Одной из отличительных особенностей ГСК является то, что они экспрессируют антиген CD34+, который содержится в очень небольшом количестве в нормальном костном мозге (около 1-2% ядросодержащих клеток) и еще меньшем количестве в периферической крови (около 1% единичных ядросодержащих клеток). Теоретически, необходимо иметь только один антиген H34+ в костном мозге. Теоретически возможно сформировать полноценную гематопоэтическую и иммунную систему с помощью всего одной ГСК. Клинически, чтобы безопасно восстановить функциональную кровеносную и иммунную систему всего организма за короткий период времени, для успешной трансплантации необходимо получить значительное количество ГСК. Трансплантация гемопоэтических стволовых клеток (ТГСК) включает в себя забор определенного количества гемопоэтических стволовых клеток у донора в качестве трансплантата, программу предварительного лечения, состоящую из определенной дозы химиотерапии и/или радиотерапии для удаления из организма реципиента пораженной гемопоэтической и иммунной систем, то есть опухолевых клеток, аномальных клональных клеток и аномального патогенеза. Затем гемопоэтические стволовые клетки донора переливаются обратно реципиенту для восстановления гемопоэтической и иммунной систем реципиента с целью лечения заболевания. На сегодняшний день трансплантация гемопоэтических стволовых клеток успешно спасла жизнь десяткам тысяч пациентов. Трансплантация гемопоэтических стволовых клеток — это системный проект, который в 1950-х годах превратился в уникальную краевую дисциплину на стыке гематологии, онкологии, трансплантационной иммунологии, клеточной биологии, радиобиологии, трансплантации органов и других дисциплин. С 1958 года, когда Мате впервые провел трансплантацию костного мозга жертвам ядерной аварии, ВСКТ быстро развивалась благодаря достижениям в подборе антигенов гистосовместимости человека (HLA) и методах трансплантации, а также улучшениям в поддерживающей терапии. Старый термин «трансплантация костного мозга» уже давно заменен новым понятием «трансплантация гемопоэтических стволовых клеток». В зависимости от донора трансплантацию гемопоэтических стволовых клеток можно разделить на аутологичную трансплантацию (Auto-), сингенетическую трансплантацию между однояйцевыми близнецами (Syn-) и аллогенную трансплантацию (Allo-); сингенетическую аллогенную трансплантацию можно разделить на трансплантацию от доноров-сиблингов и трансплантацию от неродственных доноров. трансплантацию доноров-сестер и трансплантацию неродственных доноров. Трансплантацию гемопоэтических стволовых клеток можно разделить на трансплантацию костного мозга (BMT), трансплантацию гемопоэтических стволовых клеток периферической крови (PBSCT), трансплантацию фетальных клеток печени (FLT) и трансплантацию пуповинной крови (CBT) в зависимости от органа происхождения гемопоэтических стволовых клеток. В зависимости от предварительной обработки перед трансплантацией, ВСКТ также можно разделить на трансплантацию чистого и нечистого костного мозга. В зависимости от того, обеззараживается трансплантат или нет, ВСКТ можно разделить на общую ВСКТ, трансплантацию de-T и трансплантацию очищенных CD34+ клеток. По степени HLA-совместимости доноров и реципиентов можно классифицировать HLA-совместимую трансплантацию, HLA-полусовместимую трансплантацию и HLA-несовместимую трансплантацию. Первая ГСКТ человеку была проведена в 1939 году, когда пациент с апластической анемией получил костный мозг от своего брата, идентичного по группе крови, который не смог выжить и умер через пять дней. После химиотерапии и радиотерапии пациент получил костный мозг от шести доноров крови и добился стойкого приживления. С тех пор аллогенная трансплантация костного мозга (Allo-BMT) быстро развивалась, а аутологичная трансплантация костного мозга (ABMT) была внедрена в 1970-х годах. После усовершенствования мобилизации гемопоэтических стволовых клеток с помощью цитокинов и однократного забора гемопоэтических стволовых клеток из сепараторов клеток крови в 1985 году появились аутологичная трансплантация периферических гемопоэтических стволовых клеток (APBSCT) и аллогенная трансплантация периферических гемопоэтических стволовых клеток (Allo-PBSCT). Для донора ПБСКТ не требует анестезии и многократных пункций для забора стволовых клеток и