Icke-myeloablativ allogen stamcellstransplantation från HLA-matchad obesläktad givare för behandling av hematologiska sjukdomar

Allogen transplantation och effekten av graft kontra sjukdom Under de senaste tre decennierna har transplantation av allogena märgtransplantat framstått som en unikt effektiv terapi för patienter med hematologiska maligniteter, märgsviktssyndrom och andra dödliga genetiska och förvärvade hematopoiessjukdomar.1-9 Allogen transplantation resulterar potentiellt i botande resultat för patienter med akut leukemi, kronisk myelogen leukemi, aplastisk anemi och lymfoida maligniteter för vilka standardterapier kanske inte är effektiva. Den antitumöreffekt som förmedlas av allogena lymfocyter är en viktig faktor för att eliminera kvarvarande sjukdom efter transplantation och förhindra efterföljande återfall.10-14 Flera observationer hos patienter som genomgår allogen benmärgstransplantation för hematologiska maligniteter har på ett övertygande sätt visat bevis på en graft-versus-sjukdom-effekt (GVD) medierad av lymfocyter som finns i donatortransplantatet. Stödjande bevis för betydelsen av detta fenomen inkluderar: 1) återfallsfrekvensen av syngena BMT-mottagare är högre än hos allogena mottagare; 2) allogena BMT-mottagare som inte utvecklar graft-versus-host-sjukdom (GVHD) har en signifikant högre återfallsfrekvens än allogena BMT-mottagare som utvecklar GVHD; 3) fullständiga remissioner har observerats hos patienter med recidiverande sjukdom efter allogen BMT i samband med utbrott av GVHD; 4) mottagare av T-cellutarmad BMT, en metod för GVHD-profylax, återfaller oftare än mottagare av icke-T-cellutarmad BMT; och 5) användningen av ett icke-relaterat märgtransplantat i både icke-T-cellutarmat och T-cellutarmat allogen BMT är associerad med en minskad incidens av återfall.

Det mest direkta beviset för allogena lymfocyters roll för att mediera en antitumöreffekt har varit att patienter som upplever återfall efter allogen transplantation framgångsrikt kan behandlas genom infusion av donatorleukocyter.15-22 Som en sammanfattning av den europeiska erfarenheten rapporterade Kolb et al att de över 80 % av patienterna med KML som återfaller i den kroniska fasen efter transplantation kan uppnå en andra fullständig remission efter infusion av donatorleukocytinfusion vid behandling av återfall av KML efter transplantation. Fullständiga remissioner med användning av DLI för behandling av återfallande akuta leukemi, kronisk lymfatisk leukemi, myelodysplastiska syndrom, multipelt myelom och polycytemia vera, även om de är lägre än de som ses vid KML, har visats väl av flera grupper. Dessutom har en potent graft-versus-sjukdomseffekt associerad med allogen transplantation och donatorleukocytinfusion observerats hos patienter med non-Hodgkins lymfom och multipelt myelom.23-25 Således erbjuder allogen transplantation ett unikt effektivt tillvägagångssätt för att utrota hematologisk malignitet där myeloablativ terapi resulterar i djupgående tumörcytoreduktion och donatorlymfocyter eliminerar därefter minimal kvarvarande sjukdom via immunologiska mekanismer.

Begränsningar i tillämpningen av allogen transplantation Användningen av allogen BMT har begränsats av den betydande behandlingsrelaterade sjukligheten och dödligheten i samband med denna procedur. Patienter upplever ofta betydande organdysfunktion som ett resultat av behandlingsrelaterad toxicitet. Måttlig till svår transplantat-mot-värd-sjukdom förekommer hos cirka 40 % av patienterna som genomgår konventionella syskontransplantationer med matchade syskon och en ökning av incidensen hos äldre patienter och de som får icke-relaterade eller felmatchade transplantat.26-28 Opportunistiska infektioner på grund av immundysfunktion är fortfarande en viktig källa till sjuklighet och dödlighet, särskilt hos äldre patienter. Tillämpningen av allogen transplantation är därför begränsad till yngre patienter med normal underliggande organfunktion. Eftersom medianåldern för många hematologiska maligniteter kan överstiga 60 års ålder, anses en majoritet av patienterna med dessa störningar inte vara kandidater för denna procedur.

