Zasady doboru dawców we współczesnej transplantologii szpiku

Transkrypt

1 PRACA POGLĄDOWA Review Article Acta Haematologica Polonica 2010, 41, Nr 3, str ANDRZEJ LANGE 1,2, MAŁGORZATA POLAK 1, DOROTA DERA-JOACHIMIAK 1, KATARZYNA KOŚCIŃSKA 1 Zasady doboru dawców we współczesnej transplantologii szpiku Rules and efficiency of donor-recipient matching for HSCT 1 Dolnośląskie Centrum Transplantacji Komórkowych z Krajowym Bankiem Dawców Szpiku Dyrektor: Prof. dr hab. med. Andrzej Lange 2 Zakład Immunologii Klinicznej Instytutu Immunologii i Terapii Doświadczalnej PAN Kierownik: Prof. dr hab. med. Andrzej Lange STRESZCZENIE Przebieg doboru pary dawca-biorca przeszczepu komórek krwiotwórczych określa sytuacja kliniczna pacjenta i możliwość typowania tkankowego (HLA) na poziomie DNA o wysokiej rozdzielczości w zakresie 5 loci. Wyniki przedstawione w pracy opierają się na doświadczeniu Krajowego Banku Dawców Szpiku: 1. Dawcy niemieccy byli najczęściej akceptowani do przeszczepu, w drugiej kolejności dawcy z polskich rejestrów. Dla 10% pacjentów zaakceptowano dawcę z rejestru amerykańskiego pacjentów z ogólnej liczby 354 zostało wycofanych z procedury doborowej z przyczyn klinicznych w tym pogorszenia stanu zdrowia, dla 58 pacjentów ośrodek przeszczepowy nie zaakceptował dawcy (brak oczekiwanego poziomu doboru). 3. Dla 185 pacjentów procedura doborowa została zamknięta po przeprowadzeniu od 1 3 typowań potwierdzających. 4. Przeżycie pacjentów po przeszczepie komórek krwiotwórczych, przy doborze na poziomie 5 loci na wysokim poziomie rozdzielczości jest znamiennie wyższe niż pacjentów dobranych na niższym poziomie doboru. SŁOWA KLUCZOWE: HLA Przeszczep komórek krwiotwórczych Dobór pary dawca-biorca przeszczepu SUMMARY Algorithm of the donor-recipient matching begins from clinical evaluation of the case followed by family typing with haplotype segregation. A lack of family donor prompts to DNA typing level at high resolution preferably of 5 loci alleles. Searches conducted by the Polish National Bone Marrow Donor Registry resulted in the following data: 1. The most frequent donations came from the German Registry, but Polish Registries are the second, in frequency of donations but still 10% of donors were from the NMDP patients out of 354 studied were withdrawing from the search due to the clinical reasons including deterioration of the health status, 58 pts lacked accepted donor patients had their donors matched after one to three CT procedures. 4. Patients survival was significantly better when donors were 10/10 matched as compared to those mismatched with one or two specificities. KEY WORDS: HLA HSCT Donor-recipient matching WSTĘP Przeszczepienie allogenicznych komórek krwiotwórczych wpisane jest w standard postępowania lekarskiego. Decyzja o potencjalnej potrzebie wykonania przeszczepienia podejmowana jest na podstawie pierwotnie postawionego rozpoznania choroby opartego na morfologii, fenotypie odpowiednio do obowiązującego nas standardu. W wielu sytuacjach potrzebę przeszczepienia determinują badania genetyczne: kariotyp i odpowiednio do rozpoznania badanie określonych delecji, fuzji genowych i mutacji.

