ФГБУ ФНКЦ ДГОИ им. Дмитрия Рогачева МИНЗДРАВА РОССИИ ГЕМАТОЛОГИЯ – ЛОКОМОТИВ СОВРЕМЕННОЙ КЛИНИЧЕСКОЙ МЕДИЦИНЫ А.Г. РУМЯНЦЕВ К 25-летию Гематологического Центра ГВКГ им. Н.Н. Бурденко МО РФ Москва – 2015 г. Научно-практическое объединение гематологии и иммунологии • • • Единый онтогенез и гистогенетическая основа кроветворной и иммунной системы (ГСК, стохастическая дифференцировка, миграция в циркуляцию и в ткани, служебные обязанности клеток, межклеточные взаимодействия и апоптоз). Контроль клеточного гомеостаза человека (костный мозг – источник СК и клеток - предшественников всех клеточных и тканевых систем, кровь – среда, обеспечивающая транспорт СК в ткани). Молекулярно-генетические дефекты ГСК, контроля клеточного гомеостаза – научная основа новых технологий диагностики и лечения наследственных и приобретенных заболеваний человека. Опухоли кроветворной и иммунной системы уникальная модель рака • • • • Опухоли кроветворной и иммунной системы (нарушение клеточного гомеостаза и транспортного сопровождения СК всех органов и тканей) – 50% у детей и 10% у взрослых. Опухоли центральной и периферической нервной системы – 25% у детей и 10% у взрослых. Мутационный инцидент в внутриутробном периоде у детей развития и эволюция опухолей на основе генетических и биологических дефектов, ИДС и синдромов костномозговой недостаточности. Сидней Фарбер (1947), эволюция химиотерапии и идеологии технологий лечения – молекулярно-биологический подход научно обоснованного выбора таргентной терапии. Концепция и новое направление научной и практической медицины • • • • • Междисциплинарная интеграция гематологии, онкологии и иммунологии в онтогенезе человека выделила ряд общебиологических процессов: СК, ГСК, дифференцировка, пролиферация (клонирование), межклеточное взаимодействие (аутовоспаление), гибель (апоптоз, некроз). Клеточный гомеостаз – центральная регулирующая система организма и ее соединение с известными системами регуляции (нервной, эндокринной и др.) принципиально изменит патогенез и лечение основных заболеваний человека. Генетические дефекты, инфекции и опухоли регуляторов клеточного гомеостаза лежат в основе фенотипа заболеваний человека Опережающее значение производства новых знаний в области клеточного гомеостаза как научной основы клеточных технологий (в 2014 г. в классификаторе ИДС включено >2000 заболеваний). Развитие новых технологий диагностики и лечения больных, профилактики генных, иммунных, гематологических и онкологических заболеваний требует достоверных научных знаний и методов доказательной медицины. Инфекции клеток крови и их предшественников ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ Эритрон Парвавирусная инфекция эритроидных предшественников Бабезиоз (B.miscroti,B.divergens) Малярия (P.Ovale, P. Vivax, P. falciparum,P. malaziae) Мегакариоциты/тромбоциты Ингибитор вируссемии и антигенпрезентирующие клетки Гранулоциты Ингибитор бактериемии и фактор метаинфицирования тканей Моноциты/макрофаги Бартонелез (болезнь кошачьей царапины) Туберкулез (п. Коха) Сальмонелез (S.typhimurium) Брюшной тиф (S.enterica) Иерсинеоз (Y. pseudotuberculosis) Паховая гранулема (Klebsiella granulomatis) Лимфогрануломатоз паховый (C.trachomatis, иммунотипы L-1,L-2,L-3) Лимфоциты ДНК и РНК – вирусы (перечислены ниже) Инфекции гемопоэтических и иммунных клеток ассоциированные с развитием опухолевого процесса ДНК Вирусы 1. Вирус гепатита В (HBV) 2. Вирус гепатита С (HCV) 3. Вирус Эпштейна-Барр (EBV) 4. Вирусы папилломы человека (HPV) 5. Вирусы герпеса 6 и 9 типов (HHV) РНК Вирусы 1. Лимфотропный вирус человека (HTLV-1) 2. Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) Схема нормального иммунного ответа и изменений анализа крови Воздействие антигена Лаг – фаза 1 неделя Нейтрофилёз со сдвигом влево Тромбоцитопения Фаза надпочечниковой недостаточности 2 неделя Лимфоцитоз Нейтропения Фаза астении 3 неделя Пазматические клетки Моноцитоз Гипертромбоцитоз Развитие и завершение иммунного ответа 4 – 24 недель Схема аномального иммунного ответа и изменений анализа крови Инфекционный токсикоз, шок 1 неделя Вторичная бактериальная инфекция 2 неделя 1 вариант 1 вариант Гиперлейкоцитоз со сдвигом влево и токсической зернистостью нейтрофилов Гиперлейкоцитоз со сдвигом влево 2 вариант Лимфоцитоз Тромбоцитопения 2 вариант Плазматические клетки 3 неделя 1 вариант Отсутствие типичного ответа 2 вариант Отсутствие типичного ответа Хронизация процесса 4 – 48 недель Опухоли иммунной системы – опухоли развивающиеся из иммунокомпетентных клеток и их предшественников: Т- и Влимфоцитов, натуральных киллеров (НК-клеток) клеток системы фагоцитирующих макрофагов (СФМ), клеток гранулоцитарного ряда (предшественников нейтрофильных лейкоцитов, эозинофилов, базофилов, тучных клеток, циркулирующих и тканевых моноцитов/макрофагов), дендритных клеток. Опухоли иммунной системы онкологических заболеваний у детей. составляют более 50% всех Классификация опухолей гемопоэтической и лимфоидной ткани 1. Хронические миелопролиферативные заболевания (ХМЛ, эссенциальная тромбоцитопения, эритромиелоз) 2. Миелодиспластические синдромы (РА, РАИБ, ХММЛ, ЮММЛ) 3. Острый миелобластный лейкоз (7 клеточных вариантов) 4. Опухоли из предшественников В-клеток (лейкоз/лимфома В-линейной дифференцировки: про В-, общий В-, пре В- и зрелый В-ОЛЛ/НХЛ) 5. Опухоли из предшественников Т-клеток (лейкоз/лимфома Т-линейной дифференцировки: Про–Т, пре-Т, кортикальный Т-, зрелый Т-, альфа/бета +Т, гамма / дельта +Т-ОЛЛ) Классификация опухолей гемопоэтической и лимфоидной ткани (продолжение) Опухоли из зрелых В-клеток (В-клеточный ПЛЛ, ХЛЛ, лимфома Беркитта, множественная миелома) 7. Опухоли их зрелых Т- и НК- клеток (Т-клеточный ПЛЛ, ХЛЛ, анапластическая крупноклеточная лимфома, лимфомы кожи и др.) 8. Лимфома Ходжкина 9. Гистиоцитарные опухоли и опухоли из дендритных клеток (гистиоцитоз из клеток Лангерганса, гемофагоцитарный лимфогистиоцитоз, гистоцитаная маркома и др..) 10. Мастоцитоз 6. Опухоли иммунной системы могут быть классифицированы по локализации (горизонтальный уровень) и по уровню дифференцировки опухолевых клеток (вертикальный уровень). По локализации различают: ─ опухоли лимфоидных и миелоидных клеток костного мозга; ─ опухолевые заболевания лимфатических узлов; ─ опухоли тимуса; ─ опухоли, происходящие из лимфоидной ткани, ассоциированной со слизистой оболочкой (МАLТ)-лимфомы желудка, лимфомы кожи и др. К основным опухолям иммунной системы относятся лейкозы и лимфомы. Термин лейкоз (лейкемия) используется для определения гематологической опухоли, при которой злокачественные клетки исходят из костного мозга и в большинстве случаев присутствуют в крови. Лимфомы - опухоли иммунной системы, развивающиеся в лимфатических узлах или в лимфоидных тканях органов (кишечника, легких, кожи и др.). Особенности патогенеза опухолей иммунной системы (ОИС) Принципиальные различия процессов клеточной пролиферации, дифференцировки и апоптоза с солидными опухолями 2. Клональность опухоли, клональная сукцессия, клеточная регуляция и опухолевый рост (размытые границы). Участие в регуляции клеточного гомеостаза − связь с антиогенезом и питанием эндотелия сосудов − сохранение механизмов выхода клеток за пределы сосудов т.