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STR-PCR半定量检测嵌合体方法在非清髓异基因造血干细胞移植中的应用

2020-12-19 来源:步旅网
维普资讯 http://www.cqvip.com 第29卷第1期 青海医学院学报 JOURNAL OF QINGHAI MEDICAL COLLEGE Vo1.29 No.1 20o8 2008生 STR—PCR半定量检测嵌合体方法在非清髓异 基因造血干细胞移植中的应用 熊辉霞。 陈宝安 (1.青海大学附属医院;2.东南大学附属中大医院) 摘要 目的应用STR—PCR半定量嵌合体检测方法监测非清髓异基因造血干细胞移植 采用短串联重复序 (non—myeloablative allogeneic stem cell tansplantation,NAST)后嵌合体。方法例接受NAST的患者进行嵌合体监测。结果列一聚合酶链反应(STR—PCR)结合聚丙烯酰胺凝胶电泳和银染色以及凝胶成像分析技术对28 27例患者形成造血细胞嵌合体.完全嵌合(complete chimerism,CC)22例,混合嵌合(mixed chimerism,MC)5例;其中低比例嵌合(1ow level of mixed chi— me ̄sm,LMC)3例,高比例嵌合(high level of mixed chimerism,HMC)2例。稳定植入的患者+7天 即达HMC,3例患者复发前检测到供体细胞嵌合率(donor cell,DC)下降,1例在CC状态下复发,1 例LMC发生早期移植排斥,长期存活者均保持稳定CC。嵌合体监测下早期接受临床干预治疗的 MC患者转化为CC并延长了无病生存期。结论髓移植后嵌合体的方法。 STR—PCR是一种简单、敏感、经济的监测非清 造血嵌合体 A 关键词短串联重复序列 非清髓造血干细胞移植QSl R733、7 文献标识码中图分类号SEMI—QUANTITATIVE ANALYSIS oF CHIMERISM AFTER NoN—MYELoABLATIVE ALLoGENEIC STEM CELL TRANSPLANTATIoN BY STR—PCR Xiong Huixia。,Chen Baoan (1.The Affiliated Hospital of Qinghai University; 2.The Affiliated Zhongda Hospital of Southeast University) Abstract Objective To investigate the value of semi——quantitative analysis of chimer/sm after non——myelo- ablative allogeneic stem cell tansplantation(NAST)by short tandem repeat—polymerase chain reaction(STR— PCR .Methods 28 patients received NAST were evaluated.Semi—quantitative assessment of hematopoietic chim— erism was performed by STR—PCR.polyacrylamide gels,silver staining and detected by Image Analysis System. Results 27 eases formed hematopoietic chimerism.22 cases formed complete chimerism(CC)and 5 eases were of mixed chimerism(MC).3 cases formed lOW Ievel of mixed chimerism(LMC)and 2 cases were high Ievel of mixed chimerism(HMC).Patients with stable engraftments showed HMC on day+7.Before the time of rdapse.STR— PCR indicated decrease of donor celI(DC)in 3 patients.One patient relapsed in CC status and another patient with LMC rejected grafts earlier.Patients with persistent CC were associated with a longer disease—free time.Patients 熊辉霞(1977一),女,汉族,青海籍,主治医师,硕士 54 维普资讯 http://www.cqvip.com

received an early intervention of clinical treatment transferred from MC to CC or got a longer disease’_free time. Conclusion STR—PCR provide a simple,sensitive and economic approach for monitoring of chimerism after trans。 plantation. Key words short tandem repeats Non——myeloablative stem cell transplantation Nematopoietic chimerism 非清髓异基因造血干细胞移植(NAST)由于减 量的放、化疗预处理加上强效的免疫抑制,移植后多 形成供、受体细胞不同比例的混合嵌合体,并呈动态 变化¨' 。嵌合体监测对分析植入状态,判断疾病 复发及指导移植后续治疗具有重要意义。短串联重 复序列(STR)是目前检测嵌合体最常用的遗传标 记,我们采用STR—PCR半定量方法对28例接受 NAST的患者进行了嵌合体的检测,现报告如下。 