2 358 A. LANGE Są to wystarczające dane, aby określić przewidywaną potrzebę konsolidacji leczenia chemioterapią przedprzeszczepową, która wiąże się z podtrzymywaniem efektu leczniczego dzięki powstałej w procesie wykształcania się tolerancji na alloprzeszczep reakcji przeszczep przeciwko białaczce (graft vs leukemia GvL). Nie mamy wystarczających dowodów laboratoryjnych pozwalających na przewidywanie potencjalnej sprawności przeszczepionego materiału w wykształcaniu reakcji GvL, wiemy natomiast, że pacjenci z GvHD (graf vs host disease) są w mniejszym ryzyku wznowy białaczki w porównaniu do tych nie mających klinicznych objawów alloreaktywności. W badanej grupie ostatnio przeszczepionych w naszym ośrodku chorych stwierdziliśmy, że 2 na 34 osoby z ostrym i/lub przewlekłym GvHD miały wznowę białaczki wobec 11 wznów u 31 chorych bez tego klinicznego obrazu alloreaktywności. Problemem jest gwałtowność procesu GvHD i jego zasięg narządowy. Ostry GvHD (agvhd) z fatalnym następstwem dotyczy, co spostrzega się w podanej powyżej własnej obserwacji, jedynie u chorych z IV klinicznym stopniem agvhd. Również ten agvhd, który przechodzi do ekstensywnego przewlekłego GVHD jest groźny bo w sposób istotny upośledza jakość życia szczególnie wówczas, gdy dochodzi do powstania ekstensywnych zmian skórnych i śluzówkowych, zajęcia wątroby i przede wszystkim płuc. Musimy więc dołożyć wszelkich starań, aby zrozumieć i praktycznie wykorzystać genetyczne odrębności w parze dawca-biorca. Obecnie pozostajemy w doborze pary dawca biorca przeszczepu na poziomie alleli usytuowanych w 5 loci A, B, C, DR i DQ. Prowadzony przez nas program zatytułowany Wdrożenie i Krajowa Harmonizacja Badań Immunogenetycznych Wspomagających Ostateczną Decyzję Doboru Pary Biorca-Dawca Allogenicznego Przeszczepienia Komórek Krwiotwórczych, odpowie już w pierwszej fazie realizacji tego programu na pytanie, czy brak doboru w locus DP ma korzystny wpływ na wykształcenie się reakcji GvL, na co wskazuje praca zespołu Alejandro Madrigala [1]. Rozpoznanie wiąże się z algorytmem postępowania lekarskiego, w którym przeszczepienie komórek krwiotwórczych ma swoje standardowe uzasadnienie [2]. Konieczne jest typowanie odpowiednio do dostępności rodziców i całego rodzeństwa chorego. Dostępność to znaczy, że żyją a nie to, że są w bezpośrednim zasięgu leczącej pacjenta placówki hematologicznej. W latach w 5 sytuacjach na 269 badanych rodzin prosiliśmy o przysłanie próbki krwi pocztą kurierską, jeśli członek rodziny przebywał za granicą. W tym ostatnim przypadku należy wykonać badania specyficzności HLA na poziomie DNA, we wszystkich innych typowanie serologiczne jest wystarczające. W tym wstępnym typowaniu chodzi bowiem o to, czy jest dawca rodzinny. Dosyć wysoki odsetek błędów spostrzegamy przy badaniu HLA testem cytotoksycznym [3], który w przypadkach typowania rodzinnego jest łatwy do wykrycia przez prostą segregację haplotypów. Jeżeli segregacja przebiega wbrew oczekiwaniu czytelne 4 haplotypy należy wziąć pod uwagę występowanie tzw. crossing over (wymiana przy mejotycznym podziale komórki zarodkowej części chromosomu 6), co wprowadza do określonego haplotypu specyficzność równoległego haplotypu. Powoduje to, że na poziomie genotypu (wszystkie wykryte specyficzności HLA) mamy skompletowane te same antygeny/specyficzności jakie wykazano u pary rodzicielskiej, ale wbrew oczekiwaniu, niektóre z nich leżą na różnych haplotypach odmiennie niż u danego rodzica. Brak dawcy rodzinnego skłania ponownie do sięgnięcia do wytycznych EBMT [2] i sprawdzenia, czy stan kliniczny pacjenta i rozpoznanie podstawowej choroby skłaniają do praktycznego rozpatrzenia potrzeby wykonania w przyszłości przeszczepienia od niespokrewnionego dawcy. Wówczas należy ponownie wytypować parę rodzicielską i chorego na poziomie DNA z wykorzystaniem typowania allelicznego. Powoduje to, że przy poszukiwaniu dawcy będziemy wiedzieli czy na tym wysokim poziomie rozdzielczości typowania jest dawca optymalnie przystający na poziomie 3, 4 a nawet 5 alleli. Obecnie coraz więcej dawców opisanych jest na poziomie alleli, również tych, u których w typowaniu uwzględnione są 4 czy nawet 5 loci. Dobre wytypowanie biorcy to zapowiedź raczej gładko biegnącego programu doboru, czego nie należy mylić ze skutecznością doboru. Ciągle co 5 z nas nie ma dawcy dobrego w 5 loci na poziomie alleli.

