Niemieloablacyjne allogeniczne przeszczepienie komórek macierzystych od niespokrewnionego dawcy dopasowanego pod względem HLA w leczeniu zaburzeń hematologicznych

Transplantacja allogeniczna i efekt przeszczep przeciwko chorobie W ciągu ostatnich trzech dekad przeszczep alogenicznego przeszczepu szpiku okazał się wyjątkowo skuteczną terapią dla pacjentów z hematologicznymi nowotworami złośliwymi, zespołami niewydolności szpiku i innymi śmiertelnymi genetycznymi i nabytymi chorobami hematopoezy.1-9 Przeszczep allogeniczny potencjalnie skutkuje wyleczeniem pacjentów z ostrą białaczką, przewlekłą białaczką szpikową, niedokrwistością aplastyczną i nowotworami układu limfatycznego, u których standardowe terapie mogą nie być skuteczne. Działanie przeciwnowotworowe, w którym pośredniczą limfocyty allogeniczne, jest istotnym czynnikiem w eliminacji choroby resztkowej po przeszczepie i zapobieganiu późniejszemu nawrotowi.10-14 Liczne obserwacje u pacjentów poddawanych allogenicznemu przeszczepowi szpiku kostnego z powodu nowotworów hematologicznych w przekonujący sposób wykazały istnienie efektu przeszczep przeciwko chorobie (GVD), w którym pośredniczą limfocyty obecne w przeszczepie dawcy. Dowody potwierdzające znaczenie tego zjawiska obejmują: 1) wskaźniki nawrotów u biorców syngenicznego BMT są większe niż u biorców allogenicznych; 2) biorcy allogenicznego BMT, u których nie rozwinęła się choroba przeszczep przeciwko gospodarzowi (GVHD), mają znacznie większy wskaźnik nawrotów niż biorcy allogenicznego BMT, u których rozwinęła się GVHD; 3) całkowite remisje obserwowano u pacjentów z nawrotem choroby po allogenicznym BMT w związku z zaostrzeniami GVHD; 4) biorcy BMT zubożonego w limfocyty T, metody profilaktyki GVHD, nawracają częściej niż biorcy BMT zubożonego w limfocyty T; i 5) zastosowanie niespokrewnionego przeszczepu szpiku zarówno w allogenicznym BMT zubożonym w komórki T, jak i bez komórek T wiąże się ze zmniejszoną częstością nawrotów.

Najbardziej bezpośrednim dowodem na rolę limfocytów allogenicznych w pośredniczeniu w działaniu przeciwnowotworowym jest to, że pacjenci, u których doszło do nawrotu po allogenicznym przeszczepie, mogą być skutecznie leczeni przez wlew leukocytów dawcy.15-22 Podsumowując doświadczenia europejskie, Kolb i wsp. stwierdzili, że ponad 80% pacjentów z CML, u których doszło do nawrotu do fazy przewlekłej po przeszczepie, może osiągnąć drugą całkowitą remisję po wlewie leukocytów dawcy w leczeniu nawrotowej CML po przeszczepie. Całkowite remisje z zastosowaniem DLI w leczeniu nawrotowych ostrych białaczek, przewlekłej białaczki limfocytowej, zespołów mielodysplastycznych, szpiczaka mnogiego i czerwienicy prawdziwej, chociaż niższe niż te obserwowane w CML, zostały dobrze wykazane przez kilka grup. Dodatkowo, u pacjentów z chłoniakiem nieziarniczym i szpiczakiem mnogim zaobserwowano silny efekt przeszczep przeciwko chorobie związany z przeszczepem allogenicznym i infuzją leukocytów dawcy.23-25 Zatem przeszczep allogeniczny oferuje wyjątkowo skuteczne podejście do zwalczania hematologicznego nowotworu złośliwego, w którym terapia mieloablacyjna powoduje głęboką cytoredukcję guza, a następnie limfocyty dawcy eliminują minimalną chorobę resztkową za pomocą mechanizmów immunologicznych.

