兒童造血幹細胞移植

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在過去的20年來,兒童造血幹細胞移植的治療策略與適應症(Indication)有極大的改變,藉由更多的幹細胞來源(骨髓、周邊與臍帶血)、較低毒性之移植前調理治療、更好的移植物宿主排斥反應預防策略與治療等,造血幹細胞移植的治療,擴展到了兒童癌症以及非癌症的疾病。

1958年,美國愛德華湯瑪斯博士(Dr.Edward Thomas)完成了人類史上第一宗骨髓幹細胞移植,當時接受移植的白血病患者,接受了自己同卵雙胞胎兄弟捐贈的骨髓幹細胞,病情旋即獲得緩解,證明了如果能取得免疫基因相符的造血幹細胞,末期白血病患就能獲得緩解,乃至復原的希望。自此,造血幹細胞的移植就不斷的進步。

所謂造血幹細胞移植,指的是將捐贈者的造血幹細胞,輸注到接受者的體內,當捐贈者與接受者屬於不同人時,我們稱之為「異體」幹細胞移植,而捐贈者與接受者屬於同一個人時,則稱之為「自體」幹細胞移植。

造血幹細胞的來源

造血幹細胞的來源可以由骨髓、周邊血液或臍帶血中取得,藉由測試接受者的人類白血球抗原(Human leukocyte antigen, HLA)可以尋找合適的捐贈者進行異體幹細胞移植,一般來說,臍帶血幹細胞移植至少會檢測6個HLA位點,而骨髓或周邊血幹細胞移植則會檢查8至10個HLA位點。

移植物宿主排斥反應(Graft versus Host Disease, GVHD),簡稱排斥反應,是造血幹細胞移植治療過程中,最嚴重也最困難處理的併發症,主要是因為捐贈者的淋巴球攻擊了接受者的其他組織與器官,引發的發炎反應。

而接受者的人類白血球抗原與捐贈者相符程度越高,則發生排斥反應的機會就越低。然而最新的「半吻合」移植利用新的排斥預防策略,可以有效的減少嚴重排斥反應的發生,甚至可以允許捐贈者與接受者僅有一半相符合的HLA來進行幹細胞移植。

異體幹細胞移植可以根據捐贈者與接受者間的親屬關係,再分為「全合親屬幹細胞移植」(通常來自於兄弟姊妹,很罕見於父母與子女)擁有完全相符合的HLA表現。「半吻合親屬幹細胞移植」(通常來自近親,例如父母),擁有一半符合的HLA表現。與「全合無親屬關係幹細胞移植」,其幹細胞來源除了來自捐贈者外,亦可以來自臍帶血。

移植前的調理治療

移植前的調理治療指的是幹細胞輸注前,接受者所接受的化學治療、免疫治療和╱或放射治療,其目的包括了消滅體內殘存的癌細胞,還包括抑制接受者的免疫系統,避免捐贈者的幹細胞在移植過程中被接受者的免疫系統給「拒絕」掉(捐贈者的幹細胞被原本接受者的免疫系統給消滅),導致移植失敗。

在異體幹細胞移植裡,由捐贈者幹細胞重新分化出來的造血系統會重建身體的免疫力,並攻擊殘存的癌細胞達到最終治癒癌症的目的。

然而在自體幹細胞移植的過程中,移植前的調理治療利用高劑量的化學治療或放射治療殺死癌細胞,是治療成功最重要的步驟,而之後輸注的自體幹細胞只是用來恢復被高劑量化療破壞的骨髓造血功能。

而所謂的完全骨髓抑制調理治療(Myeloablative conditioning)利用高劑量化學治療或放射治療使骨髓達到無法再生的程度,而減量骨髓抑制調理治療(Reduced intensity conditioning)則降低了化學治療與放射治療的劑量,來減少調理治療的毒性。

造血幹細胞的治療趨勢

過去20年,全世界有超過2,000宗以上的兒童造血幹細胞移植,而其中臍帶血是一個造血幹細胞主要的來源。

臍帶血是造血幹細胞主要的來源。

而減量骨髓抑制調理治療,最早是用在年紀超過65歲的老年人身上,因為他們身體狀況無法負荷高劑量的化學治療或放射治療,而如今減量骨髓抑制移植已經可以用在許多非癌症的疾病上,這些疾病不需要完全消滅接受者原本的造血系統,只要部分的捐贈者造血系統可以在接受者骨髓內恢復,即可達到治癒疾病的目的,例如嚴重先天免疫缺陷、嗜血性組織球增生症、先天性血紅素病變等。

藉由減低調理治療時的藥物劑量,即可減少幹細胞移植帶來的死亡風險、急性與慢性移植後併發症的發生與排斥反應。半合親屬幹細胞移植是目前歐美逐漸興起的幹細胞移植新選擇,尤其是對於在骨髓庫內找不到適合捐贈者的接受者來說,這是治癒惡性疾病的唯一選擇。而過去這樣的半合親屬幹細胞移植受到移植後嚴重排斥反應的影響,而有極高的死亡率。