е. первичная генерализация процесса − циркулирующий метастаз и биология возврата в сосуды лимфатической и кровеносной системы − жизнь клеток иммунной системы в забарьерных органах: ЦНС, ВНС, ЖВС и ускользание опухоли от надзора − клеточные моноклоны, способность опухоли к дифференцировке и апоптозу − гранулемы – свидетели/защитники опухоли, продуцирующей цитокины 4. Клинические особенности ОИС − полиморфизм и клиническое разнообразие − угнетение кроветворения − угнетение/нарушение иммунитета − нарушение взаимоотношений гранулоцитов и клеток СФМ с микробиотой 1. Сопроводительная терапия в гематологии/онкологии - - - - Система мер Организованные (санитарная гигиена, инфекционный контроль, питание, профессиональное обеспечение хирургических операций, анестезии/реанимации, инвазивных манипуляций и катетерных технологий) Обеспечение междисциплинарного взаимодействия (лабораторное, визуализационное, радиологическое, эпидемиологическое и др.) Внедрение междисциплинарных протоколов лечения и профилактику осложнений заболевания и лечения Подготовка и контроль знаний умений медперсонала - - Профилактика и лечение Нутритивной недостаточности Госпитальных, вызванных микрорбиотой и катетерассоциированных инфекций Неотложных состояний (шоки, РДС, ДВС и др.) Токсических органных, нервных, эндокринных и др. расстройств Синдромов костно-мозговой недостаточности Боли Расстройств и иммунокомпроментированного больного Заместительная терапия в гематологии/онкологии - - - показаний к переливанию цельной крови нет (компонентная терапия) Прямые переливания и переливания от матери запрещены Стандарты кроводачи, инактивация и карантинные меры, дозы СЗМ, эритроцитов и тромбоцитов, скрининг на HBV, HCV, СПИД-2, УМВ, ААТ, HBLV-1, и др. OOИ, фильтры лейкодеплеции и, по показаниям, облучение компонентов внедрены в практику Разработаны и рекомендованы в практику 17 препаратов, получаемых из плазмы, кровозаменители и продукты парентерального питания Определены показания у детей с экстремально-низкой массой тела, новорожденных, беременных, рожениц, при ОКП, ХПК, ТГСК, реанимационных и хирургических мероприятий Разработаны меры профилактическими и лечения пострансфузионных осложенений Клеточные технологии в гематологии Отработаны: • Аллогенные трансплантации от геноидентичных доноров • Аллогенные трансплантации от неродственных феноидентичных доноров • Методики инфузии лимфоцитов донора • Трансплантация неродственной ПК • Методы парциальной Т-деплеции • Т-деплетированные гаплоидентичные трансплантации В разработке: • Индукция толерантности/анергии • Вирус-специфические Т-клетки • Вакцинация дендритными клетками • Трансплантация мезенхимальных клеток Подготовка клеточного концентрата к замораживанию Криобанк. Общий вид 300 250 183 200 140 150 102 100 79 66 50 10 12 1994 1995 9 13 12 22 21 1999 2000 27 31 2001 2002 42 43 48 2003 2004 2005 74 71 54 65 71 54 38 0 1996 1997 1998 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 Данные по количеству ТГСК в РДКБ и ФНКЦ ДГОИ за 20 лет (1250 ТГСК в возрасте от 1 мес. До 18 лет) Показания для трансплантации 350 300 250 94 200 193 150 43 100 50 0 0 11 2 21 3 27 3 11 15 57 63 110 17 30 25 30 39 40 40 40 61 70 73 450 400 350 300 56 184 318 250 94 235 200 199 150 91 100 69 50 0 1 2 3 Виды ТГСК 1-от HLA-идентичных родственных доноров 2-от неродственных доноров 3-гаплоидентичные 4-аутологичные 4 Доказательства межклеточных взаимодействий в системе мать-плод • При всех беременностях человека клетки плода встраиваются в циркуляцию матери • Клетки плода обнаруживаются на 6 неделе гестации и частота их обнаружения нарастает с ростом гестационного возраста, достигая 100% к 36 неделе гестации • При нормальной беременности во втором триместре беременности число клеток плода в венозной крови матери составляет 1-6 клеток/мл (т.