Ograniczenia w zastosowaniu allogenicznego przeszczepu Zastosowanie allogenicznego BMT zostało ograniczone przez znaczną zachorowalność i śmiertelność związaną z tą procedurą. Pacjenci często doświadczają znacznej dysfunkcji narządów w wyniku toksyczności związanej ze schematem leczenia. Umiarkowana do ciężkiej choroba przeszczep przeciwko gospodarzowi występuje u około 40% pacjentów poddawanych konwencjonalnym przeszczepom dobranego rodzeństwa, a częstość występowania wzrasta u starszych pacjentów oraz u pacjentów otrzymujących niespokrewnione lub niedopasowane przeszczepy.26-28 Zakażenia oportunistyczne spowodowane dysfunkcją układu odpornościowego pozostają głównym źródłem zachorowalności i śmiertelności, szczególnie u starszych pacjentów. Stosowanie przeszczepów allogenicznych jest zatem ograniczone do młodszych pacjentów z prawidłową czynnością narządów podstawowych. Ponieważ mediana wieku wielu nowotworów hematologicznych może przekraczać 60 lat, większość pacjentów z tymi zaburzeniami nie jest kwalifikowana do tego zabiegu.

Trudność stosowania przeszczepów allogenicznych u pacjentów z nowotworami hematologicznymi jest szczególnie widoczna u pacjentów z nowotworami układu chłonnego, takimi jak szpiczak mnogi, przewlekła białaczka limfocytowa i chłoniak o niskim stopniu złośliwości. Zaburzenia te są nieuleczalne za pomocą chemioterapii w standardowych dawkach, ale mogą mieć stosunkowo powolny przebieg przez kilka lat, zanim u pacjentów rozwinie się postępująca choroba oporna na chemioterapię. Przeszczep allogeniczny wiąże się z długotrwałym przeżyciem wolnym od choroby w tych warunkach, ale wiąże się z wysoką częstością śmiertelności związanej z przeszczepem. Strategie mające na celu ograniczenie toksyczności związanej z przeszczepami są niezbędne, aby przełożyć zmniejszoną częstość nawrotów na poprawę całkowitego przeżycia w tej populacji pacjentów.

Niemieloablacyjne przeszczepy allogeniczne Jednym ze sposobów ograniczenia toksyczności przeszczepów allogenicznych jest zastosowanie schematów niemieloablacyjnych poprzedzających wlew komórek allogenicznych.29-33 Dzięki tej strategii pacjenci otrzymują terapię immunosupresyjną, która umożliwia wszczepienie komórek dawcy bez natychmiastowej eliminacji hematopoezy pacjenta. Podstawowym mechanizmem eliminacji choroby podstawowej nie jest cytoredukcja za pośrednictwem chemioterapii, ale raczej efekt przeszczep przeciwko nowotworowi za pośrednictwem limfocytów dawcy. W rezultacie pacjenci doświadczają znacznie mniejszej toksyczności związanej ze schematem leczenia. Dlatego przyjęcie tej strategii może pozwolić na zastosowanie przeszczepu allogenicznego w warunkach chorobowych i populacjach pacjentów, dla których nie było to łatwe do zastosowania w przeszłości.

W ciągu ostatnich kilku lat gwałtownie wzrosło zastosowanie przeszczepów niemieloablacyjnych. Opracowano kilka schematów kondycjonowania o zmniejszonej intensywności, w tym fludarabinę i cyklofosfamid; fludarabina i melfalan; fludarabina, globulina antytymocytarna i busulfan w małej dawce; oraz fludarabina i mała dawka TBI. Badacze wykazali wykonalność tego podejścia terapeutycznego, u większości pacjentów wykazano wszczepienie dawcy, zmniejszoną toksyczność związaną ze schematem i regresję choroby za pośrednictwem przeszczepu. W niektórych badaniach pacjenci wykazują okres mieszanego chimeryzmu dawcy/gospodarza, w którym wlew limfocytów dawcy wiąże się z osiągnięciem pełnego chimeryzmu dawcy.

