单采治疗技术的现状及运用
2019-02-21谢秀巧黄远帅
谢秀巧,黄远帅
(西南医科大学附属医院输血科,四川泸州646000)
自20世纪60年代以来,临床上一直在使用细胞单采术,工程师George T.Judson与美国国家癌症研究所的Emil Freireich密切合作协作开发了第一台自动细胞分离器,首次实现将白细胞从静脉血中分离出来,同时将所有其他细胞成分和血浆返还给捐献者[1]。这项突破性的技术为未来50年单采术的发展奠定了基础,如今单采术已经成为越来越多的疾病的主要或辅助治疗方法。它可实现特定血液成分的去除,包括:白细胞分离(白细胞去除/收集)、血小板分离(血小板去除/收集)、红细胞分离(红细胞收集)、血浆分离(血浆收集)和造血干细胞(HSC)收集;也可实现血液成分的置换:红细胞[红细胞置换(RCE)]和血浆[治疗性血浆置换(TPE)]。
由于绝大多数关于单采术的文献记载的是离心式血细胞分离机,而不是那些膜滤式血细胞分离机,因此本篇综述将重点介绍离心式血细胞分离机的现有数据。单采治疗技术利用离心力,根据每个血液成分的密度差异,将血液分离。随着血细胞分离机分类越来越精细,使用范围越来越广,甚至已扩展到血液收集中心,单采血液捐献在血液捐献中所占比例也越来越大;由单采血小板收集的单供体血小板(SDP)就来自单采捐献,目前它在美国所收集的血小板单位中所占的比例最大。
为了使读者了解新的单采技术带来的变化,本综述将独立讨论每一种血细胞分离机,以便于工作人员在使用相关仪器的过程中,能检索出与该仪器有关的可用数据。
1 治疗性血浆置换(therapeuticplasmaexchange,TPE)
在目前实施的所有单采技术中,TPE可用于治疗多种临床疾病,应用最为广泛。TPE的应用改变了许多疾病的治疗方式,它能够显著降低像血栓性血小板减少性紫癜这样以前死亡率较高的疾病的死亡率和发生率。每隔几年,美国血细胞分离协会(American Society for Apheresis,ASFA)就会根据最新的临床和科学证据发布详细的指南,来指导TPE的正确使用,在指南中,适应症被分为Ⅰ到Ⅳ类,在第Ⅰ类中,单采术是首选治疗法,而在第Ⅳ类中,单采技术被证明在疾病治疗中没有益处。以下为ASFA中关于单采术的指南:
Ⅰ类:治疗性单采术是标准的治疗程序(原始治疗或首选治疗),但不是强制性的(基于良好设计的随机对照试验或者大量没有争论的文献资料);Ⅱ类:治疗性单采术被广泛接受,作为支持性的或辅助性的治疗(随机对照研究仅对此部分疾病有效,或者是病例数量有限不足以证明有效性)。Ⅲ类:现有证据不足以证实治疗性单采术的有效性或表明风险/收益比,对照试验结果不一致或非对照研究数量太少不能得出肯定的结论,它可作为常规治疗无效时的补救措施或是临床研究。Ⅳ类:对照研究显示无益处或是非对照研究结论有争议,它不被推荐,只能用于被批准的临床研究。
此外,当新的临床证据出现时,ASFA将及时修订TPE和单采术的使用指征和指南。
在单采术中,术语是重要的,必须强调的是,血浆置换治疗程序的恰当术语不是血浆去除,因为单采术的目标是血浆置换,即去除病人的血浆并用血浆、血浆和白蛋白的组合或者单独用白蛋白来代替,而不单单指去除血浆(如:血浆捐献),所以应该使用更具描述性的术语--治疗性血浆置换。大多数情况下,TPE适用于那些由抗体介导的疾病,清除这些致病抗体对于改善疾病的症状和减少与这些抗体相关的临床并发症至关重要。患者对TPE耐受性良好,不良事件大多是轻微的,更常见的不良反应多继发于置换液(血浆)、抗凝剂(抗凝剂过敏)的使用以及液体转移(低血容量综合征)[2]等。
此外,文献中所记载的关于TPE的更严重的不良事件差别很大,但其多与血浆部分或单独作为替代液体使用时相关[3]。
衡量血细胞分离机的效率时,不应只考虑机器去除给定血液/细胞成分的效果,同时也应考虑完成单采程序时所需的最短时间,以避免因运行时间长而引发一些已知的,潜在的并发症。较长的运行程序可能会导致血小板和红细胞(RBCs)在TPE过程中流失到血浆中,从而增加贫血和/或血小板减少的可能性,尤其是对于需要多次进行TPE治疗而持续使用程序的患者来说,同时还应注意抗凝剂中所含的柠檬酸盐,因为它会与患者血液中的钙离子及镁离子结合,导致患者损失更多的钙和镁。
