无关联脐带血移植治疗遗传性白质营养不良儿童:一项回顾性研究

简介

遗传性白质营养不良症是一种罕见的遗传性代谢性疾病，由编码代谢酶的基因突变或导致髓鞘发育异常或弥漫性损伤的因素引起。肾上腺脑白质营养不良症(ALD)是一种极长链脂肪酸(VLCFAs)的x -连锁β氧化障碍ABCD1基因突变(1)．有900多种致病变异ABCD1已证实与ALD相关(2)．ABCD1基因突变导致巨噬细胞可塑性受损，改变的小胶质细胞引起促炎环境，导致脑ALD的破坏性脱髓鞘(3.)．神经症状包括视听障碍、智力障碍、认知障碍、行为异常和神经精神障碍。ALD有8种亚型，其中儿童脑性ALD约占所有病例的30%，临床表现最严重。脑ALD发病后,可能出现障碍和痴呆患者随后死亡几个月年(4)．球状细胞白质营养不良症(GLD)是一种常染色体隐性遗传疾病GALC通过缺乏半乳糖脑苷酶活性和随后积累β-半乳糖苷及其衍生物引起脱髓鞘的基因。超过270种不同的突变GALC已收录于人类基因突变数据库(5)．球形细胞白质营养不良包括四种临床亚型:早期婴儿，晚期婴儿，幼年和成人表型。具有早期婴儿表型的患者通常小于6个月大，表现为躁动、抽搐、视听障碍和喂养困难;此外，该病进展迅速，中位生存期仅为2年(6)．或者，晚发型患者表现为运动障碍、视力障碍、智力下降和癫痫发作(7)．

在一些发达国家或地区，新生儿筛查能够早期诊断和干预(8，9)．然而，在像中国这样的发展中国家，新生儿筛查不包括遗传性白质营养不良，患者在诊断前通常有神经功能缺陷，除非他们的家庭中有其他先证者。此外，由于发病隐匿、症状多样性和非特异性，早期诊断很困难。控制饮食和使用糖皮质激素可以缓解一些症状，但这些措施不能改善神经功能缺陷。另外，异基因造血干细胞移植(异体hsct)可以减缓神经病变的进展，促进脑性ALD和GLD儿童的长期生存(8，10- - - - - -12)．此外，并不是所有的遗传性白质营养不良都是可移植的。只有溶酶体白质营养不良症(GLD和变色性白质营养不良症)和小胶质病(ALD和伴有轴索球体和色素胶质的成人发病白质脑病)受益于造血干细胞移植。造血干细胞移植治疗GLD的好处归因于“交叉校正”，在这个过程中，供体细胞分泌的GALC酶与受体宿主细胞的表面受体结合，并通过胞饮作用积累，从而补偿酶的缺陷。如果GALC活性充分，脱髓鞘和神经病变可被预防(13)．相比之下，造血干细胞移植治疗ALD的机制尚不清楚。有人提出，来自供体的单核细胞可以穿过血脑屏障分化为小胶质细胞，这些小胶质细胞有助于恢复ABCD1活动(14)．然而，许多遗传性白质营养不良患者缺乏匹配的同胞造血干细胞供体(MSD)。因此，没有MSD的患者尽快找到一个合适的不相关的供体是至关重要的。不相关的脐带血干细胞(UCB)由于易于分离和HLA相容性要求低而具有优势，为造血干细胞提供了另一种来源。由于遗传性白质营养不良症比较罕见，有关不相关脐带血干细胞移植(UCBT)疗效的病例报道较少。在这里，我们报告了12个连续患者在一个中心接受不相关的UCBT的结果，以确定最有希望的候选人。

患者和方法

病人

本研究纳入2015年4月至2020年3月在复旦大学儿童医院接受无相关性UCBT治疗的所有遗传性白质营养不良患者。诊断依据临床表现、酶检测、神经影像学检查，再经基因测序确认。所有患者均小于18岁，无MSD。所有监护人在移植前均提供了书面知情同意，本研究获得复旦大学儿童医院伦理委员会批准(2016-162)。

