G-CSF u zdravých dárců. Bezpečný nebo škodlivý?

Souhrn

Růstový faktor granulopoezy (filgrastim, G-CSF) je standardní mobilizační cytokin, který se používá více než desetiletí k přípravě alogenních dárců před odběrem hemopoetických progenitorových buněk aferézou. Zatímco jeho krátkodobé působení je dostatečně známé, dlouhodobý efekt na zdraví dárce je méně prozkoumán stejně jako celý mechanismus mobilizace. Přestože dosud nebyl žádný negativní vliv krátkodobé aplikace filgrastimu na zdravého jedince prokázán, probíhá stále diskuse o možné souvislosti se zvýšeným rizikem vzniku nádorového onemocnění zejména leukemie. Maximální ochrana zdraví dárce je základním pravidlem alogenních odběrů hemopoetických progenitorových buněk. Medicínské a etické aspekty dárcovství vyžadují, abychom si problematiku dlouhodobých účinků aplikace G-CSF uvědomovali při každodenní práci s alogenními dárci. Je vhodné snížit zátěž dárce filgrastimem na nezbytné minimum, poučit dárce o současném stavu znalostí o dlouhodobých účincích filgrastimu a také prodloužit dostatečně dobu sledování dárců po odběru.

Klíčová slova:
filgrastim, zdraví dárci, periferní kmenové buňky, leukemogeneze

Úvod

Hemopoetické progenitorové buňky mobilizované z periferní krve zdravých dárců (periferní kmenové buňky, PBSC) jsou v současné době preferovaným zdrojem krvetvorných buněk. V roce 2005 bylo dle údajů Evropské skupiny pro transplantaci kostní dřeně (EBMT) 74 % alogenních transplantací provedeno s využitím periferních kmenových buněk, kostní dřeň byla transplantována 26 % příjemců. Nelze vyloučit, že se uvedený poměr může dále zvýraznit ve prospěch PBSC. Tento trend souvisí se zvyšujícími se počty transplantací s redukovanou přípravou a také s novými možnostmi manipulace transplantátu, které vyžadují větší množství progenitorových buněk.

Celosvětově podstupují každoročně tisíce zdravých příbuzných i nepříbuzných dárců mobilizaci a odběr PBSC. V posledních měsících se znovu oživila diskuse o bezpečnosti podávání růstového faktoru granulopoezy (G-CSF, filgrastim), který je standardním mobilizačním cytokinem u zdravých dárců, respektive o bezpečnosti růstových faktorů jako takových.

Několik recentních publikací se zabývá rizikem vzniku sekundární leukemie v souvislosti s aplikací G-CSF, a to jak u zdravých dárců (1), tak u onkologicky nemocných (2). Objevila se také varování týkající se erytropoetinu, jehož nevhodná aplikace může zhoršovat přežití některých onkologických pacientů. Podávání filgrastimu zdravým dárcům a zejména jeho eventuální dlouhodobé účinky představují velmi citlivé téma, kterému je věnováno toto sdělení.

Mobilizace zdravých dárců

Bezpečnost G-CSF jako mobilizačního cytokinu pro alogenní odběry PBSC má zcela zásadní důležitost vyplývající ze skutečnosti, že je aplikován zdravým dobrovolníkům.

Aplikace filgrastimu zdravým dárcům je dobře tolerovaná a spojená s mírnými nežádoucími účinky jako jsou subfebrilie, bolesti kostí a hlavy, únava nebo nauzea, které jsou vázané na krátké období stimulace. Změny v krevním obraze (pokles neutrofilů, lymfocytopenie) přítomné u části dárců jsou přechodné a normalizují se spontánně během několika týdnů (3, 4). Závažnější nebo dokonce život ohrožující události jsou extrémně vzácné (v roce 2005 bylo hlášeno 16 komplikací na 7500 odběrů periferních kmenových buněk nebo kostní dřeně od nepříbuzných dárců, což odpovídalo méně než 0,2 % odběrů, údaje WMDA – viz níže). Filgrastim navozuje aktivaci koagulace i endotelu a může zvyšovat riziko vzniku trombotických příhod u predisponovaných jedinců (5). Popsané případy cerebro- nebo kardiovaskulárních příhod vzniklých v souvislosti se stimulací jsou však ojedinělé. Stejně výjimečnou komplikací je spontánní ruptura sleziny (6).

