Allogeniczne przeszczepienie komórek krwiotwórczych (allo-HCT – allogeneic Hematopoietic Cell Transplantation) połączone z zastosowaniem wysoko dawkowanej chemio-radioterapii po raz pierwszy zostało przeprowadzone przez Thomasa et al. w 1957 r. w celu leczenia chorego na białaczkę w zaawansowanym stadium choroby (1). U podłoża zastosowanej wówczas koncepcji leczenia leżały wcześniejsze obserwacje zgromadzone podczas II wojny światowej, dotyczące niszczącego działania promieniowania na funkcję szpiku kostnego, jak też późniejsze badania przeprowadzone w latach 50. XX wieku, które wykazały, że dzięki przeszczepieniu komórek szpiku u napromienionych zwierząt możliwe jest zapobieganie nieodwracalnej pancytopenii. Odkrycie układu zgodności tkankowej (HLA – Human Leukocyte Antigen) umożliwiło właściwy dobór dawców i biorców, co przyczyniło się do obserwowanego od 1968 r. znaczącego wydłużenia czasu przeżycia chorych po przeszczepieniu (2). Na uzyskaną poprawę wyników niewątpliwy wpływ miały również inne czynniki: wykonywanie przeszczepień w fazie remisji schorzenia, stosowanie profilaktycznego leczenia choroby przeszczep-przeciw-gospodarzowi, udoskonalenie leczenia wspomagającego. Obecnie na świecie wykonuje się rocznie > 25 tys. allo-HCT.

Głównym wskazaniem do allo-HCT jest ostra białaczka szpikowa (AML – Acute Myeloblastic Leukemia) i ostra białaczka limfoblastyczna (ALL – Acute Lymphoblastic Leukemia). W ostrej białaczce limfoblastycznej wysokiego ryzyka oraz w ostrej białaczce szpikowej w przypadku braku korzystnych rokowniczo zmian genetycznych allo-HCT jest wskazane w pierwszej remisji (CR 1). Przeszczepienie w innych stadiach choroby wiąże się z większym ryzykiem wystąpienia wznowy choroby zasadniczej, jak również powikłań okołotransplantacyjnych.

Pomimo wprowadzenia 10 lat temu do leczenia przewlekłej białaczki szpikowej (CML – Chronic Myelogenous Leukemia) inhibitorów kinazy tyrozyny, allo-HCT nadal pozostaje jedynym sposobem jej leczenia, umożliwiającym pełne wyleczenie. Przeszczepienie standardowo jest oferowane chorym z CML, u których leczenie inhibitorami kinazy tyrozyny okazało się nieskuteczne, przeważnie wcześniej kwalifikowani do niego są chorzy w młodszym wieku. Inne wskazania do allo-HCT to zespoły mielodysplastyczne (MDS – Myelodysplastic Syndrome), przewlekła białaczka limfocytowa (CLL – Chronic Lymphocytic Leukemia) wysokiego ryzyka, wybrani chorzy z chłoniakami wysokiego ryzyka, chorzy ze zwłóknieniem szpiku i innymi nowotworami mieloproliferacyjnymi o niekorzystnym rokowaniu. Zachęcające są wyniki leczenia z wykorzystaniem allo-HCT w szpiczaku plazmocytowym. Allo-HCT ze zredukowanym kondycjonowaniem po wcześniejszym przeszczepieniu autologicznym stanowi interesującą alternatywę u chorych ze szpiczakiem plazmocytowym, u których tradycyjnie wykonuje się pojedyncze lub tandemowe przeszczepienia autologiczne (3). Allo-HCT wykonuje się standardowo również w nienowotworowych chorobach układu krwiotwórczego, takich jak postać ciężka niedokrwistości aplastycznej (SAA – Severe Aplastic Anemia), nocna napadowa hemoglobinuria (PNH – Paroxysmal Nocturnal Hemoglobinuria) i hemoglobinopatie. W niektórych rzadkich przypadkach wrodzonych defektów metabolicznych przeszczepienie komórek macierzystych dawcy allogenicznego może przywrócić produkcję niedoborowego enzymu i dzięki temu zlikwidować chorobę (4).

