleiben eine Hauptursache für Morbidität und Mortalität, insbesondere bei älteren Patienten. Die Anwendung der allogenen Transplantation ist daher auf jüngere Patienten mit normaler zugrundeliegender Organfunktion beschränkt. Da das Durchschnittsalter vieler hämatologischer Malignome 60 Jahre überschreiten kann, werden die meisten Patienten mit diesen Erkrankungen nicht als Kandidaten für dieses Verfahren angesehen.

Die Schwierigkeit bei der Anwendung einer allogenen Transplantation bei Patienten mit hämatologischen Malignomen wird besonders hervorgehoben bei Patienten mit lymphatischen Malignomen wie multiplem Myelom, chronischer lymphatischer Leukämie und niedriggradigem Lymphom. Diese Erkrankungen sind mit Standarddosis-Chemotherapie unheilbar, können jedoch mehrere Jahre lang relativ träge verlaufen, bevor die Patienten eine fortschreitende chemoresistente Erkrankung entwickeln. Die allogene Transplantation wurde in diesen Situationen mit einem krankheitsfreien Langzeitüberleben in Verbindung gebracht, ist jedoch mit einer hohen Inzidenz von vor der Transplantation bedingter Mortalität verbunden. Strategien zur Begrenzung der transplantationsbedingten Toxizität sind unerlässlich, um die verringerte Rückfallinzidenz in eine Verbesserung des Gesamtüberlebens in dieser Patientenpopulation umzuwandeln.

Nichtmyeloablative allogene Transplantation Ein Ansatz zur Begrenzung der Toxizität allogener Transplantationen war die Anwendung nichtmyeloablativer Therapien vor der Infusion allogener Zellen.29-33 Mit dieser Strategie erhalten die Patienten eine immunsuppressive Therapie, die die Transplantation von Spenderzellen ermöglicht, ohne dass die Hämatopoese des Patienten sofort ausgerottet wird. Der primäre Mechanismus, durch den die zugrunde liegende Krankheit ausgerottet wird, ist nicht durch Chemotherapie-vermittelte Zytoreduktion, sondern vielmehr durch den Spender-Lymphozyten-vermittelten Graft-versus-Tumor-Effekt. Infolgedessen erfahren die Patienten weitaus weniger therapiebedingte Toxizität. Daher kann die Annahme dieser Strategie die Verwendung allogener Transplantation in Krankheitssituationen und Patientenpopulationen ermöglichen, für die sie in der Vergangenheit nicht ohne weiteres anwendbar war.

In den letzten Jahren hat sich die Verwendung von nichtmyeloablativen Transplantaten schnell ausgeweitet. Es wurden mehrere Konditionierungsregime mit reduzierter Intensität entwickelt, darunter Fludarabin und Cyclophosphamid; Fludarabin und Melphalan; Fludarabin, Anti-Thymozyten-Globulin und niedrig dosiertes Busulfan; und Fludarabin und niedrig dosiertes TBI. Forscher haben die Durchführbarkeit dieses Behandlungsansatzes nachgewiesen, wobei die Mehrheit der Patienten eine Spendertransplantation, eine verringerte therapiebedingte Toxizität und eine durch Transplantat vermittelte Regression der Krankheit zeigten. In einigen Studien zeigen Patienten eine Periode gemischten Spender/Wirts-Chimärismus, in der die Infusion von Spender-Lymphozyten mit dem Erreichen eines vollständigen Spender-Chimärismus verbunden ist.

Obwohl die mit dem Regime zusammenhängende Toxizität nach reduzierten intensiven Konditionierungsregimen verringert wird, bleiben Graft-versus-Host-Krankheit und opportunistische Infektionen eine bedeutende Quelle für Morbidität und Mortalität nach nichtmyeloablativer allogener Transplantation. Die Auswirkung einer nichtmyeloablativen Transplantation auf die immunologische Rekonstitution ist noch nicht vollständig definiert. Die Persistenz von Wirtsantigen-präsentierenden Zellen in der Zeit nach der Transplantation kann die Inzidenz von GVHD aufgrund der Präsentation von Alloantigenen gegenüber Spender-T-Zellen erhöhen. Im Gegensatz dazu kann die zelluläre Restimmunität des Wirts einen verbesserten Schutz gegen infektiöse Pathogene bieten und eine schnellere Ausbildung von Spender-Lymphozyten ermöglichen. Zu beachten ist, dass CMV-Infektionen in dieser Population nach wie vor häufig sind, aber später in der Zeit nach der Transplantation auftreten, charakteristischerweise nach Erreichen des vollständigen Spender-Chimärismus.34

