Perifer stamcellehøsting (CD34+-utbytte)

Klinisk bakgrunn

Ved hematopoetisk stamcelletransplantasjon er antallet innhøstede CD34+-celler per kilogram kroppsvekt den enkeltstående viktigste bestemmende faktoren for engraftment. Spørsmålet kalkulatoren besvarer, er operativt: hvis pasientens CD34+-antall i perifert blod før aferese er kjent, hvor mye blod må prosesseres for å nå transplantasjonsdosen, og er én høstingsøkt nok? Uten en prediksjonsmodell blir beslutningen om aferesevolum og varighet et grovt overslag, med risiko for enten utilstrekkelig høsting eller unødvendig lang prosedyre med økt sitrattoksisitet som følge.

Beregning av perifer stamcellehøsting

Kalkulatoren bygger på en rett frem konstruert massebalanse: det totale antallet CD34+-celler som passerer aferesemaskinen, er produktet av CD34+-konsentrasjonen i perifert blod og det prosesserte blodvolumet, og andelen som faktisk samles inn, er høsteeffektiviteten. Formelen er:

$$\text{Forventet utbytte} = \frac{\text{CD34}^+\text{-antall før aferese (celler/}\mu\text{L)} \times \text{prosessert blodvolum (L)} \times \text{høsteeffektivitet (andel)}}{\text{pasientens vekt (kg)}}$$

Resultatet oppgis i $\times 10^6$ CD34+-celler/kg. Høsteeffektiviteten, noen ganger kalt CE2 (collection efficiency 2), er andelen av CD34+-cellene som passerer separatoren og faktisk samles inn. Den varierer med aferesemaskin, operatørens ferdigheter og venøs tilgang, og oppgis vanligvis i intervallet 40 til 70 prosent [1,2].

Det kliniske grunnlaget for sammenhengen mellom CD34+-dose og engraftment ble lagt av Weaver og medarbeidere, som analyserte 692 pasienter som gjennomgikk myeloablativ kjemoterapi etterfulgt av infusjon av perifere stamceller høstet etter cyklofosfamidbasert mobilisering med eller uten G-CSF [3]. I en Cox-regresjon var CD34+-innholdet i høstingsproduktet den enkeltstående sterkeste prediktoren for både nøytrofil- og trombocyttrestitusjon ($P = 0{,}0001$ for begge). Forfatterne kunne ikke definere en streng minimumsdose, men fant at $\geq 5{,}0 \times 10^6$ CD34+-celler/kg var optimalt for rask engraftment, mens pasienter som trengte to mobiliseringsprosedyrer for å nå $\geq 2{,}5 \times 10^6$/kg, hadde langsommere trombocyttrestitusjon [3].

Tolkning i praksis

Kalkulatoren gir et forventet utbytte per høstingsøkt. Tolkningsbåndene styres av transplantasjonsdosen snarere enn av selve skåren:

Ved planlegging av aferesen kan formelen brukes baklengs: hvis måldosen er $5 \times 10^6$/kg og høsteeffektiviteten er kjent, kan nødvendig prosessert blodvolum beregnes ut fra det målte CD34+-antallet før aferese. Dette er særlig verdifullt ved lave perifere CD34+-tall, der det tidlig kan bli klart at målet ikke nås, og beslutning om rescue-mobilisering (for eksempel plerixafor) kan tas før aferesen starter.

Validering og ytelse

Formelen er validert i flere uavhengige kohorter med varierende populasjoner og aferesemaskiner.

Almeida-Neto og medarbeidere validerte formelen hos 307 allogene givere som ble høstet mellom 2006 og 2015 med COBE Spectra [1]. De brukte en median høsteeffektivitet på 43 prosent (interkvartilbredde ikke rapportert i detalj). Forutsagt og observert høsting korrelerte med $r = 0{,}775$ ($P < 0{,}0001$). Median observert høsting var $5{,}70 \times 10^6$/kg, sammenlignet med median forutsagt $5{,}75 \times 10^6$/kg, noe som indikerer god kalibrering på gruppenivå. I 75 prosent av prosedyrene ble $\geq 4 \times 10^6$/kg nådd med én enkelt økt. Givere med kroppsvekt under 67 kg hadde dårligere mobilisering (OR 0,44), mens WBC $> 40 \times 10^9$/L og trombocytter $\geq 200 \times 10^9$/L på høstingsdagen predikerte god mobilisering [1].