UCBT数据和调理方案

根据a、B、Cw、DRB1、DQ的高分辨率分型身份，中国脐带血库提供至少7/10个位点的HLA匹配的无关联UCB。中位总有核细胞(TNC)注入剂量为4.9 × 10⁷/kg(范围，3.0 × 10⁷-15.3 × 10⁷/kg)，中位数CD34⁺细胞剂量为1.55 × 10⁵/kg(范围，0.37 × 10⁵-19.95 × 10⁵/公斤)。条件调节方案包括静脉注射busulfan (Bu) 0.8-1 mg/kg，每6 h静脉注射(总剂量12.8-16 mg/kg)，持续4天，氟达拉滨(Flu) 30 mg/m²静脉滴注5天(总剂量150mg /m²)和环磷酰胺(CY) 50mg /kg/d静脉滴注2天(总剂量100mg /kg)。10例患者使用兔抗人胸腺细胞免疫球蛋白(ATG [Genzyme]， 5 mg/kg)。移植前4天开始口服他克莫司(FK506)以预防移植物抗宿主病(GvHD)。FK506的靶浓度为5 ~ 10 ng/mL。除FK506外，移植后第一天接受了7/10 HLA匹配的UCB患者使用霉酚酸酯(MMF)。

嵌合监测和移植定义

用外周血白细胞通过短串联重复序列技术检测供体-受体嵌合性(15)在移植后2周、1个月、2个月、3个月、6个月、9个月、1年。超过95%的供体来源细胞被定义为完全供体嵌合。绝对中性粒细胞计数>0.5 × 10⁹/L，连续3天定义为中性粒细胞植入，血小板计数>20 × 10⁹连续7天不输注血小板定义为血小板植入。

神经功能评分，表现状况，还有卫矛分数

根据视力、听力、交流、吞咽、排尿和粪便控制、运动和有无无热惊厥的评估，每个患者在ucbt前后都被分配了一个神经功能评分(NFS)。16)．表现状态(PS)按Lansky标准评分(17)．此外，卫矛颅骨磁共振成像(MRI)病变严重程度评分由一名资深放射科医生(18，19)．

支持性治疗

所有患者在中性粒细胞移植前均在独立层流病房接受护理。更昔洛韦(10 mg/kg/天，从适应开始到ucbt前的第1天)和阿昔洛韦(750 mg/m)²/d，从第0天到第270天ucbt +270)用于预防病毒感染，卡泊芬净(50 mg/m)²应用伏立康唑(从中性粒细胞移植开始到每日+180)预防真菌感染，使用磺胺甲恶唑(25mg /kg/天，每周2天，从中性粒细胞移植开始到免疫抑制剂停药后6个月)预防卡氏肺孢子虫感染。从ucbt后+1天开始，患者每2周静脉注射免疫球蛋白(500 mg/kg/剂)，一直持续到b淋巴细胞计数超过200/μL。

统计分析

对基线特征、移植后转归和最近的随访进行描述性统计。采用Kaplan-Meier法估计生存曲线，log-rank检验进行比较。所有统计分析均使用GraphPad Prism 8进行。

结果

移植前的临床情况

本文对12例遗传性白质营养不良患者进行了UCBT治疗。这些患者(p1-p12)的临床和人口统计学特征总结在表1．9 . in表1)被诊断为脑性脑白质性脑白质性痴呆，并有独特的母亲遗传ABCD12例患者(p10和p12)被诊断为幼年型GLD并具有遗传性GALC基因突变。剩下的一个(p11)是p10的兄弟姐妹，携带同样的基因GALC基因突变，白细胞半乳糖脑苷酶活性降低，而移植前的大脑MRI显示正常。中位发病年龄为7岁(范围约3-8岁)。这些患者确诊时的中位年龄为7岁(范围约为0.4-12.7岁)。10例患者(除p3伴ALD、p11伴GLD)移植前出现神经系统症状，11例患者(除p11)移植前颅MRI出现异常白质信号，7例患者(p1、p3、p5-p9)出现肾上腺皮质功能障碍，正在接受糖皮质激素替代治疗。所有ALD患者血清VLCFAs升高，所有GLD患者白细胞半乳糖脑苷酶活性降低。

移植，嵌合和造血重建后ucbt

平均年龄7.2岁(范围0.8-12.9岁)，平均体重24.3 kg(范围8.5-38 kg)。看到表2详细了解移植手术的每个基本特征。所有患者在+14天均表现出完全供体嵌合(CDC)，随访期间嵌合稳定。中性粒细胞移植后中位时间为20天(范围12-33天)，血小板移植后中位时间为29天(范围14-65天)。