Chociaż toksyczność związana z reżimem jest zmniejszona po zmniejszeniu intensywnych schematów kondycjonowania, choroba przeszczep przeciw gospodarzowi i infekcje oportunistyczne pozostają istotnym źródłem zachorowalności i śmiertelności po niemieloablacyjnym przeszczepie allogenicznym. Wpływ przeszczepu niemieloablacyjnego na rekonstytucję immunologiczną nie został w pełni określony. Trwałość komórek prezentujących antygen gospodarza w okresie po przeszczepie może zwiększać częstość występowania GVHD z powodu prezentacji alloantygenów limfocytom T dawcy. W przeciwieństwie do tego, szczątkowa odporność komórkowa gospodarza może zapewnić zwiększoną ochronę przed zakaźnymi patogenami i umożliwić szybszą edukację limfocytów dawcy. Warto zauważyć, że infekcje CMV pozostają powszechne w tej populacji, ale pojawiają się później w okresie po przeszczepie, charakterystycznie po osiągnięciu pełnego chimeryzmu dawcy.34

Niemieloablacyjny allogeniczny przeszczep w połączeniu z terapią CAMPATH Jednym ze sposobów zmniejszenia częstości występowania GVHD po niemieloablacyjnym przeszczepie jest dodanie CAMPATH do schematu preparatywnego w celu wyczerpania limfocytów T zarówno od biorcy, jak i od przeszczepu.35 CAMPATH-1H (alemtuzumab) jest rekombinowanym humanizowanym przeciwciałem monoklonalnym pochodzącym z DNA, skierowanym przeciwko glikoproteinie powierzchniowej komórki, CD52; wytwarzane w zawiesinie komórek ssaków (jajnika chomika chińskiego).36-39 Campath-1H jest wskazany w leczeniu przewlekłej białaczki limfocytowej B-komórkowej u pacjentów leczonych lekami alkilującymi, u których terapia fludarabiną zakończyła się niepowodzeniem. Campath-1H stosowano u pacjentów z neutropenią autoimmunologiczną, chłoniakiem nieziarniczym, reumatoidalnym zapaleniem stawów i zapaleniem naczyń. Stosowano go również w celu zapobiegania chorobie przeszczep przeciwko gospodarzowi u pacjentów otrzymujących przeszczep komórek macierzystych. Profilaktyka GVHD dotyczyła samej cyklosporyny A.

Mackinnon i wsp. zbadali niemieloablacyjny schemat kondycjonowania u 47 pacjentów z nowotworami hematologicznymi, otrzymujących allogeniczne komórki macierzyste szpiku kostnego od dopasowanych, niespokrewnionych dawców.40 Większość pacjentów miała cechy wysokiego ryzyka, w tym nieudany wcześniejszy przeszczep (29 osób). Dwadzieścia przeszczepów było niedopasowanych pod względem alleli HLA klasy I i/lub klasy II. Dodali CAMPATH-1H do preparatywnego schematu fludarabiny i melfalanu i podali albo mobilizowane GCSF pnie krwi obwodowej, albo niemanipulowany szpik kostny od dopasowanych niespokrewnionych dawców. Pierwotne niepowodzenie przeszczepu wystąpiło tylko u 2 z 44 ocenianych pacjentów (4,5%). Badania chimeryzmu u 34 pacjentów wykazały, że większość (85,3%) osiągnęła początkowy pełny chimeryzm dawcy. Tylko u 3 pacjentów rozwinęła się ostra GVHD stopnia III do IV, a u żadnego pacjenta nie rozwinęła się jeszcze przewlekła rozległa GVHD. Oszacowane prawdopodobieństwo śmiertelności bez nawrotu w 100. dniu wyniosło 14,9% (95% przedział ufności [CI], 4,7%-25,1%). Przy medianie okresu obserwacji wynoszącej 344 dni (zakres 79-830), przeżycie całkowite i wolne od progresji po 1 roku wyniosło 75,5% (95% CI, 62,8%-88,2%) i 61,5% (95% CI, 46,1%-76,8%), odpowiednio. Później doniesiono, że znaczna część pacjentów wykazała reaktywację CMV.41 Jednak obecność CMV nie wpłynęła negatywnie na przeżycie. Chociaż badacze zauważyli potrzebę dłuższej obserwacji tej kohorty, uważali, że ten schemat preparatywny obejmujący in vivo CAMPATH-1H był związany z trwałym wszczepieniem i minimalną toksycznością związaną z leczeniem.