является более безопасной и приемлемой, чем ИМТ; трансплантат менее загрязнен опухолевыми клетками, посттрансплантационное восстановление гемопоэза происходит быстрее, а вероятность инфекции и кровотечения снижается. Это также новый источник стволовых клеток для пациентов, чей костный мозг был поражен опухолями или облучен. По данным Международного регистра трансплантации костного мозга (IBMTR), Европейской группы по трансплантации крови и костного мозга (EBMT) и Австралийского комитета сотрудничества по трансплантации и донорству органов (ACCORD), количество APBSCT и Allo-PBSCT быстро увеличилось с 1995 года и сейчас постепенно заменяет трансплантацию костного мозга. В октябре 1988 года в госпитале Сен-Луи в Париже (Франция) в сотрудничестве с Медицинской школой Индийского университета впервые в мире была применена трансплантация пуповинной крови HLA-совместимых братьев и сестер для успешного лечения пациента с анемией Фанкони. С тех пор фундаментальные исследования и клиническое применение CBT привлекают все больше внимания, был создан Международный регистр трансплантации пуповинной крови (ICBTR) и банки пуповинной крови были созданы во многих странах. В 1990 году д-р Э.Д. Томас был удостоен Нобелевской премии по медицине за выдающийся вклад в трансплантацию костного мозга. Первая аллогенная трансплантация костного мозга в Китае была успешно проведена в 1962 году, и с тех пор количество случаев трансплантации увеличивается год от года. В 1999 году была успешно проведена первая трансплантация пуповинной крови взрослого человека при лейкемии, а в последние годы в некоторых регионах были созданы банки пуповинной крови. Показания и эффективность трансплантации гемопоэтических стволовых клеток В настоящее время трансплантация гемопоэтических стволовых клеток стала основным методом и фундаментальным способом лечения различных злокачественных заболеваний крови, некоторых злокачественных солидных опухолей, иммунных и генетических заболеваний. Показаниями к аллогенной ГСКТ являются: острый и хронический лимфоцитарный лейкоз острый и хронический миелоидный лейкоз неходжкинская лимфома лимфома Ходжкина миелодиспластические синдромы множественная миелома и другие плазмоклеточные опухоли тяжелая апластическая анемия сцепленное с полом тяжелое заболевание в сочетании с иммунодефицитом и анаплазмозом сцепленное с полом лимфопролиферативное заболевание синдром Вискета-Олдрича синдром Чедиака-Хигаши хроническая гранулематозная болезнь эритрофагоцитарная лимфоидная гиперплазия остеосклероз хрящевая дисплазия волос талассемия серповидноклеточная анемия дефицит аденозиндеаминазы и дефицит фосфорилазы пуриновых нуклеотидов тип I болезнь Гоше анемия Фанкони врожденный дискератоз лейкодистрофия надпочечников и гетерозиготная лейкодистрофия головного мозга мукополисахаридоз (сцепленный с полом, синдром Слая) Синдром Слая), синдром Лтша-Нихана (сцепленный с полом) злокачественный гистиоцитоз случайная острая лучевая болезнь Показаниями к аутологичной трансплантации гемопоэтических стволовых клеток являются: острый лимфоцитарный лейкоз, рецидивирующий хронический лимфоцитарный лейкоз острый миелоидный лейкоз, рецидивирующий хронический миелоидный лейкоз, неходжкинская лимфома острой стадии, низкосортная злокачественная лимфома Ходжкина лимфома, CR1; рефрактерные миелодиспластические синдромы множественная миелома и другие плазмоклеточные опухоли нехронический миелоидный лейкоз миелопролиферативные заболевания, такие как проэритробластоз, тромбоцитемия и первичный миелофиброз солидные опухоли: рак молочной железы, герминогенные опухоли, рак яичников, глиома, мелкоклеточный рак легкого, немелкоклеточный рак легкого аутоиммунные заболевания: тромбоцитопеническая пурпура, системный склероз, ревматоидный артрит, рассеянный склероз, системная красная волчанка, амилоидоз. V. Осложнения трансплантации гемопоэтических стволовых клеток 1. После трансплантации гемопоэтических стволовых клеток из-за подавления иммунной функции вероятность инфекции значительно возрастает, частота ее возникновения составляет 50%-80%. Инфекционные поражения могут возникать в любом месте организма и могут быть следствием осложнений операции по трансплантации, активации потенциально инфекционных агентов и воздействия новых патогенов в окружающей среде. К патогенам, вызывающим инфекции, относятся бактерии, грибы, вирусы, паразиты и т.