在过去的35年里,一种连续的血细胞分离器--COBE光谱(Terumo BCT,Lakewood,CO)一直是细胞单采术的主力。它由一个微处理器控制,在这个微处理器中抗凝血液会进入离心机,红细胞被分离到离心带的外面,血浆在离心带中间,离心带另外两层则是含有白细胞和血小板的白血球层[4]。
COBE可以实现所有的血细胞分离,但主要用于执行TPE。当它在20世纪80年代被推出时,这种自动化的血细胞分离机改变了临床实践,并使需要TPE治疗的患者更容易进行TPE。COBE的一个直接优势是其结果具有高重复性,与其他早期TPE血细胞分离机相比,COBE的细胞污染较少。
多年来,COBE经历了几次更新,在治疗了无数患者的过程中证明了自身价值。而却在其制造商宣布停止使用这个机器,包括停止使用它的血细胞分离机套件后,最终退出了单采技术的舞台。以至于全球各地都在积极寻找可以取代旧机器的新血细胞分离机。在过去的10~15年里,旨在取代COBE的血液分离器开始出现,人们随之完成对新机器的性能测试和安全试验。
早期和COBE进行性能比较的是Fresenius AS104(德国巴德霍姆斯堡的Fresenius Kabi),该血细胞分离机可以在使用的抗凝剂含量(<200 mL)较低时,通过处理较少体积(2 L)的血液来高效地进行TPE[5]。AS104有一个COBE没有的血浆/细胞界面监视器。然而,这个平台也成为了现代化和技术改进的牺牲品,因为更新的平台已经取代了它,稍后将对此进行讨论。
随着技术的进步,通过比较不同制造商的新单采平台可发现,其中一些平台已经比COBE更好。其中Spectra Optia(Terumo BCT),便可作为COBE的替代品。它是一种连续流离心机,在过去10年里一直被用于进行TPE,而能像之前的COBE一样,在离心带上,将血浆与细胞成分分离,血浆和细胞部分之间的界限由自动化接口管理(AIM)程序来维持。与COBE相比,这种新机器具有更高的血浆去除效率。相比COBE,Optia在置换过程中血小板损失减少了3倍,血液量减少了约500 mL,体外循环体积减少了100 mL[6]。然而,法国的一项类似研究表明,Optia的效率与COBE没有什么不同,两个平台在置换过程中的血小板损失相似,只是新血细胞分离机的纤维蛋白原在术后丢失更少[7]。
在应用TPE置换1~1.5个单位血浆量(PV)时,Optia和来自Fresenius Kabi公司同样也是连续式分离器的新血细胞分离机-Fenwal Amicus血细胞分离机,均比COBE具有更高的血浆容量去除效率,Optia和Amicus的效率相似(分别为79.8±8.2和82.9±5.8),均明显高于COBE(70.4 ± 8.2)。Optia与Amicus相比,需要的钙镁替代物更少。另外,一项非盲随机试验也显示,Amicus比COBE表现好,与之前的研究不同的是该试验没有将Amicus与替代COBE的Optia进行比较[8]。这一实验得出的结果虽然有趣,但实际用处不大,因为研究的目的是将有可能取代旧平台的机器之间进行比较,以便寻求取代COBE的新血细胞分离机。此外,在这项研究中,10%的Amicus的程序由于机器故障而提前停止,导致大量的细胞污染以及血小板流失到废弃血浆容器中。
多组分血细胞分离机(MCS+)(Haemonetics Corp.Braintree,MA)是一种紧凑的桌面间断式离心机,单针头(通道),它的每一项性能都不如Optia[9]。MCS+处理1 PV需要80 min,丢失的血小板是Optia的5倍,并且其血浆提取率比Optia更低。这些差异可能是Optia更高的血浆提取率,和使用双针头(通道)的原因引起的[9]。因此,可以肯定地说,更大的连续式血细胞分离机可成为COBE的替代品。
2 造血干细胞(HSC)收集
单采设备的使用使得干细胞移植在过去二十年显著增多。从接受化疗或不接受化疗的受粒细胞集落刺激因子动员的患者中收集HSC是现在移植中常见的方式。使用血细胞分离机收集HSC是相对安全的,但也有严重不良事件的相关报道。尽管技术已经成熟,但是适当的准备可以尽可能地减少自体和异体HSC收集过程中潜在的不良事件的发生。这意味着从受粒细胞集落刺激因子刺激到收集的这段时间对采集HSC的成功至关重要,特别是当使用额外且昂贵的动员剂(如Mozobil)时,需要对这些因素进行所有相关实验室变量的全面评估,因为这些变量可能会影响正在接受收集的对象的稳定性。