Nichtmyeloablative allogene Transplantation in Verbindung mit der CAMPATH-Therapie Ein Ansatz zur Verringerung der Inzidenz von GVHD nach einer nichtmyeloablativen Transplantation ist die Zugabe von CAMPATH zum präparativen Regime, um die T-Zellen sowohl des Empfängers als auch des ankommenden Transplantats zu depletieren.35 CAMPATH-1H (Alemtuzumab) ist ein von rekombinanter DNA abgeleiteter humanisierter monoklonaler Antikörper, der gegen das Zelloberflächen-Glykoprotein CD52 gerichtet ist; hergestellt in einer Säugerzellsuspension (Eierstock des chinesischen Hamsters).36-39 Campath-1H ist indiziert zur Behandlung der chronischen lymphatischen B-Zell-Leukämie bei Patienten, die mit Alkylanzien behandelt wurden und bei denen eine Fludarabin-Therapie fehlgeschlagen ist. Campath-1H wurde bei Patienten mit Autoimmunneutropenie, Non-Hodgkin-Lymphom, rheumatoider Arthritis und Vaskulitis eingesetzt. Es wurde auch verwendet, um die Graft-versus-Host-Krankheit bei Patienten zu verhindern, die eine Stammzelltransplantation erhalten. Die GVHD-Prophylaxe erfolgte allein mit Cyclosporin A.

Mackinnon et al. untersuchten ein nicht-myeloablatives Konditionierungsschema bei 47 Patienten mit hämatologischen Malignomen, die allogene Knochenmarkstammzellen von passenden, nicht verwandten Spendern erhielten.40 Die Mehrheit der Patienten wies Hochrisikomerkmale auf, darunter das Fehlschlagen einer früheren Transplantation (29 Personen). Zwanzig der Transplantate waren hinsichtlich der HLA-Klasse-I- und/oder Klasse-II-Allele nicht übereinstimmend. Sie fügten CAMPATH-1H zu einer präparativen Behandlung mit Fludarabin und Melphalan hinzu und verabreichten entweder GCSF-mobilisierte periphere Blutstammzellen oder unmanipuliertes Knochenmark von passenden, nicht verwandten Spendern. Primäres Transplantatversagen trat nur bei 2 von 44 auswertbaren Patienten (4,5 %) auf. Chimärismus-Studien bei 34 Patienten zeigten, dass die Mehrheit (85,3 %) einen anfänglichen vollständigen Spender-Chimärismus erreichte. Nur 3 Patienten entwickelten eine akute GVHD Grad III bis IV, und noch kein Patient hat eine chronisch ausgedehnte GVHD entwickelt. Die geschätzte Wahrscheinlichkeit einer rückfallfreien Sterblichkeit an Tag 100 betrug 14,9 % (95 % Konfidenzintervall [KI], 4,7 %–25,1 %). Bei einer medianen Nachbeobachtungszeit von 344 Tagen (Bereich 79–830) betrug das Gesamtüberleben und das progressionsfreie Überleben nach 1 Jahr 75,5 % (95 % KI, 62,8 %–88,2 %). und 61,5 % (95 % KI, 46,1 %–76,8 %), bzw. Später wurde berichtet, dass eine signifikante Untergruppe von Patienten Anzeichen einer CMV-Reaktivierung aufwies.41 Das Vorhandensein von CMV wirkte sich jedoch nicht negativ auf das Überleben aus. Während die Forscher einen Bedarf für eine längere Nachbeobachtung dieser Kohorte feststellten, waren sie der Meinung, dass dieses präparative Regime, das in vivo CAMPATH-1H enthielt, mit einer dauerhaften Transplantation und minimaler behandlungsbedingter Toxizität verbunden war.