Rekonstytucja odporności po przeszczepie allogenicznym Przeszczep allogeniczny wiąże się z okresem dysfunkcji układu odpornościowego, który zwykle utrzymuje się przez co najmniej 1 rok po przeszczepie.42,43 Odzyskiwanie odporności jest uzależnione od odtworzenia elementów odporności humoralnej i komórkowej oraz ich reedukacji u biorcy przeszczepu. Jest to szczególnie opóźnione u biorców przeszczepu niespokrewnionego lub zubożonego w limfocyty T. Okres po przeszczepie charakteryzuje się zmniejszonymi poziomami pomocniczych komórek T, związanym z tym odwróceniem stosunku C4:CD8 i osłabieniem odpowiedzi komórek T na bodźce mitogenne i antygeny przypominające.44-46 Humoralna dysfunkcja układu odpornościowego jest związana z utratą poziomów ochronnych przeciwciał przeciwko patogenom bakteryjnym i wirusowym, obniżonym poziomem krążących immunoglobulin, zwłaszcza podtypu IgG2, oraz zmniejszoną złożonością wzorca rearanżacji genu immunoglobuliny.47,48

Komórki dendrytyczne i rekonstytucja odpornościowa Charakter odzyskiwania komórek prezentujących antygen, takich jak komórki dendrytyczne, prawdopodobnie będzie odgrywał zasadniczą rolę w rekonstytucji odporności potransplantacyjnej i tolerancji gospodarza/dawcy. Komórki dendrytyczne (DC) tworzą złożoną sieć komórek prezentujących antygen, które odgrywają istotną rolę w indukowaniu pierwotnej odporności, jak również w modulowaniu tolerancji.49,50 DC są najsilniejszymi komórkami prezentującymi antygen i mają wyjątkową zdolność indukowania pierwotnych odpowiedzi immunologicznych przeciwko nowym antygenom poprzez bogatą ekspresję cząsteczek kostymulujących i adhezyjnych. DC wytworzone z linii niemieloidalnych lub w stanie niedojrzałym może pośredniczyć w tolerancji immunologicznej i kierować odpowiedzi komórek T w kierunku fenotypu TH2. We krwi obwodowej zidentyfikowano odrębne populacje DC, które różnią się obecnością markerów mieloidalnych (CD11c) lub plazmacytoidalnych (CD123).51,52 Komórki DC2 (plazmocytoidy) charakteryzują się ekspresją cytokin typu 2, a zatem inicjują odpowiedź Th2, podczas gdy komórki DC1 (mieloidalne) inicjują odpowiedź cytokin Th1. DC wyizolowane od pacjentów z chorobą nowotworową wykazują niedobory czynnościowe, które potencjalnie przyczyniają się do braku rozpoznawania guza przez odporność gospodarza. Niewiele wiadomo na temat wszczepienia DC lub cech fenotypowych i funkcjonalnych po przeszczepie allogenicznym. Interakcje DC z populacjami efektorowymi prawdopodobnie będą wyjątkowe po kondycjonowaniu niemieloablacyjnym, biorąc pod uwagę obecność mieszanego chimeryzmu dawcy / biorcy, który może charakteryzować okres po przeszczepie.