е., от 5 до 30х103 клеток) • При аномалиях плаценты и плода, эклампсии, проблемах тканевой совместимости, невынашивании, самопроизвольных абортах в сроки от 20и недель, число циркулирующих клеток плода возрастает до 20-1500 клеток в мл. • После родов количество клеток плода в циркуляции резко снижается, но 50% фетальных клеток обнаруживаются в крови от 4 недель до 10 недель после родов • Специальные исследования послеродового микрохимеризма обнаруживают его у 40% здоровых женщин, перенесших беременность Материнский микрохимеризм и неонатальный иммунитет − Поступление материнских клеток в плод документировано 55 лет назад (Grenn I. et al, Hodgkin’s disease: a matuernal-to fetal lymphocyte chimegera? Lancet, 1960) − Материнская ДНК определяется у плода с момента развития плацентарного кровообразщения. Панель для РТ-ПСР, информативна для 90% пар ребенок-мать с чувствительностью1:1006 разработана 11 лет назад (Lambert NC et al. Arthritis Rheum, 2004, 50, 906-914) и протестирована на 47 клеточных линиях − Диагностика/скрининг – пуповинная кровь − Доказан перенос клеток с материнским молоком − Изучен клеточный состав ММХ: макрофаги, Т-клетки, В-клетки, естественные киллеры − Имеются описания переноса опухолевых заболеваний (НХЛ, меланома и др.) − Материнские клетки обнаружены у детей не только в виде циркулирующих в крови клеток, но и как дифференцированные тканевые клетки кожи, тимуса, сердца, легких, поджелудочной железы, селезенки, почки, мышц и костного мозга Факторы, регулирующие выраженность и эффекты ММХ − Аномалии плода − Преэклампсия − Плацентарная недостаточность − Хориоамнионит − Грудное вскармливание/гистосовместимость − Индукция толерантность/тимусное «обучение» − Репаративное восстановление − Защита от инфекций, аутоиммунитета и опухолей Другие источники микрохимеризма − Клетки исчезнувшего близнеца (5% беременностей) − Клетки сибсов при многоплодной беременности (фетофетальная трансфузия) − Клетки, сохранившиеся у матери от плода предыдущей беременности − Клетки сохранившиеся у матери со времени когда она была плодом/ребенком (бабушки, тетки и дяди матери и т.д.) Новый концепт − Каждый ребенок представляет собой мультихимерный организм, построенный из клеток не только многих индивидов, но и многих поколений − ИДС сопровождаются активным ММХ, приживанием клеток и возникновением РХПТ и/или РТПХ. ММХ – один из механизмов, объясняющих аутоиммунные расстройства при ИДС Судьба материнских клеток в организме плода/ребенка 1. Модель ТГСК in utero – индукция толерантности и приживления на длительный период 2. Модель ТГСК in utero – РТПХ, отторжение тканей донора, получивших ранее трансфузию (к вопросу о переливании крови от матери к ребенку) 3. Индукция оральной толерантности клетками грудного молока. Имеются доказательства эффекта грудного вскармливания в отношении будущего развития аутоиммунных болезней у ребенка 4. Судьба материнских клеток у новорожденных зависит от способа переноса, возраста реципиента, стадии развития, генетического профиля донора и реципиента и типа переносимых клеток ММХ и аутоиммунные расстройства у новорожденных и детей 1. ММХ и неонатальная склеродермия. Высокая частота развития у