单采系统的设计并不一定能满足所有患者的需求,尤其是儿科患者。儿科收集不同于成人收集,因为儿科患者对过高的体外血容量(extracorporeal volume,ECV)的耐受性较低,理想状况下,取儿科患者的肘前静脉进行穿刺作为采血端,对侧使用稍大针头穿刺作为回输端。然而,幼儿的外周静脉常无法实现上述操作。大多数情况下需要建立中心静脉通路,即在中央静脉内放置特殊装置[10]。
由于采集程序要求患者保持几个小时的镇静状态,会带给患者焦虑情绪,因此需要对患者进行麻醉镇静。特别是对于那些年龄越小,血容量越少,对抗凝剂越敏感的儿科患者。儿童对电解质和液体转移的耐受性较低,对血管内血容量(intravascular volume,IV)改变敏感[10]。其液体转移的反应能力受到血液动力学限制,血容量不足或负荷过重都会导致血流学动力学改变,从而引发不良反应[10]。因此对于大多数儿科患者来说,强调镇静是必要的。由于COBE体外血容量小,且采用连续流动式分离和双针采集,因此其在儿科患者中被使用了多年,即使对于年龄较小和/或需要较长手术时间的患者,也相对较安全,且并发症较少。
为了减少不良事件的发生,增加儿科患者的收集成功率,需要在手术前进行积极的准备,以控制当天可能影响患者/捐赠者收集的潜在变量。在年龄较小的儿童中,进行收集时有必要减慢血液进入单采回路的入口速度,然而这可能会使收集过程延长[10]。使用COBE和使用CS-3000 Plus(Fresenius Kabi)分别对小于20 Kg的儿童患者进行HSC采集的结果表明,两者都高效、安全地收集了足够数量的用于移植的细胞(75%),即使在一个循环中需处理更多的血液量[11]。不良事件容易发生在年龄较大的儿童患者身上,其严重程度从中度(54.5%)到重度(27.3%)不等。不良事件可分为三大类:柠檬酸盐抗凝引起的低钙血症、静脉通路的问题以及年龄小的病人的收集上存在的固有技术问题[29]。需要强调的是,不良事件更常见于需要使用多种不同程序来收集所需目标剂量的HSC患者中[12]。
COBE的间歇手动界面依赖操作人员根据收集产品的需要,通过比色表来设置所需的收集参数。另外,COBE附带一个单个核细胞(MNC)程序(手动)和一个自动程序(自动),两者收集HSC的产品体积及HSC产品中所含CD34+细胞含量相差不大。然而,两个程序的运行时间不同,自动程序运行时间更长,而MNC程序则能收集更多的白细胞和单个核细胞,同时损失的血小板也更多。收集过程中,操作员需要持续控制COBE,通过细胞界面观察吸嘴状态,连续跟踪收集状态,并适时调节等离子体泵的流速。因为在缺乏实时收集数据的情况下,即使机器能有效地收集HSC,但血流的轻微变化即可导致采集界面位置的变化,所以要求操作人员必须进行实时调整[13]。
Optia则通过其AIM系统解决了COBE不能进行实时监控的问题,该血细胞分离机拥有可连续监控界面,便于分析和调整,以进行更高效的HSC采集。Optia收集的HSC产品红细胞污染明显减少,适合要求收集的HSC产品中所含红细胞含量尽可能少的ABO血型不合的移植患者;然而,使用Optia收集到的产品中混有更多粒细胞。更重要的是,使用Optia和COBE连续几天对患者进行HSC收集所获得的结果显示,Optia和COBE的收集能力相当。此外,COBE与Optia MNC具有相似的CD34+收集效率,收集的HSC产品中的血小板含量没有差异。另外有数据表明,COBE-MNC和Optia MNC处理的血液量相似,HSC的产量也相似[4]。然而,该报告并未阐明每个收集的处理时间以及干细胞产品中血小板和红细胞的污染数量。