3 Zasady doboru dawców we współczesnej transplantologii szpiku 359 METODY Najczęściej stosowane metody oparte są na analizie fragmentów DNA zawierających specyficzności określonego locus lub wielu loci z wykorzystaniem: 1. specyficznych sekwencji inicjujących łańcuchową reakcję polimerazy PCR-SSP (polymerase chain reaction with sequence specific primers), 2. zestawu do hybrydyzacji z użyciem specyficznych sond oligonukleotydowych PCR-SSO (PCR and hybridization with sequence specific oligonucleotides), 3. sekwencjonowania SBT (sequence based typing). Istotne jest utrzymanie sprawności technologicznej typowania z wykorzystaniem metod serologicznych. Technika ta potrzebna jest do weryfikacji ekspresji fenotypowej kodowanych specyficzności HLA i jak podano powyżej może być skutecznie stosowana w typowaniu rodzinnym szczególnie antygenów klasy I. Typowanie serologiczne odgrywa istotną rolę przy doborze biorcy nerek. Przy doborze rodzinnego dawcy szpiku wykonujemy typowanie antygenów zgodności tkankowej klasy I locus A i B (metodą serologiczną lub genetyczną) oraz klasy II locus DRB1 (metodą genetyczną na poziomie pośredniej rozdzielczości) u pacjentów i członków ich rodzin. W obrębie analizowanej rodziny sprawdzamy segregację haplotypów. Prawidłowa segregacja rodzicielskich haplotypów uwierzytelnia poprawność wykonanego typowania. Przy typowaniu potwierdzającym pary biorca-potencjalny dawca rodzinny z nowej próbki krwi wykonujemy typowanie antygenów zgodności tkankowej klasy I locus A, B oraz klasy II locus DRB1 (metodą genetyczną). Przy doborze niespokrewnionego dawcy komórek krwiotwórczych ponawiamy typowanie mając do dyspozycji ponownie pobraną próbkę biorcy i próbkę przysłaną z ośrodka dysponującego dawcą. Regułą jest badanie specyficzności HLA 5 loci (A*,B*,C*,DR*,DQ*) na poziomie alleli (wysoka rozdzielczość) metodą SSP lub SBT. WYNIKI Praktycznie program doboru biegnie wg algorytmu, który był już poprzednio publikowany [4], przedstawia polską i nieco zmodyfikowaną wersję tego algorytmu. Dobrą ilustracją współczesnych możliwości doboru dawcy jest doświadczenie Krajowego Banku Dawców Szpiku. W latach w naszym ośrodku przeprowadzono procedurę doborową dla 354 pacjentów z dziesięciu polskich ośrodków przeszczepowych. U 237 pacjentów (67%) ośrodek transplantacyjny zaakceptował dawcę do przeszczepu, a w 117 (33%) sytuacjach dawca nie został zaakceptowany. Dawcy zaakceptowani do przeszczepu byli dobrani na trzech różnych poziomach doboru: 10/10 para dawca-biorca zgodna we wszystkich 10 specyficznościach układu HLA (159), 9/10 różnica w zakresie jednej z 10 specyficzności układu HLA (62), 8/10 dwie różnice między dawcą a biorcą w zakresie 10 specyficzności układu HLA (16). Akceptacja zaniechania prowadzenia dalszych etapów doboru dawcy przy braku doboru określonych specyficzności należy do ośrodka przeszczepiającego. Najczęściej akceptowana niezgodność dotyczyła locus C. Dla 62 pacjentów zaakceptowanych z jedną niezgodnością było aż 37 dawców, którzy różnili się z biorcą w jednym z alleli locus C lub nawet bardziej istotnie na poziomie niskiej rozdzielczości co oddaje typowanie specyficzności na drugim miejscu (np. C*03:03 vs C*03:04 lub C*03:04 vs 14:02). Niezgodności akceptowane na poziomie doboru 8/10 (ponownie część niezgodności była na poziomie alleli, ale również były niezgodności widoczne w badaniu z zastosowaniem niskiej rozdzielczości). Niezgodności te w 9 sytuacjach dotyczyły specyficzności z locus A lub B i zawsze z C. Rzadziej akceptowane były niezgodności z udziałem specyficzności II klasy (5 sytuacji). Wśród dawców najwięcej pochodziło z rejestru niemieckiego (140), ale już na drugim miejscu były rejestry polskie [47]. Z rejestru NMDP pochodziło 24 dawców (Rycina 1).