детей, родившихся от женщин с склеродермией. Отмечено, что со временем, вне связи с лечением клиника разрешается, что свидетельствует о патогенетическом значение ММХ. 2. ММХ и неонатальный люпус-синдром. Материнские клетки определены в срезах ткани сердца, часть из которых несли маркер СД45, однако большинство экспессировало саркомерный альфа-актин, маркеров миоцитов сердца 3. ММХ и риск возникновения аутоиммунного заболевания в будущем 4. ММХ и Treg (первое обнаружение в децидуальной оболочке) Новый концепт 1. При иммунологическом обследовании новорожденных следует учитывать вклад антигенов, наследуемых не только генетически, но и последством микрохимеризма 2. Основной фактор опосредующей толерантность к материнским клеткам Treg плода/ребенка Аутоантитела матери, передающиеся транспланцентарным путем и способные вызвать заболевания у плода/ребенка Материнские антитела Ассоциированное заболевание Антиэритроцитарные Неонатальная анемия Антитромбоцитарные Неонатальная тромбоцитопения Антинейрофильные Неонатальная нейропения Антилимфоцитарные Неонатальная лимфопения Антитела к цитоплазматическим антигенам нейрофилов (АNCA) Неонаткльный васкулит Моноклональные JgG Криоглонулинемия типа I Гломерулонефрит Антитела матери, передающиеся транспланцентарным путем и способные вызвать заболевания у плода/ребенка (продолжение) Антинуклеидные антитела Неонатальные болезни печени Антифосфоролипидные антитела Преэклампсия, гибель плода Антитиреоидные антитела Неонатальные гипер/гипотиреоз Антитела к десмоглину Неонатальная пузырчатка Антитела к миолемме Фетальные аритмии Антитела к рецептору ацетилхолину Неонатальная тяжелая миостения Антитела к ганглиозиду GM-1 Неонатальная болезнь нижних мотонейронов Антитела к рецептору фонатов Дефекты нервной трубки Антитела к внутреннему фактору Неонатальный дефицит В12 Антитела к неизвестным мишеням Неонатальный гемохромотоз (цирроз, фиброз и печеночный сидероз) Возможный вклад микрохимеризма в онкогенез ИНДУКЦИЯ ОПУХОЛЕВОГО РОСТА ИЛИ ПРОТЕКТИВНЫЙ ЭФФЕКТ ? -Повышенная частота встречаемости микрохимерных клеток плода в тканях опухолей -Циркулирующие микрохимерные клетки встречаются в 2-4 раза реже у пациентов с раком молочной железы (11-26%) по сравнению со здоровыми женщинами (48-56%) (Gadi and Nelson, 2007; Gadi et al., 2008). -Встречаемость микрохимерных клеток в опухолевой ткани при меланоме - 62% против 12% в доброкачественных невусах -Доказанный эффект «трансплантат против опухоли» при трансфузии стволовых клеток ребенка женщине с фетальным микрохимеризмом (Tokita et al., Gadi et al). 34 Возможный вклад микрохимеризма в онкогенез ВОЗМОЖНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ИНДУКЦИИ ОПУХОЛЕЙ У ПЛОДА/РЕБЕНКА Изменение иммунного надзора: Материнские микрохимеризм обнаруживается у 1/3 женщин в клетках, участвующих в осуществлении функций врожденного и адаптивного иммунитета (Т- и В-лимфоциты, НК-клетки, макрофаги) Lab investigation, 2006 35 Возможный вклад микрохимеризма в онкогенез ВОЗМОЖНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ИНДУКЦИИ ОПУХОЛЕЙ У ПЛОДА/РЕБЕНКА -Трансмиссия вирус-инфицированных лимфоцитов (Berencsi, 2012) - Трансмиссия клеток с предзлокачественными изменениями: необходимость второго удара (second hit) для злокачественной трансформации (Berencsi, Barcsay, 2012) Влияние заболеваний матери на плод и новорожденного Состояния, существовавшие до беременности • СКВ. Клетка СКВ впервые обнаружена в 1965 г. у новорожденного, родившегося от матери с СКВ. СКВ новорожденных проявляется АИГА, тромбоцитопенией и нейтропенией. Характерные признаки – врожденная блокада сердца, застойный перикардит, гепатоспленомегалия. Терапия симптоматическая. • Лейкемия. > 400 описаний и опыт ГНЦ РАМН, ни одного случая индукции у плода и ребенка. • Раки. Описаны метастазы в плод при меланоме и раке молочной железы у матери. Поражение плода никогда не развивается без поражения плаценты. 