据报道,使用Optia-MNC和COBE-MNC处理相同总血容量(3BV)的未经刺激的淋巴细胞供体时,Optia-MNC所需时间更长(时长增加了10%),但收集所得的产品体积更小,红细胞污染更低[14]。Optia-MNC可以高效地从动员或未动员的HSC供体中收集得到足量的CD34+细胞,并能根据不同的动员方案收集相应数量的粒细胞。在每个收集循环中,Optia-MNC根据血细胞密度不同将血液各成分分离,白血球层被分离沉积在中间收集室后开始收集,一旦达到指示溢出的水平,就触发光学传感器,将其内容清空到收集袋中[15]。然而,Optia-MNC与COBE的相似性可能在某种程度上取决于收集产品偏好,这源于收集颜色较深(红细胞含量较高)的产品中HSC含量较高,但收集袋中的血小板损失较高。当然,改变收集参数也有缺点,即收集袋中可能有更大的收集量,这并不总是满足需要的,尤其是对年龄较小的患者而言。为了能更容易处理和冷冻保存产品,收集的产品体积很重要,体积较大的产品在保存前需去除血浆,目的不仅是在于减少所需冷冻介质的量,也在于最大限度地减少小儿科患者不耐受的多余血浆。
尽管Optia与COBE相比,体外血容量(extracorporeal volume,ECV)较低,理论上更适合用于儿童收集,但由于该血细胞分离机并非是为体重低于25 Kg的儿童设计的,因此使用时要注意。一项关于体重不到20 Kg儿童患者的MNC收集的研究表明,Optia-MNC收集效率与COBE相似,产品中血小板损失更少且红细胞污染更低,然而它们均是在更长的程序中才做到这一点的[16]。这些更长的程序可能导致更多的血小板丢失,尤其是对于刚开始收集时血小板计数就可能低于正常范围,需连续使用COBE-MNC和Optia-MNC进行收集的患者而言。尽管程序运行时间可能更长,且Optia-MNC收集的HSC产品量较低,但与它的前身COBE相比,Optia-MNC更少出现并发症,因此,它适用于儿科患者的收集[16]。在收集时,对低体重儿科患者进行常规血液预充会有边缘效应,因为刚开始收集到的15~20 mL血液中没有CD34+细胞,但边缘效应对于细胞总数的收集来说可能不明显[16]。使用Optia对有实体肿瘤,需要较高HSC产量的儿童进行单采的效果良好,没有明显的不同于以往的不良事件发生[17]。在应用上,Optia-MNC较COBE损失的钙和镁更少,可能是由于处理的总血容量较少,所以抗凝剂使用量也较少的原因。
如前所述,收集持续时间与白血球层自动控制界面直接相关,该控制界面使用Optia-MNC软件将离心与收集过程中的间歇性HSC收集结合在一起,因此收集不连续。COM.TEC(Fresenius Kabi)则是一种连续式血流系统,该血细胞分离机在预先设置好的分离周期结束时,可将HSC收集到储蓄室中[18]。该血细胞分离机与Optia-MNC和COBE所收集的HSC产品相比,虽然CD34+细胞含量变化不大,但收集的过程延长。令人意外的是,虽然Optia有时收集的产品体积比COBE收集的产品体积大,但他们所收集的产品均比COM.TEC(Fresenius Kabi)含有更多的CD34+细胞,且Optia能更高效地收集CD34+细胞含量较少(<60×109/L)的供体,因此Optia适用于那些HSC动员效果差的患者。
Amicus血细胞分离机也能收集HSC。使用Amicus比使用COBE进行异体HSC收集所损失的血小板更少,HSC产品浓度更高,但同时产品的红细胞污染也更严重,并有多达8%的患者出现由于柠檬酸盐抗凝剂引起的低钙血症[19]。比较分别用两个平台进行自体HSC收集的结果发现,COBE处理的血液量更大,产品中单核细胞含量更高,血小板损失也更多,但两个血细胞分离机收集的CD34+细胞和淋巴细胞数量相似。相反地,另有研究发现,Amicus程序与COBE-auto程序相比,收集的单个核细胞和CD34+细胞更多,效率较高,血小板损失更少;然而,它较COBE-auto在处理相同数量的血液量时,过程所需时间大大延长[20]。Amicus与COBE-MNC相比,也有类似的结果。尽管如此,对于开始进行HSC收集前,血小板计数较低的患者,选择Amicus可能更好。