Dlouhodobé účinky nejsou zdaleka tak dobře definované, a přestože se G-CSF v této indikaci používá již cca 15 let, nejsou stále vyloučeny pochybnosti o jeho možném vlivu na vznik hematologických onemocnění, především leukemií. Je třeba zdůraznit, že do současné doby nebyla prokázána žádná asociace mezi krátkodobou aplikací G-CSF zdravým dárcům a eventuálním zvýšeným výskytem maligních onemocnění. Existuje řada menších studií (3, 4, 7, 8) s mediánem sledování maximálně 3 roky, které neprokázaly zvýšené riziko vzniku leukemie či jiného nádorového onemocnění po stimulaci G-CSF. Ojedinělé případy dárců, u kterých došlo k rozvoji malignity, nevybočovaly z očekávané incidence nádorových onemocnění v dospělé populaci příslušného věku. Zčásti se navíc jednalo o příbuzné dárce pacientů s leukemií, kde je riziko vzniku leukemie 2–3krát vyšší ve srovnání s ostatní populací (9, 10). Také recentní Bennettova (1) studie, která vyvolala vlnu polemiky v odborném tisku, nepředkládá přesvědčivé důkazy o leukemogenním efektu G-CSF. Počet dárců, na kterých se provádělo hodnocení, byl pouze kolem 200 a jediné dva případy leukemie se objevily u příbuzných dárců. Vliv G-CSF na vznik leukemie zůstává tedy spekulativní a dostupná data se musí interpretovat uvážlivě.

Data z registrů dárců

Registry nepříbuzných dárců mají možnost analyzovat průběh mobilizace na velkých souborech zdravých jedinců. Největší americký registr dárců (NMDP) informoval o souboru cca 4000 dárců sledovaných minimálně rok po odběru (pouze 897 dárců déle než 4 roky), mezi kterými se vyskytlo 20 případů nádorových onemocnění různých orgánů. Neobjevila se žádná hematologická malignita (11). Německý registr dárců (DKMS) při vyhodnocení skupiny cca 7000 dárců odebraných po stimulaci G-CSF nezjistil zvýšený výskyt malignit (12). Také EBMT nenalezla při retrospektivním vyhodnocení dat alogenních dárců odebraných v letech 1990 až 2003 rozdíly ve výskytu hematologických malignit mezi dárci kostní dřeně a periferních kmenových buněk (13).

Zkušenosti Českého národního registru dárců dřeně (ČNRDD) a Hematologicko-onkologického oddělení FN Plzeň odpovídají citovaným údajům. Z celkového počtu 243 mobilizovaných alogenních dárců byl vznik nádorového onemocnění zaznamenán pouze u jediného příbuzného dárce (ca plic, 0,01 %). 80 % dárců bylo sledováno minimálně po dobu jednoho roku. Ve skupině příbuzných dárců byla přítomna nižší míra spolupráce při dispenzarizaci než mezi nepříbuznými dárci.

Při použití registrových dat s velkými počty dárců lze konstatovat, že po aplikaci G-CSF nedochází ke změně výskytu nádorových onemocnění, neboť množství uváděných malignit odpovídá očekávané incidenci v dospělé populaci a neliší se signifikantně od výskytu mezi jedinci, kteří nebyli G-CSF exponováni.

Nedostatkem většiny studií (z jednoho centra i registrových) je omezená doba sledování zřídka výrazněji přesahující jeden rok. Tím se snižuje výpovědní hodnota dat i přes velké počty sledovaných subjektů v registrových souborech. Doba sledování je kratší než doba potřebná ke vzniku maligního onemocnění a při extrémně nízkém riziku musí být dárci sledováni řadu let, aby mohlo být eventuální zvýšené riziko vzniku leukemie prokázáno. K posouzení rizika by bylo potřeba sledovat více než 2000 dárců po dobu minimálně 10 let, aby bylo možno detekovat desetinásobné zvýšení rizika vzniku leukemie po podání G-CSF. Detekce menšího rizika, které předpokládáme, by vyžadovala samozřejmě větší soubory (14). Dosavadní data tedy mohou být nepřesná. Situaci stěžuje také fakt, že dlouhodobý kontakt s dárci je často z různých důvodů problematický. Obecně jsou pro detekci takto malého rizika vzniku nádorového onemocnění potřeba velké soubory dárců a kvalitní data z registrů tak představují jedinou alternativu.