4 360 A. LANGE Liczba dawców zaakceptowanych do przeszczepu Ryc. 1. Kraj pochodzenia dawców zaakceptowanych do przeszczepu. Fig. 1. Donation with respect to the country of origin. Nie więcej niż trzy typowania potwierdzające szczęśliwie doprowadziły do decyzji doborowej u 78% przypadkach. Niestety 13% pacjentów czekało na decyzje doborową po badaniu 5 lub więcej potencjalnych dawców. W sposób oczywisty wydłuża to czas upływający od decyzji o poszukiwaniu dawcy do zakończenia tej procedury. Ma to swoje odzwierciedlenie w czasie potrzebnym do doboru, który sięga 6 miesięcy przy wielokrotnych typowaniach potwierdzających. Analiza statystyczna wykazała, że prawdopodobieństwo przeżycia po przeczepieniu komórek krwiotwórczych jest w istotny sposób zależne od czasu doboru i to w obydwu kategoriach chorych, tych przeszczepianych z doborem 10 na 10 alleli i tych, którzy nie mieli optymalnego dawcy (Rycina 2). Przedłużające się procedury doborowe mają również swój udział w wysokim odsetku zaniechań przeszczepienia (Rycina 3). Podsumowując doświadczenie ostatnich czterech lat wskazuje na istotny udział dawców z polskich rejestrów w wykonanych przeszczepieniach. Rozkład haplotypów w populacji dawców KBDSz jest podobny do tego w rejestrze niemieckim [5]. Oba rejestry polski i niemiecki mają w swoich zasobach dawców o rzadkich specyficznościach lub rzadkich powiązaniach pomiędzy locus B i C oraz DR i DQ. Powoduje to, że polscy dawcy poszukiwani są przez inne rejestry europejskie, co skutkowało w 6 pobraniach dla innych poza Polską krajów na ogólną liczbę 34 pobrań w KBDSz. Słabym punktem jest wysoki odsetek zaniechań przeszczepienia pomimo prowadzenia procedury doborowej [28]. Dotyczyło to 58 przypadków z brakiem wg oceny ośrodka przeszczepiającego optymalnego dawcy ale w 28 z powodu pogarszającego się stanu zdrowia chorego. Należy dążyć do zamknięcia procedury doborowej w okresie 3 miesięcy (mediana dotychczasowego czasu doboru) z podjęciem decyzji o przeszczepieniu autologicznym lub od innego typu dawcy alternatywnego (haplotypowo zgodny, krew pępowinowa).