预后和移植相关并发症

UCBT后的中位随访时间为36个月(范围1-86个月)。在治疗的12例患者中，2例死亡(均为ALD)， 1例在UCBT后1个月内死于严重肺炎合并败血症，另1例在UCBT后5个月因神经症状快速进展而死于严重肺炎，总生存率为81.8%。4例(33.3%)患者发展为II级急性GvHD，甲泼尼松龙治疗均有效。无慢性移植物抗宿主病病例。半数患者在移植后发生肺部感染，包括两例死亡病例。4例发生巨细胞病毒(CMV)病毒血症，均对更昔洛韦和/或膦甲酸有反应，CMV- dna检测阴性。2例(16.7%)患者因BK病毒感染而发生迟发性出血性膀胱炎，两例患者在水合、利尿、留置导管后病情逐渐缓解。2例(16.7%)患者移植后发生尿路感染，经敏感抗生素治疗成功。最后，1例男性患者在移植后发生自身免疫性溶血性贫血，经血浆交换、利妥昔单抗和甲泼尼松龙控制。然而，神经症状迅速恶化。 See表3了解ucbt后并发症和治疗的详细情况。ALD或GLD患者的Kaplan-Meier总体生存曲线见补充图1．

神经功能评分、表现状况及卫矛在ucbt前和ucbt后打分

神经功能，PS和卫矛移植前后定期评估评分。随访时间超过24个月。只有11例患者(p2除外)可评估神经结局。NFS-“稳定”或NFS-“不稳定”患者的Kaplan-Meier总体生存曲线见补充图2．

在ALD患者中，8例患者(除p3外)在移植前均表现出不同程度的神经功能损害(NFS范围，1-17分)，8例患者在UCBT后6个月内均表现出不同程度的神经症状加重(NFS范围，3-24分)，随后逐渐稳定。6例患者(除p1、p3和p7外)在最后一次随访中表现出较基线更差的NFS。患者6移植后神经症状明显恶化(移植前6分至移植后3个月9分至移植后6个月24分)，并伴有严重的自身免疫性溶血性贫血，随访期间无明显恢复。存活的7例患者(p1, p3, p4, p6-p9)中，患者1和患者7的NFS在最后一次随访时与ucbt前基线相似(图1一个详情)。3例患者(p3、p7和p8)在UCBT后最后一次随访时表现与移植前相同。其余6例患者表现出不同程度的PS恶化，其中2例患者在UCBT后死亡(表4)．所有ALD患者在移植前均表现出不同程度的脑损伤卫矛大多数患者(p8除外)在UCBT后表现出进一步的脑损伤严重程度增加，并在治疗后9个月稳定(图2一个)．值得注意的是，7号患者的血压相对较高卫矛评分(19分)，而NFS相对较低(1分)，移植后获益较大(NFS 1分)卫矛在ucbt后，分数增加了24分。ALD患者的ucbt前后MRI示于补充图三- - - - - -11．

在GLD患者中，两名患者(p10和p12)在移植前表现出神经功能障碍(NFS均为3分)。2例女性GLD患者(p10和p11)为兄弟姐妹。姊姊(p10)的神经系统症状在移植后几乎没有进展，由稳定的NFS和PS (图1 b而且表4详情)。幸运的是，弟弟妹妹(p11)在UCBT前后无影像学病变或神经系统受累。另一名患有GLD的男性(p12)在UCBT前后神经系统也稳定，这可以通过稳定的NFS和PS来证明卫矛移植后评分略有增加。的变化卫矛GLD患者在整个治疗期间的评分见图2 b．GLD患者ucbt前和ucbt后MRI表现见补充图三- - - - - -11．

脂质代谢的变化

大多数存活的ALD患者(p4除外)在治疗后定期测量血清VLCFA浓度。C26:0绝对浓度和C26:0/C22:0比值在ucbt后1年均显著降低(图3)，表示部分恢复ABCD1活动。

讨论

由于缺乏有效的药物，遗传性脑白质营养不良的治疗受到限制。饮食调整和糖皮质激素可以缓解一些症状，但不能改善神经病变，神经病变是功能障碍的主要原因，经常是感染死亡的间接原因。目前，造血干细胞移植是预防神经病变进展和延长生存的唯一途径。儿童期脑型ALD和GLD均为HSCT的指征(11)．而有遗传诊断但无症状的ALD患者应定期接受MRI和神经系统检查，以评估髓鞘状态。当患者临床症状前，但颅脑MRI显示大脑疾病刚刚开始时，患者需要尽早进行移植，以防止进一步恶化和改善预后(20.)．