当将COBE和Amicus与COM.TEC比较时,可发现使用Amicus血细胞分离机进行收集得到的产品中红细胞和白细胞污染更高,而使用COBE进行收集得到的产品,血小板污染更高;然而,使用Amicus与使用COBE和COM.TEC分别进行HSC采集的结果相比可发现,Amicus得到的产品中衍生物的体积较小,可部分归因于其较低的流速[21]。同时有研究比较了COBE-MNC程序和CS-3000 Plus(早期版本的Amicus)程序,结果发现,COBE收集的CD34+细胞是CS-3000 Plus所收集的两倍多,收集效率显著提高[22]。另一份研究将使用COBE-auto与使用Amicus和MCS+进行比较,结果显示,使用COBE-auto获得的产品中白细胞计数更高、CD34+含量更高,尽管血小板损失也更大,但平均处理量更大,与间断式MCS+相配合时更明显[23]。尽管是旧的单采平台,但在报告中它还是达到或超过了COBE预期。
比较使用Amicus和CS-3000Plus进行收集的结果表明,两个系统收集的CD34+细胞数量相似,但Amius的收集效率更高,所收集的产品血小板丢失减少了35%,并且收集的细胞具有与CS-3000 Plus有相似的移植潜力。有趣的是,另一份报告显示,Amicus收集的HSC产品的CD34+含量是CS-3000 plus的2倍,但与之前一样,污染血小板的数量显著减少,唯一需要注意的是,白细胞计数越高,机器效率越低。同样,使用COBE-MNC比使用CS-3000 Plus进行收集所需的时间更短,处理的血液量更大,效率更高(COBE-MNC:15 L/178min/次;CS-3000 Plus:10 L/185min/次)[24]。COBE 和 CS-3000 Plus都是连续式离心系统,二者的每一项性能都比间断式系统MCS3P(Haemonetics)优越得多,MCS3P(Haemonetics)的唯一的优势是其采用单静脉血管通路[24]。
一些研究表明Optia-MNC性能虽好,但并没有达到对于新单采平台的预期,并导致更长时间的治疗过程和更大的血小板损失。因此引入了新的Optia-continuous(C)MNC程序包来解决这些问题。Optia-CMNC系列有旧的COBE-MNC程序在提高自动化设置方面的一些优势,产量更好,且该程序收集时的离心力较低,在收集过程中,操作员可以根据需要在每个时间点进行调整。分析Optia-CMNC的收集结果可知,Optia-CMNC的效率更高,能通过计算收集前的CD34+细胞数目,收集足够浓度的CD34+细胞,得到的产品体积更小,血小板损失约30%。使用Optia-CMNC和COBE-MNC对经粒细胞集落刺激因子(G-CSF)动员的供体进行HSC收集,比较结果发现,Optia-CMNC的效率明显更高,产生的CD34+细胞更多,两者红细胞污染量虽然相差不大,但Optia-CMNC收集的产品中所含污染血小板和粒细胞数量更少。已有报告称,对15 Kg以下儿童使用Optia-CMNC进行HSC收集是安全的。这些可观的结果为解决以前研究MNC程序时所发现的大部分问题带来了希望[25]。
一项关于MNC和CMNC的回顾性研究发现Optia MNC程序如前所述,能够自动检测和维持白血球层,引导其通过中间收集腔,白细胞被收集在此腔,而血小板被分离并回输到患者体内。随着血浆间歇地流过中间收集腔,细胞被不断地沉积到收集袋中(此步骤也可根据需要手动完成)。而CMNC程序没有中间收集腔,白血球层被连续冲洗到收集袋中。总体而言,使用这两种Optia程序来进行收集,收集效率没有差异,收集的HSC数量也相差不大,只是CMNC程序有少量的红细胞丢失。该研究的主要局限是没有说明两个Optia程序的运行时间,因为有其他报告称MNC程序运行时间更久[26]。
研究分别使用两个Optia程序采集未动员的淋巴细胞供体发现,CMNC系统花费更短的时间收集了更多的淋巴细胞(20 min,用时更短),效率更高,唯一的不足是当操作人员去除最终产品中的细胞组分时,会有更多的血小板污染。同样,另一份关于两个Optia程序的研究报告显示,MNC程序收集用时更长,需要处理更多的血液才能达到目标细胞量,产品体积更大;值得注意的是,一旦减小离心力,CMNC程序比MNC程序有更高的性能,更少的血小板污染[27]。
此外,在大容量HSC收集中设置的多个变量中,可发现Optia CMNC程序和COBE程序所设置的参数差不多,只不过Optia CMNC程序收集的产品中红细胞压积较低。总的来说,这些结果说明新的血细胞分离机可取代COBE进行HSC采集。
3 白细胞单采术
