Autologe Knochenmarktransplantation*

Abstract

An autologous bone marrow transplantation as an alternative to relapse treatment of malignant tumors should be considered for patients for whom there is no HLA-identical donor available. An autologous bone marrow transplantation can be carried out with any patient who has reached complete remission. Bone marrow is removed during complete remission and stored at -196°C. It can be used during relapse to re-establish normal haemopoiesis, after conditioning of the patient with high doses of chemotherapy and radiotherapy.

Removal of clonogenic tumor cells from the transplanted bone marrow by means of physical methods was not successful in the case of patients with solid tumors or leukaemia. The use of immunological methods has recently made it possible, using specific antisera, to destroy residual tumor cells in removed bone marrow without endangering the regenerative power of the transplanted marrow.

In a first study on children with acute lymphatic leukaemia, remission bone marrow has so far been removed from 40 patients and cryopreserved. The number of nuclear bone marrow cells removed averages 4 × 10⁸/kg body weight (1,9-7,4 × 10⁸/kg), and the cells were preserved at -196°C for 1-48 months. The stem cell viability of the reference samples is 80-100% following cryopreservation.

Two patients with common ALL (cALL) were transplanted with autologous bone marrow. The marrow cells had been pretreated by incubation with specific antisera which show selective high cytoxic activity against cALL cells. After conditioning with high doses of chemotherapy and radiotherapy, a 7 year old girl in the 3rd haematological relapse was transplanted with 1,9 × 10⁸/kg nuclear bone marrow cells (86 000 CFU-C/kg) which had been cryopreserved 30 months previously. The clinical course was uneventful. The patient achieved complete haemopoietic recovery and duration of remission was 6 months. The second patient, an 8 year old boy in the 3rd haematological relapse, received 3,7 × 10⁸/kg nuclear bone marrow cells which had been cryopreserved for 12 months at -196°C. The patient died of cardiac complications on the 7th day following bone marrow transplantation. There were no leukaemic cells in the bone marrow but an early differentiation of normal myelopoiesis and erythropoiesis.

The results show that bone marrow cells collected during remission and treated with antileukaemic antisera can repopulate bone marrow and effect haemopoietic regeneration.

Zusammenfassung

Eine autologe Knochenmarktransplantation als Alternative zur Rezidivbehandlung bei Malignomen sollte bei Patienten erwogen werden, die keinen HLA-identischen Spender zur Verfügung haben. Eine autologe KMT kann bei jedem Patienten durchgeführt werden, der eine Vollremission erreicht hat. Knochenmark wird während der Vollremission entnommen, in tiefgefrorenem Zustand bei -196°C aufbewahrt und steht nach hochdosierter Chemo- und Radiotherapie des Patienten zur hämopoetischen Rekonstitution zur Verfügung.

Die Entfernung klonogener Tumorzellen aus dem Transplantat mit Hilfe physikalischer Trennmethoden war bei Patienten mit soliden Tumoren oder Leukämie nicht erfolgreich. Die Anwendung immunologischer Methoden eröffnet uns neuerdings Wege, durch spezifische Antiseren restliche Tumorzellen im entnommenen Knochenmark zu zerstören, ohne die Regenerationsfähigkeit des Transplantats zu gefährden.

In einer ersten Studie bei Patienten mit akuter lymphatischer Leukämie im Kindesalter wurde bisher von 40 Patienten Remissionsknochenmark entnommen und kryokonserviert. Die Konservierungszeit bei -196°C beträgt 1-48 Monate, die Anzahl an entnommenen nuklearen Knochenmarkzellen im Mittel 4 × 10⁸/kg Körpergewicht (1,9-7,4 × 10⁸ /kg). Die Stammzellviabilität der Referenzproben beträgt nach der Kryokonservierung 80-100%.

Zwei Patienten mit common ALL (cALL) wurden mit autologem Knochenmark transplantiert. Die Vorbehandlung des Transplantates erfolgte durch Inkubation mit spezifischen Antiseren, die eine selektive hohe zytotoxische Aktivität gegen cALL-Zellen besitzen. Ein 7jähriges Mädchen im 3. hämatologischen Rezidiv erhielt nach hochdosierter Chemo- und Radiotherapie 1,9 × 10⁸/kg nukleare Knochenmarkzellen (86 000 CFU-C/kg), die 30 Monate zuvor kryokonserviert worden waren. Der klinische Verlauf war komplikationslos, die Remissionsdauer betrug 6 Monate. Der zweite Patient, ein 8jähriger Junge im 3. hämatologischen Rezidiv, erhielt 3,7 × 10⁸/kg nukleäre Knochenmarkzellen, die 12 Monate bei -196°C kryokonserviert waren. Der Patient verstarb am Tag 7 nach KMT an kardialen Komplikationen. Im Knochenmark fanden sich keine leukämischen Zellen, jedoch eine beginnende Differenzierung normaler Myelopoese und Erythropoese.

Die Ergebnisse zeigen, daß Knochenmarkzellen, die während der Remissionsphase entnommen und mit antileukämischen Antiseren behandelt wurden, in der Lage sind, das Knochenmark des Empfängers neu zu besiedeln und eine hämopoetische Regeneration zu bewirken.