Optymalnym dawcą jest rodzeństwo posiadające dwa identyczne z biorcą haplotypy HLA. Przeszczepienie syngeniczne, czyli od bliźniaka jednojajowego, najbezpieczniejsze z punktu widzenia immunologicznego, wiąże się jednak ze zwiększeniem ryzyka wznowy choroby, wynikającym z braku oddziaływania immunologicznego pomiędzy komórkami dawcy a biorcą (5).

Prawdopodobieństwo posiadania przez określonego chorego zgodnego dawcy wśród rodzeństwa określane jest wzorem 1 – (0,75)ⁿ, gdzie n oznacza liczbę rodzeństwa. W rzadkich przypadkach, gdy nie ma zgodnego rodzeństwa, udaje się znaleźć innych dawców rodzinnych lub wykonuje się allo-HCT, akceptując częściową niezgodność. Obserwowany spadek dzietności małżeństw powoduje, że dla coraz większego odsetka chorych nie znajduje się zgodnego dawcy rodzinnego.

Wykonuje się u nich przeszczepienia od dawcy niespokrewnionego. W ostatnim dwudziestoleciu liczba takich przeszczepień znamiennie wzrosła (6). Stało się to możliwe dzięki dynamicznemu rozwojowi rejestrów dawców niespokrewnionych, w których liczba zarejestrowanych dawców w 2010 r. przekroczyła 15 milionów.

Najbardziej pożądany z wielu powodów (m.in. kwestii bezpieczeństwa dawcy, przejrzystości procedur i rachunku ekonomicznego) jest rozwój rejestrów krajowych, które zgodnie z rekomendacjami Światowego Stowarzyszenia Dawców Szpiku (WMDA – World Marrow Donor Association) powinny utrzymywać kontrolę i nadzór nad rekrutacją dawców. Szansa na znalezienie zgodnego dawcy zależy od częstości występowania haplotypów HLA chorego w całej populacji oraz od rasy chorego – większość dawców zrekrutowanych w światowych rejestrach należy do rasy kaukaskiej. Czynione są wysiłki, zwłaszcza w USA, zmierzające do rekrutacji większej liczby dawców innych ras.

Fenotypowy dobór HLA polegający na badaniu antygenów HLA za pomocą odpowiednich surowic został zastąpiony dokładniejszymi badaniami metodami biologii molekularnej, umożliwiającymi dokładne określanie alleli HLA.

Kwestia dopuszczalności niezgodności HLA u chorych, którzy nie znajdują w pełni zgodnego dawcy nie została jeszcze ostatecznie rozstrzygnięta. Wraz z rosnącą liczbą obserwacji pojawiają się zalecenia dotyczące doboru nie tylko w HLA- A, B i DR, ale również w C, DQ i nawet DP. Wiele ośrodków dąży do przeszczepiania chorych wyłącznie od dawców w pełni zgodnych w 10/10 alleli HLA-A, B, C, DR i DQ. Udoskonalone metody typizacji umożliwiające dokładniejszy dobór dawcy wpłynęły na poprawę wyników allo-HCT od dawców niespokrewnionych, które zbliżyły się do wyników allo-HCT od rodzeństwa (7). Wykonanie procedury allo-HCT od dawcy niespokrewnionego jest poprzedzone czasochłonnym nieraz poszukiwaniem dawcy, ważne jest więc staranne zaplanowanie przeszczepienia z odpowiednim wyprzedzeniem.

Głównym źródłem komórek do przeszczepienia był przez wiele lat szpik kostny aspirowany w znieczuleniu ogólnym z talerza biodrowego. Szpik kostny oprócz krwiotwórczych komórek macierzystych zawiera również mezenchymalne komórki macierzyste – multipotencjalne komórki nie będące komórkami krwiotwórczymi, które mają potencjał do różnicowania się in vitro i in vivo do różnych tkanek mezenchymalnych, takich jak kość, chrząstka, tkanka tłuszczowa, ścięgna i macierz szpiku kostnego. Mezenchymalne komórki macierzyste mogą zmniejszać alloreaktywność, hamować proliferację limfocytów T i wywierać działanie immunosupresyjne, co wykazano obserwując zahamowanie ostrej choroby przeszczep – przeciw – gospodarzowi (GVHD – Graft Versus Host Disease) po infuzji haploidentycznych mezenchymalnych komórek macierzystych.