这个程序是为出现白细胞增多症,以及出现白细胞淤滞和白细胞粘滞性过高相关症状的患者准备的。由于出现这种综合征的患者数量很少,因此还没有任何正式的临床试验比较过白细胞单采术(去除术)和其他疗法的效果。所以大多数治疗都是经验性的,目的是减轻白细胞负荷,从而避免化疗后出现肿瘤溶解综合症,同时缓解与白细胞淤滞相关的症状。矛盾的是,虽然一些研究表明这种方法可降低早期的死亡率[28],但另有研究表明,这种方法对疾病的最终结局或有症状患者的长期生存没有任何效果。更重要的是,有数据表明即使在不实施白细胞单采术的情况下,早期就开始化疗,疾病的预后更好。另外,对于淋巴细胞白血病,采用白细胞单采术可缓解患者肝脾肿大的症状,但和标准疗法相比并无显著临床效果。对于急性淋巴细胞白血病,目前临床上采取的标准疗法包括化学药物治疗和造血干细胞移植。对于急性淋巴细胞白血病患者而言,即使体内细胞计数>100×109/L,其白细胞淤滞和肿瘤细胞溶解综合征也不常见,因此,白细胞单采术的Ⅰ类适应证不包括急性淋巴细胞白血病。
多年来,使用COBE血细胞分离机进行白细胞单采,效果良好,可达到50%或更多的恶性未成熟细胞去除率。自从宣布停止使用COBE,Optia血细胞分离机一直替代COBE进行白细胞单采;然而,至今美国食品和药物管理局尚未批准将Optia或任何其他血细胞分离机用于白细胞单采。尽管困难重重,欧洲仍有关于将Optia用于白细胞单采的有效性的报告[29]。在这些研究中,Optia血细胞分离机减少未成熟细胞所占的比例类似于其前身COBE,每次操作中血小板损失也与COBE相似(30%)[30]。Optia可通过它的CMNC系统来分离白细胞,因为它的MNC系统,中间收集腔的低容积对于分离白细胞来说不是最佳的。未来还需要进一步的研究来证明这种新血细胞分离机在降低白细胞含量方面的有效性,但迄今公布的研究结果是支持性的。
4 粒细胞单采术
粒细胞输注多年来引起了很多争论,能证明粒细胞输注能延长患者存活时间的资料有限,并且粒细胞制品保存期短。粒细胞用于治疗中性粒细胞减少患者或粒细胞功能障碍患者,以及对抗菌治疗反应有限的细菌和真菌感染。为了动员供体,患者在单采术前一天被给予粒细胞集落刺激因子和/或地塞米松[30-31]。由于红细胞和嗜中性粒细胞会共同沉淀,导致分离有难度,在收集过程中,可以给供体使用羟乙基淀粉(HES),以促进这两种细胞类型的分离,从而诱导红细胞叠连,以便收集到红细胞污染较少的嗜中性粒细胞[31]。
COBE-MNC系统可结合分叶核(PMN)细胞软件一起使用,从而有效地进行粒细胞分离。Optia IDL(采用不同的填充剂、管道组和PMN采集系统)与COBE血细胞分离机相比,从每单位的血液中采集的PMN细胞更多(效率提高10%~20%),受操作者干预更少;主要需要注意的是,收集的产品中非目标单个核细胞的数量增加。其他研究也获得了类似的结果,即Optia可以比COBE多收集20%的细胞,产品量更多[分别为(452±60)mL和(298±52)mL][32]。
5 自动红细胞置换术(RCE)和红细胞收集
RCE用于治疗血红蛋白病患者,当患者异常血红蛋白达到临界水平,需要进行RCE以快速清除异常的红细胞,并用正常红细胞替换。例如镰状细胞病(SCD)患者,大量存在的镰状血红蛋白(HbS)导致血管闭塞,患者出现镰型细胞危象,因此需要及时干预。简单的输血疗法可以治疗这些患者,但注意定期的输血治疗可能引起体内铁负荷过量。已有研究证实自动化RCE可使HbS快速下降,从而快速缓解SCD患者由HbS引起的相关症状,尤其是当HbS比率需维持在30%以下时[33]。
自动化RCE置换速度存在固有缺点,即在程序前半部分输入的细胞会被移除,并被后半部分使用的细胞置换。但是,RCE可能引起的同种异体免疫反应发生率却比单一的输血疗法更低,这可能是因为,部分输注的血细胞在置换过程中被去除,从而降低了患者的抗原负担。使用COBE平台对SCD儿童进行手动和自动RCE发现,平均每个疗程中,自动置换比手动置换多移除3%的HbS。然而,自动化RCE和手动RCE最大的不同在于,自动化RCE的成本比手工方法的成本高74倍[34]。