Mezinárodní asociace registrů dárců dřeně (WMDA) provedla v roce 2006 průzkum mezi registry dárců ohledně délky sledování aplikované po odběru PBSC. 26 % registrů sleduje dárce 1 rok, 21 % 5 let, 18 % 10 let a 18 % celoživotně. Dosavadní praxe amerického registru (NMDP) je sledovat dárce jeden rok (Melissa Love, osobní komunikace). Dárci Českého národního registru dárců dřeně (ČNRDD) jsou všichni sledováni po dobu jednoho roku. Dárci odebíraní od roku 2005 budou sledováni po dobu čtyř let. Také nové doporučení standardů WMDA zavádí pojmy krátkodobé a dlouhodobé sledování dárce, které jsou definovány jako jeden rok rozšířený na minimálně čtyři roky po odběru. Česká legislativa tento problém detailně neupravuje a vyhláška MZ o zdravotní způsobilosti dárce tkání a orgánů pro účely transplantací (437/2002 Sb.) ukládá pouze kontrolní vyšetření infekčních markerů 6 měsíců po odběru a „dispenzarizaci žijícího dárce s ohledem na odebranou tkáň nebo orgán“. Nabízí se tedy přijetí konsensu a doporučení WMDA i pro naše podmínky.

WMDA provozuje pod záštitou své klinické pracovní skupiny od roku 2001 registr nežádoucích reakcí a událostí (SEAR – Serious events and adverse effects registry), do kterého hlásí registry dárců závažné nežádoucí události a nežádoucí reakce vzniklé u nepříbuzných dárců v souvislosti s darováním. V roce 2005 se projektu zúčastnilo 73 % všech registrů sdružených do WMDA a frekvence nahlášených událostí byla 0,2 %. Jednalo se výhradně o časné komplikace, informace o dlouhodobých vlivech odběru nejsou bohužel v registru zatím dostupné.

Dlouhodobá aplikace G-CSF

V porovnání s krátkodobou aplikací G-CSF v rámci mobilizace zdravých dárců může nést dlouhodobé podávání u pacientů s těžkou kongenitální neutropenií určitá rizika. Pacienti s těžkou kongenitální neutropenií mají dle SCNIR (Severe Chronic Neutropenia International Registry) kumulativní incidenci AML/MDS 21 % po desetiletém užívání G-CSF (15). Protože však onemocnění má vrozeně zvýšené riziko leukemické transformace, je míra rizika daná aplikací G-CSF obtížně postižitelná a neznámá. Pacienti zařazení do studie byli navíc všichni léčeni G-CSF, takže neexistuje kontrolní skupina. Autoři nicméně pozorovali statisticky signifikantní asociaci mezi dávkou G-CSF a rizikem vzniku AML/MDS. U některých jiných leukopenií, které nejsou spojené se zvýšeným rizikem AML/MDS (cyklická nebo idiopatická neutropenie), nebyl zvýšený výskyt leukemií po dlouhodobé aplikaci G-CSF pozorován (16). Tato fakta tedy nemají žádný dopad na krátkodobou pětidenní aplikaci filgrastimu u zdravých dárců.

V minulosti byl opakovaně diskutován vliv G-CSF na stimulaci růstu leukemické populace u pacientů s akutní myeloidní leukemií. Tyto obavy byly dány především nálezem receptorů pro růstové faktory na myeloidních blastech. Klinické studie však ukázaly, že filgrastim nemá žádný negativní vliv na prognózu pacientů s AML a že procento dosažených remisí i intervaly přežití jsou stejné bez ohledu na podávání G-CSF (17–20). Lze spekulovat, že pozitivní efekt G-CSF na urychlení reparace krvetvorby a zkrácení období febrilní neutropenie může být negován proliferativním efektem na leukemický klon, a že tedy ve výsledku je vliv na EFS a OS neutrální. Eventuální leukemogenní efekt nelze sice jednoznačně vyloučit, stále však může benefit při aplikaci intenzivní chemoterapie převažovat nad rizikem.