W latach 90. XX wieku komórki uzyskiwane na drodze aferezy z krwi obwodowej po ich uprzedniej stymulacji granulocytowym czynnikiem wzrostu całkowicie wyparły aspirację szpiku kostnego w przeszczepieniach autologicznych. Podobny trend na początku XXI wieku występował w przeszczepieniach allogenicznych. Pobór komórek z krwi obwodowej umożliwia kolekcję większej liczby komórek jądrzastych, komórek CD34, limfocytów CD3 i komórek NK w porównaniu z pobieraniem ich ze szpiku; umożliwia też szybszą regenerację granulocytów i płytek. Dzięki temu uzyskuje się zmniejszenie ryzyka zakażeń oraz redukcję zapotrzebowania na przetoczenia preparatów krwiopochodnych.

Początkowo, z obawy o występowanie ostrej GVHD, allogeniczne przeszczepienie krwiotwórczych komórek macierzystych z krwi obwodowej (PBSCT – Peripheral Blood Stem Cell Transplantation) stosowano wyłącznie w przeszczepieniach rodzinnych, jednak jak wykazano w szeregu badań częstość występowania ostrej GVHD jest podobna jak po przeszczepieniu szpiku, pomimo dużej liczby limfocytów T w przeszczepianym materiale. W związku z tym allogeniczne PBSCT jest z powodzeniem stosowane również w przeszczepieniach allogenicznych od dawców niespokrewnionych. Większa jest jednak wówczas częstość występowania przewlekłej GVHD, dlatego też allogeniczne PBSCT stosuje się rzadziej u chorych na choroby pozanowotworowe, którzy nie odnoszą korzyści z efektu przeszczep-przeciw-białaczce (GVL – Graft Versus Leukemia), związanego z przewlekłą GVHD (8).

Ważne źródło krwiotwórczych komórek macierzystych dla allo-HCT stanowi krew pępowinowa (CB – cord blood), zazwyczaj przeznaczona do utylizacji. W wielu krajach działają banki zamrożonych jednostek CB, w których obecnie znajduje się prawie 0,5 mln jednostek gotowych do przeszczepienia. Korzyścią z zastosowania CB jest natychmiastowa dostępność i obniżone ryzyko GVHD, związane ze względnym niedoborem dojrzałych limfocytów T. Dlatego w przeszczepieniach CB dopuszczalny jest większy poziom niezgodności HLA między dawcą a biorcą niż w przeszczepieniach tradycyjnych. Niekorzystne jest natomiast częstsze występowanie braku wszczepu oraz wolniejsza regeneracja odpowiedzialna za większe ryzyko infekcji. Liczba potrzebnych komórek jądrzastych i komórek CD34+ przeliczona na kilogram masy ciała biorcy jest niższa o około jeden logarytm w porównaniu ze szpikiem kostnym. Szereg badań wskazuje na znaczenie dużej liczby komórek CB, w związku z tym rekomenduje się przeszczepienie ponad 2 × 10⁷ komórek jądrzastych na kilogram masy ciała biorcy. Stanowi to ograniczenie w zastosowaniu CB u dorosłych, gdyż objętość CB i całkowita liczba komórek są przeważnie niewielkie. Aby problem ten pokonać, stosuje się z powodzeniem jednoczasowe przeszczepienie dwóch jednostek CB (9, 10). Nie weszła natomiast do szerszej praktyki ekspansja in vitro mająca na celu zwiększenie liczby komórek CB. Z powodu ograniczeń związanych z niewielką liczbą komórek krwi pępowinowej, najczęściej jest wykorzystywana jako źródło komórek w przeszczepieniach u dzieci.

Leczenie przygotowujące stosowane przed przeszczepieniem (tzw. leczenie kondycjonujące) ma na celu eradykację resztek choroby i osłabienie układu immunologicznego biorcy, w celu umożliwienia przyjęcia przeszczepu od dawcy. Z leczeniem tym związane jest istotne działanie toksyczne, którego całkowite wyeliminowanie okazało się dotychczas niemożliwe.