Svårigheten med att tillämpa allogen transplantation hos patienter med hematologiska maligniteter framhävs särskilt hos patienter med lymfoida maligniteter såsom multipelt myelom, kronisk lymfatisk leukemi och låggradigt lymfom. Dessa sjukdomar är obotliga med standarddos kemoterapi men kan följa ett relativt trögt förlopp i flera år innan patienter utvecklar progressiv kemoresistent sjukdom. Allogen transplantation har associerats med långvarig sjukdomsfri överlevnad i dessa miljöer men är associerad med en hög förekomst av initial transplantationsrelaterad dödlighet. Strategier för att begränsa transplantationsrelaterad toxicitet är väsentliga för att översätta den minskade incidensen av återfall till en förbättring av den totala överlevnaden i denna patientpopulation.

Icke-myeloablativ allogen transplantation Ett tillvägagångssätt för att begränsa toxiciteten av allogen transplantation har varit användningen av icke-myeloablativa regimer som föregår infusionen av allogena celler.29-33 Med denna strategi får patienter immunsuppressiv terapi som möjliggör intransplantation av donatorceller utan omedelbar utrotning av patientens hematopoies. Den primära mekanismen genom vilken den underliggande sjukdomen utrotas är inte genom kemoterapimedierad cytoreduktion, utan snarare genom den donatorlymfocytmedierade graft-versus-tumöreffekten. Som ett resultat upplever patienterna mycket mindre behandlingsrelaterad toxicitet. Därför kan antagandet av denna strategi möjliggöra användningen av allogen transplantation i sjukdomsmiljöer och patientpopulationer för vilka den inte varit lätt tillämplig tidigare.

Under de senaste åren har användningen av icke-myeloablativ transplantation snabbt ökat. Flera konditioneringsregimer med reducerad intensitet har utvecklats inklusive fludarabin och cyklofosfamid; fludarabin och melfalan; fludarabin, antitymocytglobulin och lågdos busulfan; och fludarabin och lågdos TBI. Utredare har visat genomförbarheten av denna behandlingsmetod med majoriteten av patienterna som uppvisar donatortransplantation, minskad behandlingsrelaterad toxicitet och transplantatmedierad regression av sjukdom. I vissa studier uppvisar patienter en period av blandad donator/värd-chimerism, där infusionen av donatorlymfocyter är associerad med uppnående av fullständig donatorchimerism.

Även om regimrelaterad toxicitet minskar efter minskade intensiva konditioneringsregimer, förblir transplantat-mot-värdsjukdom och opportunistiska infektioner en betydande källa till sjuklighet och mortalitet efter icke-myeloablativ allogen transplantation. Effekten av icke-myeloablativ transplantation på immunologisk rekonstitution har inte definierats fullständigt. Persistens av värdantigenpresenterande celler under perioden efter transplantation kan öka förekomsten av GVHD på grund av presentationen av alloantigener till donator-T-celler. Däremot kan kvarvarande värdcellulär immunitet ge förbättrat skydd mot infektiösa patogener och möjliggöra snabbare utbildning av donatorlymfocyter. Det bör noteras att CMV-infektioner fortfarande är vanliga i denna population men förekommer senare under perioden efter transplantation, typiskt efter uppnåendet av fullständig givarchimerism.34

Icke-myeloablativ allogen transplantation i samband med CAMPATH-terapi Ett tillvägagångssätt för att minska förekomsten av GVHD efter icke-myeloablativ transplantation är tillägget av CAMPATH till den preparativa regimen för att tömma T-celler från både mottagaren och det inkommande transplantatet.35 CAMPATH-1H (Alemtuzumab) är en rekombinant DNA-härledd humaniserad monoklonal antikropp riktad mot cellytglykoproteinet, CD52; produceras i däggdjurscellsuspension (ovarie från kinesisk hamster).36-39 Campath-1H är indicerat för behandling av B-cells kronisk lymfatisk leukemi hos patienter som har behandlats med alkylerande medel och som har misslyckats med fludarabinbehandling. Campath-1H har använts till patienter med autoimmun neutropeni, non-Hodgkins lymfom, reumatoid artrit och vaskulit. Det har också använts för att förhindra transplantat-mot-värd-sjukdom hos patienter som får stamcellstransplantation. GVHD-profylax var med enbart ciklosporin A.