Vliv G-CSF na DNA

Celý mechanismus mobilizace a působení G-CSF zůstávají nedostatečně prozkoumány. Řada prací se pokusila studovat efekt G-CSF na funkci a stabilitu DNA. Někteří autoři prokázali vznik specifických genetických abnormalit u dárců po stimulaci G-CSF. Nagler nalezl v lymfocytech dárců mobilizovaných G-CSF epigenetické (ztráta replikační synchronizace) a genetické změny (aneuploidie) podobné těm, jaké se pozorují v lymfocytech pacientů s malignitami (21). Přechod ze synchronní do asynchronní alelické replikace je obecný fenomén vyskytující se u nádorů a lze jej nalézt jak u pacientů s lymfomy, tak v periferních lymfocytech pacientů se solidními nádory. Změny v načasování replikace způsobené G-CSF jsou krátkodobé a po několika měsících se lymfocyty vracejí do normálního fungování replikace odpovídajícímu kontrolním subjektům. Na druhou stranu aneuploidie přetrvává delší dobu, až 9 měsíců po podání filgrastimu. Přesný molekulární mechanismus vlivu G-CSF na načasování replikace není zcela jasný, jde však o vratný epigenetický proces pravděpodobně doprovázený hypermetylací. G-CSF svým genetickým zásahem může teoreticky odkrýt recesivní mutované geny a stát se jedním z faktorů přispívajícím do procesu vzniku nádoru. Zvláštní pozornost by měla proto být věnována podávání G-CSF dárcům, kteří mají nějakou predispozici k nádorovému onemocnění. Jiná práce podobně prokázala přechodný vliv G-CSF na destabilizaci DNA v leukocytech periferní krve (22), která odezněla 1–2 měsíce po stimulaci. Popisován je i vznik tetraploidních zralých myeloidních buněk v periferní krvi (23). Tato změna nepostihovala CD34+ buňky a lze spekulovat, že může být dána antiapoptotickým působením G-CSF, v jehož důsledku nepodlehnou apoptóze buňky, které vynechaly dělení na úrovni promyelocytů. Uvedené studie tedy prokázaly, že aplikace G-CSF zdravým dárcům vede k přechodným epigenetickým a genetickým změnám v lymfocytech a ostatních zralých leukocytech periferní krve. Laboratorní zjištění jsou dále extenzivně studována, nicméně ani tímto způsobem nebyla dosud souvislost mezi G-CSF a leukemogenezí prokázána a význam těchto genetických změn je nejistý.

Optimální dávka G-CSF?

Optimální dávka a frekvence dávkování výhodné pro získání požadovaného výtěžku progenitorových buněk za současné minimalizace toxicity pro dárce nejsou jednoznačně stanoveny. Řada studií prokázala na zdravých dárcích nebo na onkologických pacientech závislost efektu G-CSF na dávkování v širokém rozmezí od 5 do 30 μg/kg (24, 25). Za standardní dávku G-CSF pro zdravé dárce je většinou center považováno 10 nebo 16 mmmg/kg (26). EBMT doporučuje mobilizovat dárce G-CSF v dávce 10 μg/kg/den se zahájením leukaferéz po podání čtvrté dávky filgrastimu (27).

Akutní nežádoucí účinky filgrastimu jsou závislé na dávce (25, 26, 28). Vyšší dávka G-CSF (16 μg/kg a výše) je spojena s častější akutní toxicitou, přestože někteří autoři výraznější toxicitu při zvýšení dávky filgrastimu nepozorovali (29). Vyšší dávka zpravidla znamená větší leukocytózu a také významnější pokles trombocytů (29). Na druhé straně vyšší dávky filgrastimu umožňují získat větší množství CD34+ buněk (24, 25, 29). Bohužel některé práce srovnávající různé dávky porovnávali aplikaci jednou vs. dvakrát denně, čímž mohlo být porovnání efektivity při různém dávkování zkresleno.

Farmakokinetický profil G-CSF u zdravých dárců (30, 31) ukazuje dosažení maximální sérové koncentrace po subkutánním podání během 2–8 hodin. Nejvyšší hladiny cirkulujících CD34+ buněk je dosaženo za 6–12 hodin po injekci při dávce 5 μg/kg (32). Clearance G-CSF se zvyšuje s rostoucí leukocytózou v průběhu stimulace a pro udržení účinné mobilizační hladiny je potřeba vyšších dávek. Při leukocytóze nad 20 x 10⁹/l klesá sérová hladina G-CSF po podání dávky 10 μg/kg během 12 hodin pod hladinu 10 ng/ml, která poskytuje maximální klonogenní stimulaci prekurzorů in vitro (31, 33).

S ohledem na farmakokinetiku a relativně krátký eliminační poločas filgrastimu (3–4 hodiny) je rozdělení denní dávky do dvou aplikací efektivnější ve srovnání s aplikací stejného množství v jedné denní dávce (34, 35). Zejména při potřebě velkého výtěžku CD34+ buněk, kdy se zvažuje podávání vyšších dávek filgrastimu nesoucích zvýšené riziko výskytu vedlejších účinků, se nabízí jako možné řešení aplikace menší resp. standardní dávky rozdělené do dvou denních dávek. Na druhé straně není podávání filgrastimu ve dvou denních dávkách logisticky vždy možné a záleží na individuálních podmínkách konkrétního centra a dárce.

Závěr a doporučení

Transplantace alogenních periferních kmenových buněk je standardní procedurou využívanou déle než jedno desetiletí. Přestože diskuse o bezpečnosti odběru PBSC pro dárce se opakovaně vrací, nebyly dlouhodobé škodlivé účinky G-CSF prokázány. Je však nezbytné dlouhodobé efekty G-CSF dále studovat v epidemiologických studiích vedených transplantačními registry a registry dárců. Lze očekávat, že budou přibývat další studie, které ověří změny DNA způsobené G-CSF, a budou se objevovat i další informace o nových mobilizačních molekulách jako AMD3100, které se mohou v budoucnu stát součástí stimulačních schémat a snížit zátěž dárců G-CSF.

