Ikke-myeloablativ allogen stamcelletransplantasjon fra HLA-matchet urelatert donor for behandling av hematologiske lidelser

Allogen transplantasjon og graft-versus-sykdomseffekten I løpet av de siste tre tiårene har transplantasjon av allogene margtransplantater dukket opp som en unik effektiv terapi for pasienter med hematologiske maligniteter, margsviktsyndrom og andre dødelige genetiske og ervervede sykdommer som hematopoiesis.1-9 Allogen transplantasjon resulterer potensielt i kurative resultater for pasienter med akutt leukemi, kronisk myelogen leukemi, aplastisk anemi og lymfoide maligniteter for hvem standardbehandlinger kanskje ikke er effektive. Antitumoreffekten mediert av allogene lymfocytter er en essensiell faktor for å eliminere gjenværende sykdom etter transplantasjon og for å forhindre påfølgende tilbakefall.10-14 Tallrike observasjoner hos pasienter som gjennomgår allogen benmargstransplantasjon for hematologiske maligniteter har overbevisende vist bevis på en graft-versus-sykdom (GVD) effekt mediert av lymfocytter som er tilstede i donortransplantatet. Støttende bevis for viktigheten av dette fenomenet inkluderer: 1) tilbakefallsraten for syngene BMT-mottakere er høyere enn hos allogene mottakere; 2) allogene BMT-mottakere som ikke utvikler graft-versus-host-sykdom (GVHD) har en betydelig større tilbakefallsrate enn allogene BMT-mottakere som utvikler GVHD; 3) fullstendig remisjon har blitt observert hos pasienter med residiverende sykdom etter allogen BMT i assosiasjon med utbrudd av GVHD; 4) mottakere av T-celle-utarmet BMT, en metode for GVHD-profylakse, får tilbakefall hyppigere enn mottakere av ikke-T-celle-utarmet BMT; og 5) bruken av et urelatert margtransplantat i både ikke-T-celleutarmet og T-celleutarmet allogen BMT er assosiert med redusert forekomst av tilbakefall.

Det mest direkte beviset for rollen til allogene lymfocytter i å mediere en antitumoreffekt har vært at pasienter som opplever tilbakefall etter allogen transplantasjon kan behandles med hell ved infusjon av donorleukocytter.15-22 For å oppsummere den europeiske erfaringen rapporterte Kolb et al at de over 80 % av pasientene med KML som går tilbake til den kroniske fasen etter transplantasjon kan oppnå en andre fullstendig remisjon etter infusjon av donorleukocyttinfusjon ved behandling av residiverende KML etter transplantasjon. Fullstendige remisjoner med bruk av DLI for behandling av residiverende akutte leukemier, kronisk lymfatisk leukemi, myelodysplastiske syndromer, multippelt myelom og polycytemi vera, selv om de er lavere enn de som sees ved KML, har blitt godt demonstrert av flere grupper. I tillegg har en potent graft versus sykdomseffekt assosiert med allogen transplantasjon og donor leukocyttinfusjon blitt observert hos pasienter med non-Hodgkins lymfom og multippelt myelom.23-25 Dermed tilbyr allogen transplantasjon en unik effektiv tilnærming for å utrydde hematologisk malignitet der myeloablativ terapi resulterer i dyp tumorcytoreduksjon og donorlymfocytter deretter eliminerer minimal gjenværende sykdom via immunologiske mekanismer.

Begrensninger i bruken av allogen transplantasjon Bruken av allogen BMT har blitt begrenset av den betydelige behandlingsrelaterte sykelighet og dødelighet forbundet med denne prosedyren. Pasienter opplever ofte betydelig organdysfunksjon som følge av regimerelatert toksisitet. Moderat til alvorlig graft versus host sykdom forekommer hos omtrent 40 % av pasientene som gjennomgår konvensjonelle konvensjonelle transplantasjoner for konvensjonelle søsken, og øker forekomsten hos eldre pasienter og de som får urelaterte eller feiltilpassede transplantater.26-28 Opportunistiske infeksjoner på grunn av immundysfunksjon er fortsatt en viktig kilde til sykelighet og dødelighet, spesielt hos eldre pasienter. Anvendelsen av allogen transplantasjon er derfor begrenset til yngre pasienter med normal underliggende organfunksjon. Fordi medianalderen for mange hematologiske maligniteter kan overstige 60 år, anses et flertall av pasienter med disse lidelsene ikke som kandidater for denne prosedyren.