有研究使用COBE对传统自动化RCE方法进行一个有趣的改进,即对SCD患者进行有限的血液稀释(去除异常红细胞并用生理盐水置换)后,再进行RCE,得到剩余细胞的比例(30%)更高,每次操作所需的RBC单位更少,置换时间更长,接受这种方法的患者每年需进行的RCE更少[35]。使用Optia血细胞分离机进行的临床试验表明,该机器能以可重复的方式有效地预测术后的血细胞比容和FCR。这一点已被相关报告证实,这些报告将Optia的性能与COBE在二十多个程序和实验室参数下进行了比较,结果显示Optia的性能与它的前身COBE一样好,在大多数情况下,两个平台之间不存在重大的性能差异[36]。与COBE相比,Optia的最大优势是上文所提到的,具有较低的体外血容量,从而非常适用于儿科患者。此外,使用Optia进行等容血液稀释是安全的,不良事件的发生率较低,并且在大部分持续时间较长的操作中只需使用较少的生理盐水替代。患者间隔一段时间,定期地进行置换治疗有明显的收益,这样的平台可以满足安全操作需要,包括在幼年的儿科患者群体中使用。
多年来,其他自动化系统也能够用于降低HbS。CS-3000 Plus系统就是其中一个,它能够将HbS降低到期望值,同时对患者(包括孕妇)所产生的副作用最小。然而,鉴于COBE至少可以升高90%的HbA,同时副作用最小,使用CS-3000 Plus所得置换结果仍然不如旧的单采系统COBE。
单采系统也可专门用于血液成分的采集。比如Fenwal Alyx(Fresenius Kabi),一种小巧便携的血细胞分离机,不仅可以用于收集红细胞,还可以用于收集血浆,并且能够在短时间内收集双倍单位的白细胞含量更低且红细胞含量更高的红细胞。该血细胞分离机比Trima Accel(Terumo BCT)和MCS+系统收集红细胞的效率更高,能够在最短的时间里完成收集,可以进行更多的供体收集,但Trima最适合收集红细胞体积较大的红细胞单位[37]。鉴于各种收集系统的存在,可选择合适的系统来满足小型和大型收集机器的需求。
6 血小板单采术
这是另一种最不常见的治疗方法,用于缓解原发或继发(反应)血小板增多症患者的高血浆粘稠度相关症状。作为常规化疗的一种辅助疗法,血小板单采术可以迅速降低外周血血小板计数并降低血粘度,预防出血及血栓的形成。研究表明,原发性血小板增多症患者采用血小板单采术后配合化疗可快速缓解病情[38]。由于血小板单采术较少使用,临床上也缺乏对其有效性和能力的试验。因此,临床资料有限,但是最近的报告表明,Optia血细胞分离机能够以可重复的方式安全地减少血小板数量,在此过程中白细胞的损失较少,并且其效率与COBE并无差异[39]。
单采平台也越来越多地被用于收集血小板以收集单供体血小板(SDP)。早期的研究着眼于将COBE收集的SDP与当时可用的血细胞分离机收集的SDP进行比较。例如,COBE在收集效率和SDP单位产量方面优于CS-3000 Plus和MCS+血细胞分离。一项关于COM.TEC的早期研究证实,该血细胞分离机适合用于SDP收集,然而,这项研究没有将COM.TEC与当时其他的血小板采集系统进行比较。当把COM.TEC与另外一个较老的系统--AS.TEC204(Fresenius Kabi)系统进行比较时发现,COM.TC收集去白细胞的SDP的能力更强[40]。此外,最近一项关于Trima系统和COBE系统的比较发现,Trima收集的SDP似乎处于更大的激活状态[41],然而,还不清楚这些发现的意义,因为没有关于用AS.TEC204和Trima血细胞分离机分别进行SDP单位收集时结果有何差异的报告。
最近研究表明,MCS+系统比Trima系统收集SDP的效率更高,MCS+收集的每单位SDP比Trima所收集的每单位SDP中所含的血小板多10%[42]。Trima、Amicus和COM.TEC三个系统相比,COM.TEC程序效率最低,用时更长,处理的血液量最多,使用的抗凝剂量最多,每单位SDP中血小板含量最低。总的来说,在这项研究中,Trima系统无论是单针还是双针接入,都具有更好的收集效果。且有其他研究报道,虽然COM.TEC系统可以用来收集血小板,但它平均需要处理600 mL以上的血液,才能在相当长的程序中达到目标所需收集量。而Amicus系统却能在使用单针采血与回输时,有效地收集血小板,并得到更高的血小板产量。