Diskuse o bezpečnosti nebo možné škodlivosti by měla směřovat k některým praktickým postupům, které by se mohly promítnout do každodenní práce s dárci. Uvádíme pravidla uplatňovaná Hematologicko-onkologickým oddělením a Českým národním registrem dárců dřeně, která vycházejí z našich zkušeností a literárních údajů.

1. Nezvyšovat zátěž dárce G-CSF. Používat dávku 10 μg/kg/den po dobu maximálně 5 dní, čímž se omezí mimo jiné akutní toxicita (flu-like příznaky) růstového faktoru, která je dependentní na dávce. Pokud se dárce ukáže být „poor mobilizerem“ a zvažuje se zvýšení dávky G-CSF, upravit až poslední dávku před poslední aferézou. Samozřejmostí musí být získání informovaného souhlasu dárce, jinak nesmí být dávka upravena. Vyšší dávkování by mělo být zvažováno v případech, kdy je požadováno velké množství CD34+ buněk z důvodu plánované manipulace se štěpem jako např. různé imunoselekční procedury, provádění haploidentických transplantací apod. Případné opakování stimulace posuzovat individuálně ve spolupráci s etickou komisí registru dárců nebo zdravotnického zařízení. I přes malou pravděpodobnost vzniku potencionálně fatálních (akutních) komplikací je nezbytné aplikovat filgrastim pod dozorem zdravotníka a dárce po celou dobu stimulace pravidelně monitorovat (minimálně vitální funkce, krevní obraz).
2. Při pohovoru s dárcem před stimulací informovat dárce o současném stavu znalostí o rizikovosti podávání G-CSF zdravému jedinci. Uvést, že vliv G-CSF ve vztahu ke vzniku maligního onemocnění je neznámý, ale že na základě omezených dlouhodobých zkušeností nebyla dosud takováto souvislost prokázána. Tyto informace musí být uvedeny také v písemné podobě v souhlasu s odběrem. WMDA doporučila zahrnout do informovaného souhlasu a poučení dárce následující prohlášení: „Každý jedinec je vystaven během života riziku vzniku nádorového onemocnění včetně leukemie, lymfomu nebo jiného krevního onemocnění. Filgrastim stimuluje růst normálních krevních buněk. U některých pacientů s nádorovými nebo krevními onemocněními může stimulovat leukemický růst krevních buněk. Není známo, zda filgrastim zvyšuje nebo snižuje riziko vývoje nádorového onemocnění u konkrétního jedince. Na základě sledování zdravých jedinců, kteří dostávali filgrastim, nebyla dosud prokázána žádná dlouhodobá rizika. Údaje, které jsou shromažďovány během sledování dárců, pomohou stanovit, zda existují nějaké pozitivní nebo negativní dlouhodobé účinky podávání filgrastimu“ (setkání klinické pracovní skupiny WMDA, Orlando, 10. 12. 2006).
3. Do dotazníku dárce by měl být vložen dotaz na výskyt leukemie v úzké rodině dárce. Informace bude sloužit k dlouhodobým epidemiologickým studiím registrů a není důvodem k vyloučení z dárcovství.
4. Prodloužit dlouhodobé sledování dárců, příbuzných i nepříbuzných, se snahou o získání přesných a kvalitních dat. Jako minimální se jeví doba sledování 4 roky (dle doporučení WMDA). Nelze vyloučit, že v této oblasti dojde k mezinárodnímu konsensu a že se registry dárců dohodnou na jednotné době sledování, která může být i delší (10 let). Prodloužení dispenzarizačního období bude klást zvýšené nároky na registry, dárcovská i transplantační centra. Důležité je zajistit kompletní informace od co největšího počtu sledovaných dárců.
5. Podporovat provádění cytogenetických studií u dárců k detekci genetických změn lymfoidní a myeloidní linie vlivem G-CSF a případně sledování jejich perzistence.
6. Hlásit nežádoucí reakce u dárců do koordinačních center registrů (nepříbuzní dárci) nebo na transplantační centra (příbuzní dárci). Registry zajistí další hlášení reakce nepříbuzných dárců do mezinárodní databáze.

MUDr. Daniel Lysák

Hematologicko-onkologické oddělení

Fakultní nemocnice Plzeň

Alej Svobody 80

304 60 Plzeň

Dodáno redakci: 14. 5. 2007

Přijato: 20. 7. 2007