謝秀巧,黃遠帥
(西南醫科大學附屬醫院輸血科,四川瀘州646000)
自20世紀60年代以來,臨床上一直在使用細胞單采術,工程師George T.Judson與美國國家癌癥研究所的Emil Freireich密切合作協作開發了第一臺自動細胞分離器,首次實現將白細胞從靜脈血中分離出來,同時將所有其他細胞成分和血漿返還給捐獻者[1]。這項突破性的技術為未來50年單采術的發展奠定了基礎,如今單采術已經成為越來越多的疾病的主要或輔助治療方法。它可實現特定血液成分的去除,包括:白細胞分離(白細胞去除/收集)、血小板分離(血小板去除/收集)、紅細胞分離(紅細胞收集)、血漿分離(血漿收集)和造血干細胞(HSC)收集;也可實現血液成分的置換:紅細胞[紅細胞置換(RCE)]和血漿[治療性血漿置換(TPE)]。
由于絕大多數關于單采術的文獻記載的是離心式血細胞分離機,而不是那些膜濾式血細胞分離機,因此本篇綜述將重點介紹離心式血細胞分離機的現有數據。單采治療技術利用離心力,根據每個血液成分的密度差異,將血液分離。隨著血細胞分離機分類越來越精細,使用范圍越來越廣,甚至已擴展到血液收集中心,單采血液捐獻在血液捐獻中所占比例也越來越大;由單采血小板收集的單供體血小板(SDP)就來自單采捐獻,目前它在美國所收集的血小板單位中所占的比例最大。
為了使讀者了解新的單采技術帶來的變化,本綜述將獨立討論每一種血細胞分離機,以便于工作人員在使用相關儀器的過程中,能檢索出與該儀器有關的可用數據。
在目前實施的所有單采技術中,TPE可用于治療多種臨床疾病,應用最為廣泛。TPE的應用改變了許多疾病的治療方式,它能夠顯著降低像血栓性血小板減少性紫癜這樣以前死亡率較高的疾病的死亡率和發生率。每隔幾年,美國血細胞分離協會(American Society for Apheresis,ASFA)就會根據最新的臨床和科學證據發布詳細的指南,來指導TPE的正確使用,在指南中,適應癥被分為Ⅰ到Ⅳ類,在第Ⅰ類中,單采術是首選治療法,而在第Ⅳ類中,單采技術被證明在疾病治療中沒有益處。以下為ASFA中關于單采術的指南:
Ⅰ類:治療性單采術是標準的治療程序(原始治療或首選治療),但不是強制性的(基于良好設計的隨機對照試驗或者大量沒有爭論的文獻資料);Ⅱ類:治療性單采術被廣泛接受,作為支持性的或輔助性的治療(隨機對照研究僅對此部分疾病有效,或者是病例數量有限不足以證明有效性)。Ⅲ類:現有證據不足以證實治療性單采術的有效性或表明風險/收益比,對照試驗結果不一致或非對照研究數量太少不能得出肯定的結論,它可作為常規治療無效時的補救措施或是臨床研究。Ⅳ類:對照研究顯示無益處或是非對照研究結論有爭議,它不被推薦,只能用于被批準的臨床研究。
此外,當新的臨床證據出現時,ASFA將及時修訂TPE和單采術的使用指征和指南。
在單采術中,術語是重要的,必須強調的是,血漿置換治療程序的恰當術語不是血漿去除,因為單采術的目標是血漿置換,即去除病人的血漿并用血漿、血漿和白蛋白的組合或者單獨用白蛋白來代替,而不單單指去除血漿(如:血漿捐獻),所以應該使用更具描述性的術語--治療性血漿置換。大多數情況下,TPE適用于那些由抗體介導的疾病,清除這些致病抗體對于改善疾病的癥狀和減少與這些抗體相關的臨床并發癥至關重要。患者對TPE耐受性良好,不良事件大多是輕微的,更常見的不良反應多繼發于置換液(血漿)、抗凝劑(抗凝劑過敏)的使用以及液體轉移(低血容量綜合征)[2]等。
此外,文獻中所記載的關于TPE的更嚴重的不良事件差別很大,但其多與血漿部分或單獨作為替代液體使用時相關[3]。
衡量血細胞分離機的效率時,不應只考慮機器去除給定血液/細胞成分的效果,同時也應考慮完成單采程序時所需的最短時間,以避免因運行時間長而引發一些已知的,潛在的并發癥。較長的運行程序可能會導致血小板和紅細胞(RBCs)在TPE過程中流失到血漿中,從而增加貧血和/或血小板減少的可能性,尤其是對于需要多次進行TPE治療而持續使用程序的患者來說,同時還應注意抗凝劑中所含的檸檬酸鹽,因為它會與患者血液中的鈣離子及鎂離子結合,導致患者損失更多的鈣和鎂。