当需要收集更大剂量的血小板时,使用Trima系统比Amicus和COM.TEC系统更有效。更重要的是,Trima在执行双倍SDP收集时,不会对捐献者捐献后的血小板恢复的能力产生不利影响。比较Amicus、MCS+和Trima系统的其它性能,发现Trima系统的收集效率明显比其他两个系统的收集效率高,可通过在最短的时间内处理最少量的血液实现收集,因此更适合进行2倍和3倍SDP剂量的收集[42]。
7 体外光分离置换法
体外光分离置换法即在患者口服8-甲氧基补骨脂素后,对其实施白细胞单采术,单采过程中,白细胞被暴露在紫外线A(UVA)中,引发其凋亡,然后回输给患者进行治疗。这种治疗方法适用于多种疾病,包括一些自身免疫综合征、皮肤T细胞淋巴瘤、移植物抗宿主病(graft versus host disease,GVHD)和实体器官移植后排斥反应。这种治疗方法可破坏转录和DNA复制,引发细胞凋亡。能够执行该程序的血细胞分离机可以在封闭的系统中进行,或者在中间步骤(打开),然后在不同的设备中进行UVA照射[43]。据报道,COBE血细胞分离机可收集足够多的单个核细胞,且血小板污染可控。暴露于UVA光照下的开放式血细胞分离机--COBE、Optia和Amicus等,与封闭式血细胞分离机--Therakos UVar XTS(Therakos,Inc.,West Chester,PA)之间的比较显示,封闭式血细胞分离机收集的单个核细胞减少了76%,而收集的单核细胞数量增加,同时花费的时间是其他三个开放式血细胞分离机的两倍(封闭式血细胞分离机:275 min;开放式血细胞分离机:120 min)[44]。另有报告表明,使用开放式血细胞分离机采用光照单采术收集单核细胞时,COBE血细胞分离机每次可比Optia收集更多的细胞,而Optia收集的细胞量虽然更少,同时受污染的细胞也更少[45]。
8 低密度脂蛋白单采去除术
家族高胆固醇血症相关并发症患者由于体内低密度脂蛋白和胆固醇浓度过高,发病率和死亡率会显著升高。临床上多以饮食控制和医疗手段相结合,对大多数患者进行治疗,但目前某些降脂药物治疗达不到靶目标,部分患者无法耐受降脂药物及不良反应,因此药物治疗有时不足以使低密度脂蛋白维持在低水平,除此之外,部分合并有严重脂质代谢紊乱和微循环障碍的患者可出现急性缺血性血管疾病,需迅速纠正病情[46],此时可使用一种特定类型的单采(LDL单采)技术,它不仅可以降低血脂,随着血脂的降低,内皮细胞功能也相应得到改善,促动脉粥样化和促炎症介质的释放减少。LDL单采有两种类型:肝素体外LDL沉淀分离法(HELP)或是硫酸葡聚糖(DS)吸附系统[47]。Placemat at Futura(Braun Medical,Bethlehem,PA)血细胞分离机可进行HELP,它能够分离血浆并将其与乙酸缓冲液混合,随后往每升液体中加入10万U肝素,使LD-胆固醇,纤维蛋白原以及肝素沉淀,最后使用聚碳酸酯膜将沉淀去除。吸脂剂LA-15(Kaneka corp,日本大阪)血细胞分离机使用DS吸附系统去除血浆中的LDL-胆固醇,与HELP血细胞分离机相比,它能通过带负电荷的DS柱显著地降低LD-胆固醇[47]。另一项针对DALI ADS血细胞分离机(来自Fresenius Kabi,也是一种柱吸附血细胞分离机)的研究发现,DALI ADS血细胞分离机和上述两种血细胞分离机都可使LD-胆固醇降低,但HELP血细胞分离机可更大程度地降低TC、TG、LDL、Lp(a)、FN等粘附分子,从而明显降低血黏度和红细胞聚集能力[46]。
在儿童患者和成人患者中使用COBE进行TPE的结果表明,TPE对需要降低低密度脂蛋白-胆固醇(LDL-C)的患者也有收益[48]。该发现很重要,因为未来的几年,TPE的使用可能会增加,以治疗患有这种疾病和类似疾病的人。
9 结 论
随着每一代可用系统的软件和硬件的不断创新,单采技术不断被改进。适合单采术治疗的患者以及单采术的适应症逐渐增加,并将更多地使用单采术采集血液成分。同样,全世界将会有越来越多的移植术被用于治疗恶性肿瘤,HSC收集的应用热度不会下降。此外,免疫疗法需要通过单采术收集细胞,以便进行工程改造来治疗恶性肿瘤,这将需要更多的单采程序。未来,这些临床进展也许能缓解甚至治愈癌症。因此,有理由乐观地认为,单采术仍将是未来最强有力的治疗方式之一。