5 Zasady doboru dawców we współczesnej transplantologii szpiku 361 Ryc. 2. Prawdopodobieństwo przeżycia chorych, u których dokonano przeszczepu allogenicznych komórek krwiotwórczych przy doborze w 10 allelach (10/10) i przy mniej optymalnym doborze, tzn. z 1 (9/10) lub 2 (8/10) różnicami w specyficznościach HLA na wysokim lub niskim poziomie rozdzielczości. Fig. 2. Survival of patients transplanted from unrelated donors according to the level of matching: 10/10, 9/10 and 8/10 (mismatches were on low or high resolution levels) Rok Razem Brak dawcy zgodengo w ABDR split Zgon pacjenta Zły stan zdrowia pacjenta 3 3 Rezygnacja z doboru Razem 117 Ryc. 3. Przyczyny braku akceptacji dawcy do przeszczepu w latach Fig. 3. Causes of withdrawing of patients from the donor search in years Rzadkie powiązanie Rzadkie powiązanie DRB1 Rzadkie allele B z Cw z DQB1 B*1511 B*07, Cw*07 (8) DRB1*1303, DQB1*0202 DRB1*0405 B*44, Cw*04 (2) DRB1*0405, DQB1*0202 Cw*17 B*40, Cw*03 DRB1*0404, DQB1*0304 DQB1*0609 B*44, Cw*06 DRB1*1303, DQB1*0301 DRB1*0404 B*55, Cw*03 B*27, Cw*02 B*13, Cw*07 B*07, Cw*03 B*44, Cw*05 B*44, Cw*07 B*44, Cw*16 B*1503, Cw*12 B*18, Cw*04 B*35, Cw*12 B*51, Cw*07 B*51, Cw*15 B*08, Cw*03 B*55, Cw*03 B*27, Cw*02 B*15, Cw*07

6 362 A. LANGE PODZIĘKOWANIE Autorzy dziękują wszystkim współpracującym ośrodkom: Katedra i Klinika Hematologii i Transplantacji Szpiku Śląskiego Uniwersytetu Medycznego w Katowicach, Klinika Hematologii i Transplantologii Uniwersyteckie Centrum Kliniczne Gdańsk, Klinika Hematologii i Onkologii Dziecięcej Akademii Medycznej w Lublinie, Ośrodek Transplantacji Uniwersyteckiego Szpitala Dziecięcego w Krakowie, Klinika Onkologii, Hematologii i Transplantologii Pediatrycznej Uniwersytetu Medycznego w Poznaniu, Klinika Hematologii i Chorób Rozrostowych Układu Krwiotwórczego Uniwersytetu Medycznego w Poznaniu, Katedra i Klinika Hematologii, Nowotworów Krwi i Transplantologii Akademii Medycznej we Wrocławiu, Katedra i Klinika Hematologii, Onkologii i Chorób Wewnętrznych Akademii Medycznej w Warszawie, Klinika Transplantacji Komórek Krwiotwórczych, Instytut Hematologii i Transfuzjologii w Warszawie. Praca realizowana i sponsorowana w ramach projektu Nr /2009: Wdrożenie i Krajowa Harmonizacja Badań Immunogenetycznych Wspomagających Ostateczną Decyzję Doboru Pary Biorca-Dawca Allogenicznego Przeszczepienia Komórek Krwiotwórczych PIŚMIENNICTWO 1. Shaw B.E, Mayor N.P, Russell N.H, Apperley J.F, Clark R.E, Cornish J, Darbyshire P, Ethell M.E., Goldman J.M., Little A.M, Mackinnon S, Marks D.I, Pagliuca A, Thomson K, Marsh S.G.E, Madrigal J.A. Diverging effects of HLA DPB1 matching status on outcome following unrelated donor transplantation depending on disease stage and the degree of matching for other HLA alleles. Leukemia, 2010; 24: Apperley J, Carreras E, Gluckman E, Gartwohl A., Masszi T.: The EBMT Handbook (5th edition) Haematopoietic Stem Cell Transplantation. red: European School of Haematology, France, Bogunia-Kubik K, Polak M, Lange A. Serological typing of DRw52 group (especially DR13) gives the highest proportion of errors as shown by confirmatory oligotyping. Human Immunology, 1996; 47 (1-2), Lange A, Polak M, Dutkiewicz M, Kościńska K, Nowicka A, Bogunia-Kubik K. Activity of the National Polish Bone Marrow Donor Registry. Standardization of donor-recipient matching in transplantation (chapter II/4), red: Lange A., Nova Publishers Inc., USA, 2006; Lange A, Dera-Joachimiak D, Madej S. et al. Activity of the National Polish Bone Marrow Donor Registry Analysis of the Matching Process Successfully Completed with Hematopoietic Stem Cell Transplantation. Transplantation Proceedings [w druku], Praca wpłynęła do Redakcji r. i została zakwalifikowana do druku r. Adres Autora: Prof. dr hab. Andrzej Lange Dolnośląskie Centrum Transplantacji Komórkowych z Krajowym Bankiem Dawców Szpiku ul. Grabiszyńska Wrocław Tel fax sekretariat@dctk.wroc.pl