Immunrekonstitution nach allogener Transplantation Die allogene Transplantation ist mit einer Periode der Immundysfunktion verbunden, die typischerweise mindestens 1 Jahr nach der Transplantation anhält.42,43 Die Wiederherstellung des Immunsystems hängt von der Rekonstitution von Elementen der humoralen und zellulären Immunität und ihrer Reeducation im Transplantatempfänger ab. Es ist besonders verzögert bei Empfängern eines nicht verwandten oder T-Zell-depletierten Transplantats. Die Zeit nach der Transplantation ist gekennzeichnet durch verringerte Mengen an Helfer-T-Zellen, eine damit verbundene Inversion des C4:CD8-Verhältnisses und die Abschwächung der T-Zell-Antworten auf mitogene Stimuli und Recall-Antigene.44-46 Die humorale Immundysfunktion ist mit dem Verlust schützender Antikörperspiegel gegen bakterielle und virale Pathogene, verringerten Spiegeln zirkulierender Immunglobuline, insbesondere des IgG2-Subtyps, und der verringerten Komplexität des Musters der Immunglobulingenumlagerung verbunden.47,48

Dendritische Zellen und Immunrekonstitution Die Natur der Wiederherstellung von Antigen-präsentierenden Zellen wie dendritischen Zellen spielt wahrscheinlich eine wesentliche Rolle bei der Wiederherstellung der Immunität nach der Transplantation und der Wirt/Spender-Toleranz. Dendritische Zellen (DC) bilden ein komplexes Netzwerk antigenpräsentierender Zellen, die eine wichtige Rolle bei der Induktion der primären Immunität sowie der Modulation der Toleranz spielen.49.50 DC sind die wirksamsten antigenpräsentierenden Zellen und in einzigartiger Weise in der Lage, primäre Immunantworten zu induzieren gegen neue Antigene durch die reiche Expression kostimulatorischer und Adhäsionsmoleküle. DC, die aus nicht-myeloiden Linien oder in einem unreifen Zustand erzeugt werden, können die Immuntoleranz vermitteln und T-Zell-Antworten auf einen TH2-Phänotyp lenken. Im peripheren Blut wurden verschiedene DC-Populationen identifiziert, die sich durch das Vorhandensein von myeloiden (CD11c) oder plasmazytoiden (CD123) Markern unterscheiden.51,52 DC2 (plasmozytoide) Zellen sind durch die Expression von Typ-2-Zytokinen gekennzeichnet und initiieren somit eine Th2-Antwort, während DC1 (myeloische) Zellen eine Th1-Zytokin-Antwort initiieren. Aus Patienten mit Malignität isolierte DC weisen funktionelle Mängel auf, die möglicherweise zu einer fehlenden Tumorerkennung durch die Wirtsimmunität beitragen. Über DC-Transplantation oder phänotypische und funktionelle Merkmale nach allogener Transplantation ist wenig bekannt. Die Wechselwirkungen von DC mit Effektorpopulationen sind wahrscheinlich einzigartig nach einer nichtmyeloablativen Konditionierung angesichts des Vorhandenseins eines gemischten Spender/Empfänger-Chimärismus, der die Zeit nach der Transplantation charakterisieren kann.