37 Влияние заболеваний матери на плод и новорожденного • Болезни сердца (ВПС, кардиомиопатии, аритмии с гипертенденцией). Риск заболеваний у плода женщин с ВПС колеблется от 15 до 50%. Это маленькие дети для гестационного периода (хроническая гипоксия с высоким HbF и гиперплазией эритропоэза. • Гипертиреоз. Тиреотоксикоз новорожденных, застойная сердечная недостаточность, гепатоспленомегалия, гипербилирубенемия, синдром гипервязкости, тромбоцитопения. • Сахарный диабет. Известные эффекты – смерть плода, макросомию и следующие за ней травмы, сердечные и скелетные аномалии, РДС, гипогликемия, гипокальциемия, гипомагниемия, перинатальная асфиксия. Гематологические расстройства: повышение продукции эритропоэтина, приводящее к полицитемии, гипербилирубинемия, синдром вязкости крови, повышенной аггрегации тромбоцитов и тромбозы (15% > 1%) 38 Состояние развивающиеся в время беременности Гипертерзионный синдром и эклампсия: • внутриутробная задержка роста и риск отслойки плаценты, в тяжелых случаях – смерть плода • ассоциация с неонатальной нейтропенией (1979 г.), от транзиторной (часы) до 30 дней с частотой до 50%. Механизм снижения продукции нейтрофилов с риском нозокомиальных инфекций. Тактика – Г-КСФ • ассоциация с тромбоцитопенией (48-72 часа). Механизм – снижение продукции тромбоцитов. Эффекты – кровоизлияния в мозг. Тактика – трансфузия тромбоцитов 39 Состояния развивающиеся во время беременности Интраамниотические инфекции • индукция преждевременных родов, роль провоспалительных цитокинов и ГСКФ (>10-100 раз) • лейкемоидные реакции нейтрофильного и/или нейтрофильно-моноцитарного типа (ГМ-КСФ) • повышение концентрации Г-КСФ в молоке/молозиве, поддержание нейтрофилеза у новорожденного • потенциальное гемопоэтическое и негемопоэтическое значение Г-КСФ в молоке матери – область активных исследований 40 Внутриутробные инфекции с гематологическими проявлениями • Токсоплазмоз • Сифилис • Краснуха • Цитомегаловирусная инфекция • Инфекция, вызванная вирусом герпеса I • Инфекция, вызванная вирусом VZ • Энтеровирусные инфекции (коксаки, ЕСНО) • Парвовирусная инфекция • ВИЧ 41 Гематологические маркеры других внутриутробных инфекций • Герпетическая инфекция. Зависимость клинических проявлений от времени инфицирования плода. Инфекция in utero ассоциирована с высокой частотой спонтанных абортов и мертворождений. У выживших – микроцефалия (60%), микрофтальмия (25%), хориоретинит (40-60%), кожный везикулез, ДВС (4050%) вследствие дефицита факторов свертывания и печеночной недостаточности, МАГА с фрагментацией эритроцитов • Парвовирусная инфекция В19 (1975 г.). Клиника у женщин – недомогание, артралгии, сетевидная сыпь на лице и конечностях. Поражения у новожденных 5-10% ПККА с тяжелой анемией и водянкой. Тактика – в/у трансфузии эритроцитов • Коксаки Б и ЕСНО – Пурпура и геморрагии, ассоциированные с ДВС. Новый патогенез – блокирование активации плазминоген) 42 Оптимизация терапии ОЛЛ в России 1991 – 2014: Кооперированные исследования EFS BFM-90; MB-91; MB-2002; MB-2008; n=479, 312 in CCR, 68%±2% n=471, 318 in CCR, 68%±2% n=1544, 1092 in CCR, 72%±1% n=3461, 2986 in CCR, 81%±1% CI all relapses [11%±1%] [17%±1%] [22%±2%] [19%±2%]