Jacob og medarbeidere utviklet en forenklet prediksjonsmodell hos 133 høstinger (111 autologe, 22 allogene) ved Memorial Sloan Kettering, utført på både COBE Spectra og Spectra Optia [2]. Gjennomsnittlig høsteeffektivitet (CE2) var 61,4 prosent, altså betydelig høyere enn i den brasilianske kohorten, noe som gjenspeiler forskjeller i utstyr, operatør og pasientpopulasjon. Deres power-regresjonsmodell ($y = 12{,}11x^{0{,}92}$) oppnådde $r = 0{,}96$ mellom forutsagt og observert absolutt CD34+-høsting, med lavere root mean square error (228,4) enn to tidligere publiserte formler (henholdsvis 330,8 og 405,2). Subgruppeanalyser viste at prediksjonsnøyaktigheten var dårligere ved multippelt myelom og ved høye perifere CD34+-tall, noe som er forventet fordi variansen i høsteeffektivitet øker ved høy cellebelastning [2].

Sheppard og medarbeidere validerte en target value-tailored-metode hos 1252 høstinger (836 autologe, 176 allogene i Ottawa, samt 240 autologe i en ekstern valideringskohort i London) [4]. Korrelasjonen mellom forutsagt og observert CD34+-høsting var $r = 0{,}90$ i Ottawa-kohorten og $r = 0{,}9186$ i den eksterne valideringskohorten. Mobilisering med kjemoterapi pluss G-CSF dominerte i Ottawa (89 prosent), mens London-kohorten ble mobilisert med G-CSF alene, og modellen presterte godt i begge [4].

Samlet viser studiene at formelen gir et robust estimat, men at korrelasjonsstyrken og framfor alt høsteeffektiviteten varierer med utstyr, operatør, mobiliseringsregime og pasientpopulasjon. En lokal validering av høsteeffektiviteten er derfor nødvendig før formelen brukes rutinemessig ved en ny avdeling.

Begrensninger

Høsteeffektiviteten er ikke en universell konstant. Den antatte andelen er den enkeltstående største feilkilden i kalkulatoren. I litteraturen varierer CE2 fra omtrent 30 prosent i konservative anslag til over 60 prosent på moderne separatorer med erfarne operatører [1,2]. Å bruke en generell høsteeffektivitet uten lokal validering kan føre til systematisk over- eller underestimering av utbyttet. Klinikere anbefales å beregne sin egen median-CE2 retrospektivt ut fra tidligere høstinger.

Formelen forutsetter stabil CD34+-konsentrasjon gjennom hele prosedyren. I praksis kan CD34+-tallet i perifert blod endre seg under aferesen, særlig ved lang prosedyre eller hvis mobiliseringen ikke er i likevekt. Det perifere CD34+-tallet før aferese er en øyeblikksverdi og tilnærmer gjennomsnittskonsentrasjonen under prosedyren, men ved store volumer kan rekruttering av CD34+-celler fra benmargen, eller omvendt uttømming, gjøre tilnærmingen grov.

Lave CD34+-tall forsterker feil. Ved perifere CD34+-tall under 20 celler/μL blir prediksjonen mer usikker, dels fordi flowcytometrisk måling har høyere relativ varians i dette området, dels fordi små variasjoner i høsteeffektivitet får stor absolutt betydning for om måldosen nås. I Jacob-kohorten økte RMSE med stigende CD34+-intervall, men den kliniske konsekvensen av feil er størst ved lave tall, der beslutningen om i det hele tatt å starte aferese står på spill [2].

Pediatriske pasienter og lav kroppsvekt. Ved lav pasientvekt blir utbyttet per kilogram høyere for samme absolutte høsting, men det prosesserte blodvolumet begrenses av totalt blodvolum og sitrattoksisitet. Formelen gjelder formelt, men praktiske begrensninger i prosesserbart volum kan gjøre det umulig å nå måldosen i én økt uansett hva kalkulatoren forutsier.

Autologe pasienter med dårlig mobilisering. Pasienter som mobiliserer svakt etter første regime (CD34+ $< 20$/μL), har høy risiko for ikke å nå måldosen uansett prosessert volum. For disse pasientene bør formelen brukes til å tallfeste underskuddet og begrunne rescue-strategier, snarere enn til å planlegge en lengre aferese.

Kilder

1. Almeida-Neto C m.fl. Validation of a formula predictive of peripheral blood stem cell yield and successful collection in healthy allogeneic donors. Hematology, Transfusion and Cell Therapy 2020. PMID: 31439517
2. Jacob RP m.fl. A simplified CD34+ based preharvest prediction tool for HPC(A) collection. Transfusion 2021. PMID: 33694175
3. Weaver CH m.fl. An analysis of engraftment kinetics as a function of the CD34 content of peripheral blood progenitor cell collections in 692 patients after the administration of myeloablative chemotherapy. Blood 1995. PMID: 7579367
4. Sheppard D m.fl. Improved prediction of CD34+ cell yield before peripheral blood hematopoietic progenitor cell collection using a modified target value-tailored approach. Biology of Blood and Marrow Transplantation 2016. PMID: 26643030