In einem Mausmodell zeigten Shlomchik et al., dass die Persistenz von Wirtsantigen-präsentierenden Zellen nach der Transplantation mit der Entwicklung von GVHD assoziiert war.53 In diesem Modell initiieren Wirts-DC, die in der Lage sind, untergeordnete Histokompatibilitätsantigene an infundierte Spender-T-Zellen zu präsentieren, möglicherweise eine T-Zell-Aktivierung und eine damit verbundene Th-1-Zytokin-Kaskade, die an der Pathogenese von aGVHD beteiligt ist. Die relativen Niveaus der DC1/DC2-Untergruppen im hämatopoetischen Transplantat korrelieren stark mit dem Auftreten von Graft-versus-Host-Krankheit und dem Auftreten von Rezidiven. G-CSF-vermittelte Stammmobilisierung ist mit erhöhten DC2-Populationen verbunden.54 In einem Tiermodell war die Infusion von Splenozyten und Knochenmark von Spendern, die mit G-CSF behandelt wurden, mit dem Auftreten eines DC2-Phänotyps und damit einer Toleranz assoziiert.55 In einer Studie mit Patienten, die sich einer allogenen Transplantation unterzogen, war das Vorhandensein einer erhöhten Anzahl von DC2-Zellen im hämatopoetischen Transplantat mit einer Abnahme der GVHD und einer Zunahme von Rückfällen und schlechteren Ergebnissen verbunden.56 Die Auswirkungen des DC-Chimärismus, der Rekonstitutionsmuster und des Vorhandenseins von DC1- und DC2-Populationen nach einer nichtmyeloablativen allogenen Transplantation wurden nicht gut untersucht. Jüngste Studien haben gezeigt, dass CD52 von einigen DC-Populationen exprimiert wird, und legen nahe, dass die CAMPATH-Therapie die Antigenpräsentation durch Depletion der DC-Populationen aus dem Wirt beeinflussen kann.57-59 Die Depletion von vom Wirt stammenden DC kann das Auftreten von GVHD verringern, während das Vorhandensein von Spender-DC wahrscheinlich für die Wiederherstellung der zellulären Immunität wesentlich ist.

In der vorgeschlagenen Studie beabsichtigen wir, die Anwendung eines auf CAMPATH basierenden präparativen Regimes bei Patienten mit hämatologischen Malignomen zu untersuchen, die sich einer nichtmyeloablativen allogenen Stammzelltransplantation von einem nicht verwandten Spender unterziehen. An der Studie werden Patienten teilnehmen, die ansonsten aufgrund ihres Alters oder einer Organdysfunktion keine Kandidaten für eine konventionelle myeloablative Konditionierung wären und die keine HLA-passenden Geschwisterspender haben. Es wird auch Patienten einschließen, die an lymphatischen Malignomen wie niedriggradigem Lymphom, CLL und multiplem Myelom leiden und bei denen eine unannehmbar hohe transplantatbedingte Sterblichkeit bei konventioneller allogener Transplantation aufgetreten ist. Die Einbeziehung sowohl myeloider als auch lymphoider hämatologischer Malignome in die Studienkohorte wird die Rekrutierung optimieren und die Fähigkeit zur Verfolgung der Studienziele nicht einschränken. Muster von Transplantation, Graft-versus-Host-Krankheit, Immunrekonstitution und Spender/Wirt-Chimärismus werden in erster Linie durch das präparative Regime und die Transplantationsstrategie bestimmt und sollten sich innerhalb der Patientenkohorte nicht wesentlich unterscheiden.

Für das Konditionierungsregime haben wir eine Zwischendosis von Cyclophosphamid und Fludarabin gewählt, um das Auftreten von Transplantatabstoßungen zu minimieren, ohne die Häufigkeit von behandlungsbedingter Morbidität und Mortalität zu erhöhen. Basierend auf der Arbeit von MacKinnon et al. werden wir CAMPATH-1H zum präparativen Regime hinzufügen, um die Inzidenz von GVHD weiter zu verringern und die Transplantation von Spenderstammzellen zu fördern. Nach diesem Schema sind zirkulierende CAMPATH-Spiegel für mehrere Wochen nach der Transplantation vorhanden und können Spender-T-Zellen übermäßig dezimieren sowie DC-Populationen aus dem Spendertransplantat eliminieren. Um die Immunrekonstitution nach der Transplantation zu verbessern und das Infektions- und Rückfallrisiko zu begrenzen, haben wir eine niedrigere CAMPATH-Dosis gewählt und werden die Werte zu seriellen Zeitpunkten nach der Transplantation verfolgen.

Zu den wichtigsten Endpunkten der Studie gehören die Definition: 1) des behandlungsbezogenen Toxizitätsprofils und der hämatopoetischen Erholung nach der Transplantation 2) der Inzidenz und Schwere der CMV-Infektion und der akuten und chronischen GVHD 3) der phänotypischen und funktionellen Eigenschaften von DC- und T-Zellpopulationen nach der Transplantation; und 4) die Muster des Donor/Wirt-Chimärismus in DC- und T-Zellpopulationen und seine Korrelation mit GVHD. Als sekundärer Endpunkt werden DFS und OS nach 1 und 2 Jahren bestimmt.