1资料与方法 1.1病例资料 观察对象为2003年至2005年在东南大学附属 中大医院血液科接受NAST的患者28例,男19例, 女9例,年龄15岁~58岁,中位年龄37岁。其中 慢性粒细胞白血病(CML)19例,慢性淋巴细胞白血 病(CLL)1例,急性非淋巴细胞白血病(AML)3例, 骨髓增生异常综合征(MDS)4例,非何杰金氏淋巴 瘤(NHL)1例。同胞供者24例,无血缘关系供者2 例,HLA配型均为全相合;单倍型亲缘供者2例,均 为DR位点不合。供、受者性别相合18例,性别不 合10例。ABO血型相合21例,血型不合7例。 1.2方法 1.2.1标本收集和处理 术前采集供者和受者外周血2 ml,术后+7天、 +14天、+21天、+30天采集患者外周血,此后据 患者随访时间采集外周血每月1次或每3月1次。 行供体淋巴细胞输注(donor lymphocyte infusion, DLI)治疗后每15天采集受者外周血1次,直至可评 价的终点。移植后早期造血抑制期每次抽血5 ml, 此后每次2 ml,ACD抗凝,于采血后24 h内用红细 胞裂解液裂解红细胞,提取白细胞,用Chelex一100 法快速提取基因组DNA,编号后置一20℃冰箱保 存。 1.2.2 STR基因座的选择 本研究选择STR位点的原则是:均为四碱基重 复序列(错配较少);杂合度较高(有较高的个体识 别能力);等位基因个数适中,平均6~10个(易于 分型);等位基因频率在研究人群所属地区分布较 好。按文献 ’ 选择D5S818、D13S317、D3S1358、 D8S1179、D7S820、D16s539、FGA、vwA 8个位点进 行检测。 1.2.3嵌合体检测 先对供、受者术前标本在上述8个位点进行扩 增,对扩增产物行非连续非变性聚丙烯酰胺凝胶电 泳和硝酸银染色显影,根据等位基因阶梯(Ladder) 对照阅读各位点的基因型,找出各组供、受体可区 分彼此的有信息位点,按Thiede等 报告的方法进 行分类,选择出I类和Ⅱ类位点,术后标本仅在I类 和Ⅱ类位点扩增,凝胶用UVP成像分析系统进行灰 度扫描后用Gel—Pro 4.0软件分析,选择相应的公 式以整合光密度(IOD)值计算供体细胞嵌合率 (DC)。 1.2.4嵌合体的界定 完全嵌合体(CC):DC>95%;混合嵌合体 (MC):5%<DC<95%;高比例嵌合体(HMC):DC >50%;低比例嵌合体(LMC):IDC≤50%。 2结果 移植1个月后,28例患者中仅1例MDS—RA 患者未检测到嵌合体,造血始终未恢复,ANC<0.1 ×10 /L,骨髓增生极度减低,证明移植失败,于移 植后45天死于严重感染。余27例患者均形成不同 比例的供、受者造血细胞嵌合体,其中22例形成 CC;5例形成MC;2例形成高比例混合嵌合 (HMC);3例低比例混合嵌合(LMC)。所有稳定植 入的患者在+7天时的平均嵌合率是74.71%,此时 尚处于造血抑制期,+14天多数病例达CC,平均嵌 合率是95.74%。移植后随访1.5月~27月,平均11 个月,22例CC患者中3例患者复发前检测到DC 下降,1例在CC状态下复发,长期存活者均保持稳 定CC。5例MC患者中,1例LMC的CLL患者早期 出现移植排斥,+1月时STR—PCR检查仅在vwA、 D7S820、D5S818位点检测到少量的供者型遗传标 记(DC为27%),但血常规检查提示造血恢复,考虑 为早期移植排斥,自身造血恢复,经2次DLI后逐渐 达到CC,并保持稳定CC(见图1);另2例LMC患 者早期复发,1例死亡,1例经二次标准移植后获得 CC。2例HMC患者中的1例为CML,移植后1月即 55 维普资讯 http://www.cqvip.com 为MC(DC为54%),及时予DLI 1次,DLI后+1.5 型(见图2)。另1例HMC患者+1月后进行性下 月时已有治疗反应,DC上升到80%,出院后患者未 降,脾肿大,骨髓增生明显活跃,诊断为脾功能亢进, STR—PCR检查持续MC,DLI后未见DC上升,+4 月时行脾切除治疗,+8月时转为CC,并保持稳定 CC。 能继续监测嵌合体,+4月时出现遗传学复发(Ph 阳性染色体占90%),再次入院,予DLI 1次,疗效 不佳,迅速出现血液学复发,嵌合体检测为完全受者 4 5 6 图1 1例CLL患者移植排斥予DLI治疗后由MC过渡为CC的电泳图 [1:受者移植前;2:+30d为LMC,予DLI治疗;3:+45d予第二次DLI; 4:DLI后3月接近CC;5:供者;6:等位基因阶梯(Ladder)] l 2 3 4 5 6 7 8 9 l0 誓 ? 曩 羹 图2 1例MC的CML复发患者行DLI治疗后不同时间段的电泳图 [1:受者移植前;2:+30d为MC予DLI治疗;3,4:DLI后30d、45d DC上升; 5:+4月遗传学复发,次DLI治疗;6~8:DLI后15d、30d、45d为完全受者型, 临床血液学复发;9:供者;10:等位基因阶梯(Ladder)] 3讨论 程序检测嵌合体,虽然具有自动化程度高、无交叉污 染、省时快速等优点,但由于多个位点在同一反应管 STR是一类呈高度多态性的遗传标记,STR— PCR技术灵敏、快速,是目前最常用的检测嵌合体 的方法之一 。国内外有多家移植单位采用荧光 标记的多重PCR结合DNA测序仪和基因扫描软件 56 内扩增,其敏感性阈值较单一位点STR—PCR方法 的敏感性低,并且对仪器设备要求高,长期监测费用 昂贵,国内难以普及。我们采用STR—PCR结合聚 维普资讯 http://www.cqvip.com