Vanskeligheten med å anvende allogen transplantasjon hos pasienter med hematologiske maligniteter er spesielt fremhevet hos pasienter med lymfoide maligniteter som multippelt myelom, kronisk lymfatisk leukemi og lavgradig lymfom. Disse lidelsene er uhelbredelige med standarddose kjemoterapi, men kan følge et relativt indolent forløp i flere år før pasienter utvikler progressiv kjemoresistent sykdom. Allogen transplantasjon har vært assosiert med langsiktig sykdomsfri overlevelse i disse miljøene, men er assosiert med en høy forekomst av forhåndstransplantasjonsrelatert dødelighet. Strategier for å begrense transplantasjonsrelatert toksisitet er avgjørende for å omsette den reduserte forekomsten av tilbakefall til en forbedring i total overlevelse i denne pasientpopulasjonen.

Ikke-myeloablativ allogen transplantasjon En tilnærming for å begrense toksisiteten av allogen transplantasjon har vært bruken av ikke-myeloablative regimer før infusjon av allogene celler.29-33 Med denne strategien får pasienter immunsuppressiv terapi som gjør det mulig å transplantere donorceller uten umiddelbar utryddelse av pasientens hematopoiese. Den primære mekanismen for utryddelse av den underliggende sykdommen er ikke gjennom kjemoterapi-mediert cytoreduksjon, men snarere gjennom donorlymfocytt-mediert graft versus tumor-effekt. Som et resultat opplever pasientene langt mindre regimerelatert toksisitet. Derfor kan vedtakelsen av denne strategien tillate bruk av allogen transplantasjon i sykdomsmiljøer og pasientpopulasjoner som den ikke hadde vært lett anvendelig for tidligere.

I løpet av de siste årene har bruken av ikke-myeloablativ transplantasjon raskt utvidet seg. Flere kondisjoneringsregimer med redusert intensitet er utviklet, inkludert fludarabin og cyklofosfamid; fludarabin og melfalan; fludarabin, anti-tymocyttglobulin og lavdose busulfan; og fludarabin og lavdose TBI. Etterforskere har vist gjennomførbarheten av denne behandlingstilnærmingen med flertallet av pasientene som viser donorengraftment, redusert regimerelatert toksisitet og graftmediert regresjon av sykdom. I noen studier viser pasienter en periode med blandet donor/vert-kimerisme der infusjon av donorlymfocytter er assosiert med oppnåelse av fullstendig donor-kimerisme.

Selv om regimerelatert toksisitet reduseres etter reduserte intensive kondisjoneringsregimer, forblir graft versus host sykdom og opportunistiske infeksjoner en betydelig kilde til sykelighet og dødelighet etter ikke-myeloablativ allogen transplantasjon. Effekten av ikke-myeloablativ transplantasjon på immunologisk rekonstitusjon er ikke fullstendig definert. Persistens av vertsantigenpresenterende celler i post-transplantasjonsperioden kan øke forekomsten av GVHD på grunn av presentasjonen av alloantigener til donor-T-celler. I motsetning til dette kan gjenværende vertscellulær immunitet gi forbedret beskyttelse mot smittsomme patogener og muliggjøre raskere utdanning av donorlymfocytter. Det er verdt å merke seg at CMV-infeksjoner fortsatt er vanlige i denne populasjonen, men forekommer senere i post-transplantasjonsperioden, karakteristisk etter oppnåelse av full donorkimerisme.34

Ikke-myeloablativ allogen transplantasjon i forbindelse med CAMPATH-terapi En tilnærming for å redusere forekomsten av GVHD etter ikke-myeloablativ transplantasjon er tillegg av CAMPATH til det forberedende regimet for å utarme T-celler fra både mottakeren og det innkommende transplantatet.35 CAMPATH-1H (Alemtuzumab) er et rekombinant DNA-avledet humanisert monoklonalt antistoff rettet mot celleoverflatens glykoprotein, CD52; produsert i pattedyrcelle (kinesisk hamster ovarie) suspensjon.36-39 Campath-1H er indisert for behandling av B-celle kronisk lymfatisk leukemi hos pasienter som har blitt behandlet med alkylerende midler og har mislyktes med fludarabinbehandling. Campath-1H har blitt brukt hos pasienter med autoimmun nøytropeni, non-Hodgkins lymfom, revmatoid artritt og vaskulitt. Det har også blitt brukt for å forhindre graft-versus-host-sykdom hos pasienter som får stamcelletransplantasjon. GVHD-profylakse var med ciklosporin A alene.