Mackinnon et al undersökte en icke-myeloablativ konditioneringsregim hos 47 patienter med hematologiska maligniteter som fick allogena benmärgsstamceller från matchade, obesläktade donatorer.40 Majoriteten av patienterna hade högriskegenskaper, inklusive att ha misslyckats med en tidigare transplantation (29 personer). Tjugo av transplantaten var felmatchade för HLA klass I- och/eller klass II-alleler. De lade till CAMPATH-1H till en förberedande regim av fludarabin och melfalan och administrerade antingen GCSF-mobiliserade perifera blodstammar eller omanipulerad benmärg från matchade icke-relaterade donatorer. Primär transplantatsvikt inträffade hos endast 2 av 44 utvärderbara patienter (4,5%). Chimerismstudier på 34 patienter indikerade att majoriteten (85,3%) uppnådde initial fullständig donatorchimerism. Endast 3 patienter utvecklade grad III till IV akut GVHD, och inga patienter har ännu utvecklat kroniskt omfattande GVHD. Den uppskattade sannolikheten för icke-återfallsdödlighet vid dag 100 var 14,9 % (95 % konfidensintervall [KI], 4,7 %-25,1 %). Med en medianuppföljning på 344 dagar (intervall, 79-830), var den totala och progressionsfria överlevnaden efter 1 år 75,5 % (95 % CI, 62,8 %-88,2 %) och 61,5 % (95 % KI, 46,1 %-76,8 %), respektive. Det rapporterades senare att en betydande undergrupp av patienter visade tecken på CMV-reaktivering.41 Förekomsten av CMV påverkade dock inte överlevnaden negativt. Medan utredarna noterade ett behov av längre uppföljning av denna kohort, ansåg de att denna förberedande kur som inkorporerade in vivo CAMPATH-1H var associerad med varaktig engraftment och minimal behandlingsrelaterad toxicitet.

Immunrekonstitution efter allogen transplantation Allogen transplantation är associerad med en period av immundysfunktion som karakteristiskt kvarstår i minst 1 år efter transplantationen.42,43 Immunåterhämtning är beroende av rekonstitutionen av element av humoral och cellulär immunitet och deras återuppbyggnad hos transplantationsmottagaren. Det är särskilt försenat hos mottagare av ett obesläktat eller T-cellutarmat transplantat. Perioden efter transplantation kännetecknas av minskade nivåer av T-hjälparceller, en associerad inversion av förhållandet C4:CD8 och avtrubbningen av T-cellssvar på mitogena stimuli och återkallande antigener.44-46 Humoral immundysfunktion är associerad med förlusten av skyddande antikroppsnivåer mot bakteriella och virala patogener, minskade nivåer av cirkulerande immunglobuliner, särskilt av IgG2-subtypen, och den minskade komplexiteten i mönstret av immunglobulingenens omarrangemang.47,48

Dendritiska celler och immunrekonstitution Naturen för återvinningen av antigenpresenterande celler såsom dendritiska celler kommer sannolikt att spela en väsentlig roll i rekonstitutionen av posttransplantationsimmunitet och värd/donatortolerans. Dendritiska celler (DC) bildar ett komplext nätverk av antigenpresenterande celler som spelar en viktig roll i induktionen av primär immunitet såväl som moduleringen av tolerans.49.50 DC är de mest potenta antigenpresenterande cellerna och har unik förmåga att inducera primära immunsvar. mot nya antigener genom det rika uttrycket av samstimulerande och adhesionsmolekyler. DC genererad från icke-myeloida linjer eller i ett omoget tillstånd kan förmedla immuntolerans och rikta T-cellssvar mot en TH2-fenotyp. Distinkta DC-populationer har identifierats i det perifera blodet som är differentierade genom närvaron av myeloida (CD11c) eller plasmacytoida (CD123) markörer.51,52 DC2 (plasmacytoid)-celler kännetecknas av uttryck av typ 2-cytokiner och initierar således ett Th2-svar, medan DC1-celler (myeloid) initierar Th1-cytokinsvar. DC som isolerats från patienter med malignitet visar funktionella brister som potentiellt bidrar till bristande tumörigenkänning av värdimmunitet. Lite är känt om DC-engraftment eller fenotypiska och funktionella egenskaper efter allogen transplantation. Interaktionerna mellan DC och effektorpopulationer är sannolikt unika efter icke-myeloablativ konditionering med tanke på närvaron av blandad donator/mottagare-chimerism som kan karakterisera post-transplantationsperioden.