д. Инфекция остается одним из основных факторов, влияющих в настоящее время на долгосрочное выживание трансплантированных людей. Отказ трансплантата Отказ трансплантата — одно из самых серьезных ранних осложнений трансплантации гемопоэтических стволовых клеток, особенно алло-ГСКТ. Из-за неудачи приживления трансплантата и восстановления гемопоэза клиническая картина пациентов с сильно подавленной полной картиной крови с пустотой или гипоплазией костного мозга, тяжелыми осложнениями инфекции и кровотечения, трудным ведением и высокой смертностью. Однако, благодаря постоянному прогрессу технологии трансплантации, частота отказов трансплантата в настоящее время снизилась до менее чем 5% или даже ниже. GVHD является основным осложнением и причиной смерти при алло-ГСКТ и связано с иммуногенетическими различиями между донором и реципиентом. Хронический GVHD — это системное заболевание, которое напоминает аутоиммунное заболевание и часто вовлекает несколько органов. 4. печеночная вено-окклюзионная болезнь (ВОД) ВОД является одним из наиболее серьезных осложнений токсичности предварительной терапии трансплантации гемопоэтических стволовых клеток. Оно проявляется в основном в течение 3 недель после предварительной обработки трансплантата и клинически характеризуется гепатомегалией, желтухой и задержкой жидкости. Смертность при умеренной и тяжелой форме VOD высока, а специфическое лечение отсутствует. 5, геморрагический циститГеморрагический цистит также является одним из распространенных осложнений после ВСКТ, клинические проявления которого характеризуются различной степенью гематурии. 6.Отдаленные осложнения ГСКТ в основном связаны с: респираторными и легочными заболеваниями, гипотиреозом, гипогонадизмом, катарактой, вторичными опухолями и т.д. Традиционная трансплантация чистого костного мозга использует высокие дозы радиотерапии/химиотерапии в качестве предварительной схемы лечения, что делает процесс трансплантации очень рискованным, например, длительное тяжелое подавление кроветворения может вызвать кровоизлияние в мозг, легочное кровотечение и бактериальный/грибковый сепсис, что часто приводит к ранней смерти; высокие дозы радиотерапии не только могут вызвать радиационную пневмонию, синдром окклюзии печеночных вен, катаракту и другие серьезные осложнения. Высокие дозы радиотерапии не только чреваты такими серьезными осложнениями, как радиационная пневмония, синдром окклюзии печеночных вен и катаракта, но и могут повлиять на репродуктивную функцию пациентов, вызывая бесплодие у молодых пациентов после трансплантации. Кроме того, высокая частота и тяжесть GVHD, медленное восстановление иммунной функции после трансплантации и склонность пациентов к рецидивирующим инфекциям — все это серьезно влияет на качество жизни после трансплантации. Более того, пациенты старше 50 лет, хрупкие и с сочетанной дисфункцией других органов исключаются из традиционного трансплантационного лечения, однако значительная часть пациентов в клинической практике на момент начала заболевания в основном находятся в возрасте 50, 60 лет или даже старше. Как можно вылечить больше пациентов, в том числе пожилых, с помощью ГСКТ, избегая или снижая риски, связанные с трансплантацией, и улучшая качество жизни после трансплантации? При ГСКТ не чистого костного мозга не используется высокодозная лучевая терапия/химиотерапия, применяемая при традиционной трансплантации, а в основном применяются низкотоксичные препараты с низким побочным действием или сочетаются с низкодозной лучевой терапией (2 Гр) для формирования режима предварительного лечения, который не только хорошо переносится пациентами, но и имеет минимальные осложнения, связанные с предварительным лечением. Таких осложнений, как лучевая пневмония, катаракта и репродуктивная дисфункция, можно полностью избежать при использовании схемы предварительного лечения без лучевой терапии чистого костного мозга. По сравнению с трансплантацией чистого костного мозга, трансплантация нечистого костного мозга приводит к быстрому восстановлению гемопоэза, более чем на 10 или даже 20 дней раньше, чем трансплантация чистого костного мозга, что значительно сокращает период миелосупрессии и значительно снижает раннюю смертность, делая трансплантацию