Mackinnon et al undersøkte et ikke-myeloablativt kondisjoneringsregime hos 47 pasienter med hematologiske maligniteter som mottok allogene benmargsstamceller fra matchede, urelaterte donorer.40 Flertallet av pasientene hadde høyrisikofunksjoner, inkludert å ha mislyktes med en tidligere transplantasjon (29 individer). Tjue av transplantasjonene var feilmatchet for HLA klasse I og/eller klasse II alleler. De la CAMPATH-1H til et forberedende regime av fludarabin og melfalan og administrerte enten GCSF-mobiliserte perifere blodstammer eller umanipulert benmarg fra matchede ubeslektede givere. Primær graftsvikt forekom hos bare 2 av 44 evaluerbare pasienter (4,5%). Chimerismestudier hos 34 pasienter indikerte at flertallet (85,3 %) oppnådde initial full donorkimerisme. Bare 3 pasienter utviklet grad III til IV akutt GVHD, og ​​ingen pasienter har ennå utviklet kronisk omfattende GVHD. Estimert sannsynlighet for ikke-tilbakefallsdødelighet på dag 100 var 14,9 % (95 % konfidensintervall [KI], 4,7 %-25,1 %). Med en median oppfølging på 344 dager (område, 79-830), var total og progresjonsfri overlevelse etter 1 år 75,5 % (95 % KI, 62,8 %-88,2 %). og 61,5 % (95 % KI, 46,1 %-76,8 %), hhv. Det ble senere rapportert at en betydelig undergruppe av pasienter viste tegn på CMV-reaktivering.41 Tilstedeværelsen av CMV påvirket imidlertid ikke overlevelsen negativt. Mens etterforskerne bemerket et behov for lengre oppfølging av denne kohorten, mente de at dette forberedende regimet som inkorporerte in vivo CAMPATH-1H var assosiert med varig engraftment og minimal behandlingsrelatert toksisitet.

Immunrekonstitusjon etter allogen transplantasjon Allogen transplantasjon er assosiert med en periode med immundysfunksjon som karakteristisk vedvarer i minst 1 år etter transplantasjon.42,43 Immungjenoppretting er avhengig av rekonstituering av elementer av humoral og cellulær immunitet og deres reutdanning hos transplantasjonsmottakeren. Det er spesielt forsinket hos mottakere av et urelatert eller T-celletarmt transplantat. Perioden etter transplantasjon er preget av reduserte nivåer av hjelper-T-celler, en assosiert inversjon av C4:CD8-forholdet, og sløving av T-celleresponser på mitogene stimuli og tilbakekallingsantigener.44-46 Humoral immundysfunksjon er assosiert med tap av beskyttende antistoffnivåer mot bakterielle og virale patogener, reduserte nivåer av sirkulerende immunglobuliner, spesielt av IgG2-subtypen, og den reduserte kompleksiteten i mønsteret av immunoglobulingenet omorganisering.47,48

Dendrittiske celler og immunrekonstitusjon Naturen til gjenvinningen av antigenpresenterende celler som dendrittiske celler vil sannsynligvis spille en viktig rolle i rekonstitueringen av posttransplantasjonsimmunitet og verts-/donortoleranse. Dendritiske celler (DC) danner et komplekst nettverk av antigenpresenterende celler som spiller en viktig rolle i induksjon av primær immunitet så vel som modulering av toleranse.49.50 DC er de mest potente antigenpresenterende cellene og er unikt i stand til å indusere primære immunresponser mot nye antigener gjennom det rike uttrykket av kostimulerende og adhesjonsmolekyler. DC generert fra ikke-myeloide linjer eller i en umoden tilstand kan mediere immuntoleranse og rette T-celleresponser mot en TH2-fenotype. Distinkte DC-populasjoner er identifisert i det perifere blodet som er differensiert ved tilstedeværelsen av myeloide (CD11c) eller plasmacytoide (CD123) markører.51,52 DC2 (plasmacytoid) celler er karakterisert ved ekspresjon av type 2 cytokiner og initierer dermed en Th2 respons, mens DC1 (myeloid) celler initierer Th1 cytokin respons. DC isolert fra pasienter med malignitet viser funksjonelle mangler som potensielt kan bidra til manglende tumorgjenkjenning av vertsimmunitet. Lite er kjent om DC-engraftment eller fenotypiske og funksjonelle egenskaper etter allogen transplantasjon. Interaksjonene mellom DC og effektorpopulasjoner vil sannsynligvis være unike etter ikke-myeloablativ kondisjonering gitt tilstedeværelsen av blandet donor/mottaker-kimerisme som kan karakterisere post-transplantasjonsperioden.