儿童脑ALD和GLD相关的神经病变进展迅速，因此及时移植至关重要。欧洲血液和骨髓移植学会推荐有血缘关系的供体作为干细胞移植的首选，其次是至少4/6位点匹配的无血缘关系供体。UCB容易获得且富含干细胞(13)．然而，UCB移植的失败率高于骨髓或外周血干细胞。根据最近的报道，对于接受无关联UCBT并降低强度调节或骨髓清除调节的脑性ALD患者，移植率分别为64.3%(9/14)和73.9% (17/23)(21，22)．另一项研究报道了使用无血缘关系供体的UCB进行骨髓清除调节治疗婴儿GLD，移植效果良好(23)．在本研究中，12例患者接受了基于BU/CY的骨髓清除调节治疗，所有患者在移植后2周均表现出完全的供体细胞嵌合，并在随访期间保持稳定。我们的研究强调，在接受UCBT的脑性ALD或幼年GLD患者中，清除髓的调节是优先的。

目前，遗传性白质营养不良还不是中国新生儿筛查的一部分。在大多数患者中，最初的症状是非特异性的，因此诊断常常被延迟，导致移植前神经病变的进展。在我们的患者中，8例脑性ALD患者和2例幼年性GLD患者在移植前有神经系统症状。从发病到UCBT的中位时间为6个月(2-58个月)。这两个卫矛NFS评分显示移植前存在严重的结构和功能神经损伤。虽然移植后神经功能普遍较为稳定，但移植前发生的损伤基本上是不可逆的，这就强调了诊断确认和治疗的紧迫性。

在以往的研究中，UCBT后脑ALD的总生存率在59% - 90%之间，预后因素分析显示，疾病早期、脑成像病变少且范围小、干细胞充足都是预后较好的预测因素(11，16，21，22，24)．在本研究中，脑性ALD患者的总生存率为77.8%。最新的指南建议早期脑性ALD (NFS <2和卫矛评分<10)应接受干细胞移植。相反，考虑到移植相关死亡率的高风险和很少的神经益处，建议晚期脑白质硬化患者进行自然历史研究或临床试验(25)．在我们的研究中，只有2例患者处于脑性ALD的早期阶段，且均在UCBT后神经功能稳定。另外，其余7例晚期脑性脑白质变性患者也在中国1980年至2016年实施的独生子女政策背景下接受了UCBT治疗。尽管HSCT存在显著的风险，但没有其他有效的治疗方案。父母/监护人充分了解移植可能的不良预后，他们仍然坚持接受移植，以挽救他们唯一的孩子的生命。需要注意的是，HSCT在这种情况下属于同情使用。

一般来说，青少年型GLD的预后较婴儿亚型GLD好。然而，青少年发病患者往往没有典型的表现，使诊断困难和延迟(26)．有家族病史或通过新生儿筛查确诊的婴儿GLD应迅速进行移植，而因临床症状确诊的婴儿因进展迅速而不建议进行造血干细胞移植(25)．无症状的GLD新生儿通过UCBT可获得100%的植入和100%的存活，移植后髓鞘逐渐形成，发育技能逐渐提高(27)．Yoon等人发现，HSCT不仅延长了婴儿GLD患者的寿命，而且改善了包括认知和语言功能、粗大和精细运动发展在内的功能能力(28)．Langan等人也报道了GLD症状后移植患者存活率提高的证据。29)．青少年型GLD患者的移植比婴儿型GLD患者少。然而，一些报告表明，青少年GLD患者可以从该手术中获益(30.，31)．在本研究中，所有青少年GLD患者在UCBT后存活，神经功能稳定。我们的研究结果支持在幼年型GLD中进行主动移植以稳定神经功能。

移植物抗宿主病和感染是移植后常见的并发症。与来自骨髓或外周血的干细胞相比，UCB的免疫原性较低，因此UCBT后严重GvHD的发生率相对较低(以往报道仅为20% ~ 35%左右)(11)．在本研究中，无慢性或重度GvHD病例，只有4例急性II级GvHD对糖皮质激素治疗有反应。遗传性脑白质营养不良患儿在预处理后，由于神经病变和免疫功能差，可能出现咳嗽反射弱、尿失禁等症状，合并可增加肺部和尿路感染的风险。事实上，先前的研究发现，移植后与疾病进展相关的严重感染是遗传性白质营养不良儿童死亡的主要原因(11)．在本研究中，12例患者中有6例在移植后发生肺部感染，2例死亡，另有4例发生巨细胞病毒血症。幸运的是，这些CMV病毒血症病例经更昔洛韦或膦甲酸治疗后治愈。另外，2例尿路感染和2例出血性膀胱炎患者通过抗生素治疗或支持治疗得到改善。因此，遗传性白质营养不良的UCBT后的临床结局可能通过加强护理以预防肺部感染而得到改善。