гемопоэтических стволовых клеток более безопасной и менее рискованной; кроме того, благодаря снижению влияния на функцию жизненно важных органов в организме, многие пожилые, слабые пациенты с сочетанным повреждением других органов могут Кроме того, благодаря снижению влияния на функцию жизненно важных органов организма, многие пожилые, хрупкие пациенты с сопутствующими заболеваниями других органов могут извлечь пользу из лечения методом ВСКТ, а в случае молодых, бесплодных пациентов, их репродуктивная функция после трансплантации не страдает. Что еще более важно, трансплантация неочищенного костного мозга значительно снизила частоту и тяжесть GVHD после трансплантации благодаря усиленной иммуномодулирующей терапии до и после трансплантации, и больше пациентов не нуждаются в длительном приеме иммуносупрессивных препаратов после трансплантации, что приводит к более быстрому восстановлению иммунитета и улучшению качества жизни. В настоящее время трансплантация костного мозга без очистки стала одним из важных направлений в исследованиях ГСКТ; особенно в области исследований гаплоидентичной ГСКТ, модель трансплантации костного мозга без очистки стала наиболее перспективным методом для решения проблемы «узкого места», которая ограничивает прорыв гаплоидентичной ГСКТ, т.е. для эффективного снижения частоты тяжелого GVHD. VII. Развитие и перспективы трансплантации гемопоэтических стволовых клеток По мере развития исследований в области трансплантации гемопоэтических стволовых клеток все больше негематопоэтических заболеваний, в дополнение к гематологическим, становятся показаниями для аутологичной и/или аллогенной трансплантации гемопоэтических стволовых клеток. Например, ауто-ГСКТ была разработана как перспективный метод лечения тяжелых аутоиммунных заболеваний после высокодозной иммуносупрессивной терапии и стала актуальной темой исследований в ревматологии; ауто-ГСКТ была принята в качестве предпочтительного варианта лечения рефрактерных аутоиммунных заболеваний как незлокачественных заболеваний. В отличие от поддерживающей роли, которую играет ауто-ГСКТ в лечении некоторых злокачественных солидных опухолей, Алло-ГСКТ может вызвать эффект «трансплантат против опухоли» (GVT); в последние годы Алло-ГСКТ применяется в лечении почечно-клеточной карциномы и опухолей желудочно-кишечного тракта (таких как рак желудка, печени, толстой кишки, поджелудочной железы и пищевода); исследования показали, что Алло-ГСКТ вызывает эффект GVT путем GVT-эффект, повышает терапевтическую эффективность опухолей средней и поздней стадии, улучшает качество выживания пациентов и продлевает время их выживания. Кроме того, все чаще признается, что Алло-ГСКТ можно использовать в качестве технической платформы для поддержки трансплантации других органов; после Алло-ГСКТ можно индуцировать образование химер донор-реципиент у реципиента, в результате чего у реципиента формируется пожизненная толерантность к донору; на этом этапе можно проводить трансплантацию других тканей или органов, снижая интенсивность возникающего иммунного отторжения. Затем может последовать пересадка других тканей или органов, что снижает интенсивность иммунного отторжения и, таким образом, увеличивает выживаемость пересаженного органа. Генная терапия — это процесс переноса экзогенного гена в клетку-мишень для коррекции или лечения заболевания путем его экспрессии в организме пациента. Она открывает большие перспективы в лечении моногенных генетических заболеваний, злокачественных опухолей, тяжелых иммунодефицитов и инфекционных заболеваний. Гемопоэтические стволовые клетки являются одной из идеальных клеток-мишеней для генной терапии, поскольку их легко получить, легко культивировать in vitro, легко имплантировать обратно пациенту и они выживают, а также обладают высокой способностью к самообновлению. Экзогенные гены переносятся в гемопоэтические стволовые клетки, собранные у пациентов, которые затем возвращаются к пациенту и экспрессируются в организме для лечения заболевания. Когда этот прорыв в генной терапии стволовых клеток будет достигнут, он окажет глубокое влияние на терапию заболеваний человека с помощью соматических клеток. На сегодняшний день гемопоэтические стволовые клетки используются в генной терапии дефицита аденозиндеаминазы, болезни Гоше, ВИЧ-инфекции и рака.