I en murin modell demonstrerte Shlomchik et al at persistens av vertantigenpresenterende celler etter transplantasjon var assosiert med utviklingen av GVHD.53 I denne modellen initierer verts-DC som er i stand til å presentere mindre histokompatibilitetsantigener til infunderte donor-T-celler potensielt T-celleaktivering og en assosiert Th-1-cytokinkaskade implisert i patogenesen til aGVHD. De relative nivåene av DC1/DC2-undergrupper i det hematopoetiske transplantatet korrelerer sterkt med forekomsten av transplantat versus vertssykdom og forekomst av tilbakefall. G-CSF-mediert stammobilisering er assosiert med økte nivåer av DC2-populasjoner.54 I en dyremodell var infusjon av splenocytter og benmarg fra donorer behandlet med G-CSF assosiert med fremveksten av en DC2-fenotype, og dermed toleranse.55 I en studie av pasienter som gjennomgikk allogen transplantasjon, var tilstedeværelsen av økt antall DC2-celler i det hematopoietiske transplantatet assosiert med en reduksjon i GVHD, og ​​økning i tilbakefall og dårligere resultater.56 Effekten av DC-kimerisme, rekonstitusjonsmønstre og tilstedeværelse av DC1- og DC2-populasjoner etter ikke-myeloablativ allogen transplantasjon har ikke blitt godt studert. Nyere studier har vist at CD52 uttrykkes av noen DC-populasjoner og antyder at CAMPATH-terapi kan påvirke antigenpresentasjonen ved utarming av DC-populasjoner fra verten.57-59 Uttømming av vertsavledet DC kan redusere forekomsten av GVHD, mens tilstedeværelse av donor DC sannsynligvis er avgjørende for rekonstituering av cellulær immunitet.

I den foreslåtte studien har vi til hensikt å undersøke anvendelsen av et CAMPATH-basert preparativt regime hos pasienter med hematologiske maligniteter som gjennomgår ikke-myeloablativ allogen stamcelletransplantasjon fra en ubeslektet donor. Studien vil involvere pasienter som ellers ikke ville vært kandidater for et konvensjonelt myeloablativt kondisjonsregime på grunn av alder eller organdysfunksjon og som ikke har HLA-matchede søskendonorer. Det vil også inkludere pasienter som lider av lymfoide maligniteter som lavgradig lymfom, KLL og multippelt myelom som har opplevd uakseptabelt høy transplantasjonsrelatert dødelighet med konvensjonell allogen transplantasjon. Inkludering av både myeloide og lymfoide hematologiske maligniteter i studiekohorten vil optimere akkumulering og vil ikke begrense evnen til evnen til å forfølge studiemålene. Mønstre for engraftment, graft versus host sykdom, immunrekonstituering og donor/vert chimerisme bestemmes primært av det forberedende regimet og transplantasjonsstrategien og bør ikke avvike vesentlig innenfor pasientkohorten.

For kondisjoneringsregimet har vi valgt en mellomdose av cyklofosfamid og fludarabin i et forsøk på å minimere forekomsten av graftavstøtning uten å øke hyppigheten av behandlingsrelatert sykelighet og dødelighet. Basert på arbeidet til MacKinnon et al, vil vi legge til CAMPATH-1H til det forberedende regimet for å redusere forekomsten av GVHD ytterligere og fremme donorstamcelletransplantasjon. Etter dette regimet er sirkulerende nivåer av CAMPATH tilstede i flere uker etter transplantasjon og kan overdrevent tømme donor-T-celler samt eliminere DC-populasjoner fra donortransplantatet. I et forsøk på å forbedre immunrekonstitusjon etter transplantasjon og begrense risikoen for infeksjon og tilbakefall, har vi valgt en lavere dose CAMPATH og vil følge nivåene på serietidspunkter etter transplantasjonen.

De viktigste endepunktene for studien vil inkludere å definere: 1) den behandlingsrelaterte toksisitetsprofilen og hematopoetisk gjenoppretting etter transplantasjon 2) forekomsten og alvorlighetsgraden av CMV-infeksjon og akutt og kronisk GVHD 3) de fenotypiske og funksjonelle egenskapene til DC- og T-cellepopulasjoner post-transplantasjon; og 4) mønstrene for donor/vert-kimerisme i DC- og T-cellepopulasjoner og dens korrelasjon med GVHD. Som et sekundært endepunkt vil 1 og 2 års DFS og OS bli bestemt.