丙烯酰胺凝胶电泳和银染色以及凝胶成像分析技术 检测嵌合体的方法,首先筛选出能区别供、受体的有 信息的位点,并进一步找出敏感性较高的分析位点, 在移植后嵌合体的长期监测中,我们只需选择对供 受者适合的少数位点进行检测即可反映足够的临床 信息,并且不需特殊的试剂仪器,简便易行。同时我 们还发现,微卫星位点的选择十分重要,并非所有的 信息位点都适合于嵌合体的定量检测,有些位点在 定性分析时有意义,但在定量分析时意义有限。嵌 合体检测的目的主要是在以供者细胞为前提的条件 下发现受者细胞,影响定量分析结果的一个重要因 素是等位基因的长度。由于PCR时存在以下两种 现象影响扩增效率的一致性:(1)短片段优先扩增; (2)平台效应。因此,在选择分析位点时,应满足受 者等位基因长度小于供者等位基因长度。同时我们 进一步发现,如果目的基因是纯合子,则检测的敏感 性更高。但在实际应用中,如果患者和供者的血缘 关系非常近,有可能找不到符合上述条件的STR位 点,就不得不选择一些敏感性较次的位点。 我们的研究发现植入成功的患者在+14天多 数达CC,在之后的随访中,凡长期存活的病例都能 保持稳定CC,5例MC均不稳定,有DC进一步下降 导致移植排斥和复发的倾向。此结果提示早期供体 植入率是影响NAST能否发生移植排斥的重要因 素,+100天内更应加强嵌合体监测并及时采取预 防措施。STR—PCR技术可在严重粒细胞缺乏阶段 实施,嵌合体检测虽然不能直接检测出残留的白血 病细胞,但由于受体细胞比例增加与移植排斥和复 发的危险性高度相关 j,因此可通过定量检测供 体细胞嵌合率,来判断患者体内残留的受体细胞水 平。DLI是移植后临床干预治疗的重要组成部分, 其诱导的移植物抗白血病效应(graft versus leukemia effect,GVL)在肿瘤细胞负荷低时易发挥根治性作 用,把握DLI的时机和数量是取得较好疗效的关键。 STR—PCR通过定量检测DC的消长趋势,可以确定 实施DLI的时机和强度,判断DLI的疗效,尤其适用 于无特异性肿瘤标志基因异常的恶性血液病患 者 。 因此,我们认为,在移植后嵌合体的长期监测 中,STR—PCR结合聚丙烯酰胺凝胶电泳和银染色 以及凝胶成像分析半定量检测嵌合体的方法是一种 简单、敏感、经济的监测方法。 参考文献 [1]Le Blanc K,Remberger M,Uzunel M,et a1.A com— parision of nonmyeloablative and reduced—intensity conditioning for lalogeneic stem—cell transplantation[J].Transplantation, 2004,78(7):1014—1020 [2]Michaffet AS,Fumt S,Le QH.et a1.Impact of chim— erism analysis and kinetics on allogeneic haematopoietic stem cell transplantation outcome after conventional and reduced——in-- tensity conditioning regimens[J].Br J Haematol,2005,128 (5):676—689 [3]杜志淳,李莉,林源,等.“中国罪犯DNA数据库” 模式库——13个STR位点基因在中国人群中的分布[J]. 法医学杂志,2000,16(1):1—5 [4]俞卫东,闵涯邻,张斌,等.江苏地区汉族人群15 个STR基因座遗传频率调查[J].中国法医学杂志,2003, 18(4):245—246 [5]Thiede C,Florek M,Bomha M,et 1a.Rapid quanti— ifcation of mixed chimerism using multiplex ampliifcation of short tandem repeat markers and fluorescence detection[J].Bone Marrow Transplantation,1999,(23):1055—1060 [6]Nollet F,Billet J,Selleslag D,et a1.Standardisation of multiplex fluorescent short tandem repeat analysis for chimer— ism testing[J].Bone Ma ̄ow Transplant,2001,28:511—518 [7]Elmaagacli AH.Real—time PCR ofr monitoring mini— mal residual disease and chimerism in patients after allogeneic transplantation.Int J Hematol,2002,76(Suppl 2):204—205 [8]Chalandon Y,Vischer S,Helg C,et 1a.Quantitative analysis of chimerism after allogeneic stem cell transplantation by PCR ampliifcation of microsatellite markers and capillary electro— phoresis with fluorescence detection:the Geneva experience [J].Leukemia,2003,17:228—231 [9]万理萍,王椿,彦式可,等.异基因造血干细胞移 植后的嵌合状态分析[J].中华内科杂志,2006,45(6): 485—488 [10]Bader P,Kreyenberg H,Hoelle W,et a1.Increasing mixed ehimerism is an important prognostic factor for unfarorable outcome in children with acute lymphoblastic leukemia after allo— geneic stem cell transplantation:possible role for pre—emptive immunotherapy[J].J Clin Oncol,2004,22:1696—1705 收稿2007—11—16 57 

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