W modelu mysim Shlomchik i wsp. wykazali, że utrzymywanie się komórek prezentujących antygen gospodarza po przeszczepie było związane z rozwojem GVHD.53 W tym modelu DC gospodarza zdolne do prezentowania pomniejszych antygenów zgodności tkankowej komórkom T dawcy we wlewie potencjalnie inicjuje aktywację komórek T i powiązaną kaskadę cytokin Th-1 zaangażowaną w patogenezę aGVHD. Względne poziomy podzbiorów DC1/DC2 w przeszczepie hematopoetycznym silnie korelują z częstością występowania choroby przeszczep przeciwko gospodarzowi i częstością nawrotów. Mobilizacja łodygi za pośrednictwem G-CSF jest związana ze zwiększonymi poziomami populacji DC2.54 W modelu zwierzęcym wlew splenocytów i szpiku kostnego od dawców leczonych G-CSF był związany z pojawieniem się fenotypu DC2, a tym samym tolerancji.55 W jednym badaniu pacjentów poddawanych przeszczepowi allogenicznemu obecność zwiększonej liczby komórek DC2 w przeszczepie hematopoetycznym była związana ze spadkiem GVHD oraz wzrostem nawrotów i gorszymi wynikami.56 Wpływ chimeryzmu DC, wzorców rekonstytucji i obecności populacji DC1 i DC2 po niemieloablacyjnym przeszczepie allogenicznym nie został dobrze zbadany. Ostatnie badania wykazały, że CD52 jest wyrażany przez niektóre populacje DC i sugerują, że terapia CAMPATH może wpływać na prezentację antygenu poprzez zmniejszenie populacji DC u gospodarza.57-59 Wyczerpanie DC pochodzącego od gospodarza może zmniejszyć częstość występowania GVHD, podczas gdy obecność DC dawcy jest prawdopodobnie niezbędna do odtworzenia odporności komórkowej.

W proponowanym badaniu zamierzamy zbadać zastosowanie schematu preparatywnego opartego na CAMPATH u pacjentów z nowotworami hematologicznymi poddawanych niemieloablacyjnemu allogenicznemu przeszczepieniu komórek macierzystych od niespokrewnionego dawcy. Badanie obejmie pacjentów, którzy w przeciwnym razie nie byliby kandydatami do konwencjonalnego schematu kondycjonowania mieloablacyjnego z powodu wieku lub dysfunkcji narządu i którzy nie mają rodzeństwa dawców dobranych pod względem HLA. Obejmuje to również pacjentów cierpiących na nowotwory układu limfatycznego, takie jak chłoniak o niskim stopniu złośliwości, CLL i szpiczak mnogi, którzy doświadczyli niedopuszczalnie wysokiej śmiertelności związanej z przeszczepami w przypadku konwencjonalnego przeszczepu allogenicznego. Włączenie do badanej kohorty nowotworów zarówno szpikowych, jak i limfoidalnych, zoptymalizuje naliczanie i nie ograniczy zdolności do realizacji celów badania. Wzorce wszczepienia, choroby przeszczep przeciwko gospodarzowi, rekonstrukcji immunologicznej i chimeryzmu dawcy/gospodarza są przede wszystkim określone przez schemat preparatywny i strategię przeszczepu i nie powinny się znacznie różnić w kohorcie pacjentów.

W przypadku schematu kondycjonowania wybraliśmy pośrednią dawkę cyklofosfamidu i fludarabiny, próbując zminimalizować częstość odrzucania przeszczepu bez zwiększania częstości chorobowości i śmiertelności związanej z leczeniem. W oparciu o pracę MacKinnona i wsp. dodamy CAMPATH-1H do schematu preparatywnego, aby jeszcze bardziej zmniejszyć częstość występowania GVHD i promować wszczepianie komórek macierzystych dawcy. Po zastosowaniu tego schematu poziomy CAMPATH w krążeniu są obecne przez kilka tygodni po przeszczepie i mogą nadmiernie zubożać komórki T dawcy, jak również eliminować populacje DC z przeszczepu dawcy. W celu poprawy odbudowy immunologicznej po przeszczepie i ograniczenia ryzyka infekcji i nawrotów, wybraliśmy niższą dawkę CAMPATH i będziemy śledzić poziomy w kolejnych punktach czasowych po przeszczepie.

Główne punkty końcowe badania będą obejmowały określenie: 1) profilu toksyczności związanej z leczeniem i regeneracji hematopoetycznej po przeszczepie 2) częstości występowania i ciężkości zakażenia CMV oraz ostrej i przewlekłej GVHD 3) fenotypowej i funkcjonalnej charakterystyki populacji komórek DC i T po przeszczepie; oraz 4) wzorce chimeryzmu dawcy/gospodarza w populacjach komórek DC i T oraz ich korelacja z GVHD. Jako drugorzędowy punkt końcowy zostanie określony roczny i 2-letni DFS i OS.