遗传性脑白质营养不良患者移植后神经功能预后受多种因素影响，包括移植前疾病严重程度、移植后供体嵌合水平、GvHD严重程度以及其他移植相关并发症，尤其是肺部感染。目前，关于预后的研究多集中在生存率上，少数研究对神经功能进行了纵向评估。Chiesa等人发现，在ALD患者中，早期疾病组与晚期疾病组相比，HSCT后神经功能的稳定更大(22)．Peters等人发现，只有16%的移植前神经功能缺损的脑性脑白质病变患者在移植后表现出改善，而56%的移植前无神经功能缺损的患者在移植后无神经功能缺损(32)．Allewelt等人发现，在小于30天龄时接受HSCT的早期婴儿GLD患者有更有利的结果，特别是在活动、交流和喂养方面(23)．Van den Broek等人发现，在移植前功能状态评分轻度下降的遗传性脑白质病变患者中，50%在移植后保持稳定，而50%在移植后出现神经功能恶化(11)．在这种情况下，疾病进展可能发生在大量移植前酶的不足。

的卫矛头颅MRI评分有助于客观评估病变严重程度。Kato等人发现卫矛对于无内囊受累者的ALD患者，HSCT后评分稳定或改善(21)．在我们的研究中，只有3例ALD患者内囊影像正常。他的神经功能正常卫矛得分在UCBT后18个月稳定。另外，脑性ALD患者7的脑卒中发生率较高卫矛评分(累及顶枕额白质、胼胝体、视觉通路、听觉通路、内囊、基底神经节、脑干)，而神经功能评分较低(NFS = 1)，无视听功能障碍，且该患者移植后获益最大(NFS = 1)。因此，我们推测神经功能可能是HSCT预后的主要预测因素而非卫矛得分。

结论

无关联UCBT对轻度或无神经症状的脑性ALD患者更有效。因此，在实质性进展前的早期诊断和及时治疗是至关重要的。相比之下，对于疾病进展迅速、神经功能受损严重的脑性ALD患者，UCBT的潜在价值是有限的，因此家长应谨慎管理期望。在晚期脑性ALD患者没有有效治疗的情况下，只有以延长患者寿命为目的，而不是改善神经功能的情况下，才可以参加移植手术。此外，父母/监护人应充分了解与治疗相关的发病率和死亡率的风险。UCBT是安全的，有助于稳定青少年GLD患者的神经功能。

数据可用性声明

在当前研究过程中生成和/或分析的数据集可根据合理要求从通讯作者处获得。

道德声明

人体参与的研究由复旦大学儿童医院伦理委员会审核通过。参与本研究的书面知情同意由参与者的法定监护人/近亲属提供。

作者的贡献

XZ和XQ设计了本研究。HW、SZ、YW和XZ提供管理支持。WJ、SZ、YW、XQ参与患者管理。PW, XD, QS和CS收集和组装数据。PW、XD、QS、WJ、CS和HW对数据进行分析和解释。PW和XD写了这篇文章。所有作者都对文章做出了贡献，并批准了提交的版本。

资金

本研究得到上海市科学技术委员会(21Y31900302)和国家重大疾病多学科协同诊疗能力建设项目的资助。

致谢

我们感谢所有患者及其家属对这项研究的信任。预印本已出版(33)．

利益冲突

作者声明，该研究是在不存在任何可能被解释为潜在利益冲突的商业或金融关系的情况下进行的。

出版商的注意

本文中表达的所有主张仅代表作者的观点，并不代表其附属组织的观点，也不代表出版商、编辑和审稿人的观点。任何可能在本文中进行评估的产品，或可能由其制造商做出的声明，都不得到出版商的保证或认可。

补充材料

本文的补充材料可在以下网址找到://www.gosselinpr.com/articles/10.3389/fneur.2022.999919/full#supplementary-material

参考文献