I en murin modell visade Shlomchik et al att ihållande av värdantigenpresenterande celler efter transplantation var associerad med utvecklingen av GVHD.53 I denna modell initierar värd-DC som kan presentera mindre histokompatibilitetsantigener för infunderade donator-T-celler potentiellt T-cellsaktivering och en associerad Th-1-cytokinkaskad inblandad i patogenesen av aGVHD. De relativa nivåerna av DC1/DC2-undergrupper i det hematopoetiska transplantatet korrelerar starkt med incidensen av transplantat kontra värdsjukdom och incidensen av återfall. G-CSF-medierad stammobilisering är associerad med ökade nivåer av DC2-populationer.54 I en djurmodell associerades infusionen av splenocyter och benmärg från donatorer behandlade med G-CSF med uppkomsten av en DC2-fenotyp och därmed tolerans.55 I en studie av patienter som genomgick allogen transplantation var närvaron av ökat antal DC2-celler i det hematopoetiska transplantatet associerat med en minskning av GVHD, och ökning av återfall och sämre resultat.56 Effekten av DC-chimerism, rekonstitutionsmönster och närvaro av DC1- och DC2-populationer efter icke-myeloablativ allogen transplantation har inte studerats väl. Nyligen genomförda studier har visat att CD52 uttrycks av vissa DC-populationer och tyder på att CAMPATH-terapi kan påverka antigenpresentationen genom utarmning av DC-populationer från värden.57-59 Utarmning av värdhärledd DC kan minska i förekomsten av GVHD, medan närvaron av donator DC sannolikt är avgörande för rekonstitutionen av cellulär immunitet.

I den föreslagna studien avser vi att undersöka tillämpningen av en CAMPATH-baserad preparativ regim hos patienter med hematologiska maligniteter som genomgår icke-myeloablativ allogen stamcellstransplantation från en obesläktad givare. Studien kommer att involvera patienter som annars inte skulle vara kandidater för en konventionell myeloablativ konditioneringskur på grund av ålder eller organdysfunktion och som inte har HLA-matchade syskondonatorer. Det kommer också att omfatta patienter som lider av lymfoida maligniteter såsom låggradigt lymfom, KLL och multipelt myelom som har upplevt oacceptabelt hög transplantationsrelaterad dödlighet med konventionell allogen transplantation. Inkludering av både myeloida och lymfoida hematologiska maligniteter i studiekohorten kommer att optimera tillkomsten och kommer inte att begränsa förmågan till förmågan att fullfölja studiemålen. Mönster för engraftment, transplantat mot värdsjukdom, immunrekonstitution och donator/värd-chimerism bestäms i första hand av den förberedande regimen och transplantationsstrategin och bör inte skilja sig avsevärt inom patientkohorten.

För konditioneringsregimen har vi valt en mellandos av cyklofosfamid och fludarabin i ett försök att minimera förekomsten av transplantatavstötning utan att öka frekvensen av behandlingsrelaterad sjuklighet och mortalitet. Baserat på arbetet av MacKinnon et al, kommer vi att lägga till CAMPATH-1H till den preparativa regimen för att ytterligare minska förekomsten av GVHD och främja inplantering av donatorstamceller. Efter denna regim finns cirkulerande nivåer av CAMPATH närvarande i flera veckor efter transplantationen och kan överdrivet tömma donator-T-celler samt eliminera DC-populationer från donatortransplantatet. I ett försök att förbättra immunrekonstitutionen efter transplantation och begränsa riskerna för infektion och återfall, har vi valt en lägre dos av CAMPATH och kommer att följa nivåerna vid serietidpunkter efter transplantationen.

De huvudsakliga målen för studien kommer att innefatta att definiera: 1) den behandlingsrelaterade toxicitetsprofilen och hematopoetisk återhämtning efter transplantation 2) förekomsten och svårighetsgraden av CMV-infektion och akut och kronisk GVHD 3) de fenotypiska och funktionella egenskaperna hos DC- och T-cellpopulationer efter transplantation; och 4) mönstren för donator/värd-chimerism i DC- och T-cellspopulationer och dess korrelation med GVHD. Som en sekundär endpoint kommer 1 och 2 års DFS och OS att fastställas.