然而新的技術藉由在幹細胞移植後,給予高劑量的免疫抑制藥物,即可有效的抑制移植後的排斥反應,並且減少了嚴重感染的發生,達到較高的移植成功率。

造血幹細胞移植在兒童惡性疾病的角色

異體幹細胞移植在兒童急性白血病的治療上,有極重要的角色,尤其是在復發高危險群的病童身上,在化學治療後給予幹細胞移植,幾乎是治癒高危險血癌的唯一方式。而在其他非高危險的兒童血癌,幹細胞移植同樣是復發後唯一的治癒方式。在其他惡性淋巴瘤疾病,若對傳統化療治療反應不佳,異體幹細胞移植同樣提供治癒的機會。

自體幹細胞移植則用在第四期神經母細胞瘤、無法完全切除的依汶氏肉瘤、與某些小於3歲的兒童惡性腦瘤,藉由調理治療時的高劑量化療殺死癌細胞,再藉由自體幹細胞移植恢復骨髓造血功能,來達到治癒癌症的目的。對於三歲以下的兒童惡性腦瘤,造血幹細胞移植可以避免幼兒時期接受腦部放射治療帶來的嚴重傷害,而達到治癒疾病的效果。

造血幹細胞移植在兒童非惡性疾病的角色

隨著移植後排斥與移植併發症的減少,異體移植用於兒童非惡性疾病的角色逐漸加重,這些非惡性疾病通常需要一輩子的治療或非常複雜的照顧,導致個人、家庭與社會極大的負擔,例如重型地中海貧血(Thalassemia)需要終身的輸血與排鐵治療,造血幹細胞移植為治癒重型地中海貧血的有效方式。

其他免疫系統缺陷疾病,例如嚴重合併免疫缺乏、X染色體慢性肉芽腫疾病與Wiskott-Aldrich Syndrome同樣可以使用造血幹細胞移植來治癒。再生不良性貧血同樣可以在接受傳統治療失敗後,選擇全合親屬或非親屬治療來達到治癒的效果。

除此之外,先天性遺傳代謝疾病,例如高雪氏症合併神經學侵犯早期與俗稱大理石寶寶的骨質石化症(Osteopetrosis),均可以選擇造血幹細胞移植來達到治癒,然而對於這些代謝性疾病的造血幹細胞移植時機必須要儘早,避免原來的疾病對器官造成無法挽回的傷害。

個案分享 – 自體臍帶血移植

台灣出生的張小妹妹在2歲多時,因肚子痛和發燒就醫後發現腹部有個腫瘤,經過仔細檢驗後,確定診斷為第四期的惡性神經母細胞癌,這時腫瘤不但達十多公分,且已有骨頭和骨髓的轉移。

張小妹妹非常幸運,在出生時,父母已將她的臍帶血保存,在接受化學治療、開刀切除和放射治療之後,她接受自存的臍帶血移植,而輸回的自存臍帶血也成功恢復造血功能。

她(張小妹妹)接受自存的臍帶血移植,而輸回的自存臍帶血也成功恢復造血功能。

目前張小妹妹已完成移植超過6年,持續追蹤也沒有發現癌細胞,活潑可愛的模樣,實在看不出她曾歷經重重的生死關卡。她的成功自體臍帶血移植治療,發表於著名科學引文索引(Science Citation Index,SCI)雜誌「Bone Marrow Transplantation」。

兒童嚴重疾病治癒的唯一機會

造血幹細胞移植無論在惡性腫瘤或非惡性疾病的重要性隨著越來越多的研究與證據支持,仍然是兒童許多嚴重疾病治癒的唯一機會。然而對於非惡性疾病,即早的造血幹細胞移植可以達到最好的預後。

臍帶血

臍帶血是在嬰兒出生後從臍帶內抽取的血液。臍帶血含有豐富的造血幹細胞,這些細胞與骨髓內的幹細胞類似,可用於治療多種血液科疾病。現時,臍帶血一般會先以冷凍技術保存,待日後使用。造血幹細胞是原始而且未分化的細胞,可以自我更生,並發展成各類血液細胞,包括白血球、紅血球和血小板。臍帶血對某些病人之言,可提供骨髓移植以外的另一有用選擇,因為臍帶血比較容易收集,亦可冷凍保存以供日後使用。臍帶血中的造血幹細胞可用於治療超過80種疾病包括血液科疾病,如白血病(血癌)等。

臍帶血在採集、運送、處理及儲存的過程中均有可能被污染或破壞,故應由受過政府監管。世界各地政府如英國,均已訂立相關的法規以監管行業發展,不幸地,香港現時沒有特定法例規管臍帶血儲存。

父母在決定是否儲存嬰兒臍帶血前,應了解臍帶血庫的全面情況,父母可參考<臍帶血家長指南基金>(The Parent’s Guide to Cord Blood Foundation)列出的7個關鍵考慮因素,分析血庫各方面之表現,選擇整體表現最好的臍帶血庫。

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資料來源 :

  • CMU Children’s Hospital
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