在過去的35年里,一種連續的血細胞分離器--COBE光譜(Terumo BCT,Lakewood,CO)一直是細胞單采術的主力。它由一個微處理器控制,在這個微處理器中抗凝血液會進入離心機,紅細胞被分離到離心帶的外面,血漿在離心帶中間,離心帶另外兩層則是含有白細胞和血小板的白血球層[4]。
COBE可以實現所有的血細胞分離,但主要用于執行TPE。當它在20世紀80年代被推出時,這種自動化的血細胞分離機改變了臨床實踐,并使需要TPE治療的患者更容易進行TPE。COBE的一個直接優勢是其結果具有高重復性,與其他早期TPE血細胞分離機相比,COBE的細胞污染較少。
多年來,COBE經歷了幾次更新,在治療了無數患者的過程中證明了自身價值。而卻在其制造商宣布停止使用這個機器,包括停止使用它的血細胞分離機套件后,最終退出了單采技術的舞臺。以至于全球各地都在積極尋找可以取代舊機器的新血細胞分離機。在過去的10~15年里,旨在取代COBE的血液分離器開始出現,人們隨之完成對新機器的性能測試和安全試驗。
早期和COBE進行性能比較的是Fresenius AS104(德國巴德霍姆斯堡的Fresenius Kabi),該血細胞分離機可以在使用的抗凝劑含量(<200 mL)較低時,通過處理較少體積(2 L)的血液來高效地進行TPE[5]。AS104有一個COBE沒有的血漿/細胞界面監視器。然而,這個平臺也成為了現代化和技術改進的犧牲品,因為更新的平臺已經取代了它,稍后將對此進行討論。
隨著技術的進步,通過比較不同制造商的新單采平臺可發現,其中一些平臺已經比COBE更好。其中Spectra Optia(Terumo BCT),便可作為COBE的替代品。它是一種連續流離心機,在過去10年里一直被用于進行TPE,而能像之前的COBE一樣,在離心帶上,將血漿與細胞成分分離,血漿和細胞部分之間的界限由自動化接口管理(AIM)程序來維持。與COBE相比,這種新機器具有更高的血漿去除效率。相比COBE,Optia在置換過程中血小板損失減少了3倍,血液量減少了約500 mL,體外循環體積減少了100 mL[6]。然而,法國的一項類似研究表明,Optia的效率與COBE沒有什么不同,兩個平臺在置換過程中的血小板損失相似,只是新血細胞分離機的纖維蛋白原在術后丟失更少[7]。
在應用TPE置換1~1.5個單位血漿量(PV)時,Optia和來自Fresenius Kabi公司同樣也是連續式分離器的新血細胞分離機-Fenwal Amicus血細胞分離機,均比COBE具有更高的血漿容量去除效率,Optia和Amicus的效率相似(分別為79.8±8.2和82.9±5.8),均明顯高于COBE(70.4 ± 8.2)。Optia與Amicus相比,需要的鈣鎂替代物更少。另外,一項非盲隨機試驗也顯示,Amicus比COBE表現好,與之前的研究不同的是該試驗沒有將Amicus與替代COBE的Optia進行比較[8]。這一實驗得出的結果雖然有趣,但實際用處不大,因為研究的目的是將有可能取代舊平臺的機器之間進行比較,以便尋求取代COBE的新血細胞分離機。此外,在這項研究中,10%的Amicus的程序由于機器故障而提前停止,導致大量的細胞污染以及血小板流失到廢棄血漿容器中。
多組分血細胞分離機(MCS+)(Haemonetics Corp.Braintree,MA)是一種緊湊的桌面間斷式離心機,單針頭(通道),它的每一項性能都不如Optia[9]。MCS+處理1 PV需要80 min,丟失的血小板是Optia的5倍,并且其血漿提取率比Optia更低。這些差異可能是Optia更高的血漿提取率,和使用雙針頭(通道)的原因引起的[9]。因此,可以肯定地說,更大的連續式血細胞分離機可成為COBE的替代品。
單采設備的使用使得干細胞移植在過去二十年顯著增多。從接受化療或不接受化療的受粒細胞集落刺激因子動員的患者中收集HSC是現在移植中常見的方式。使用血細胞分離機收集HSC是相對安全的,但也有嚴重不良事件的相關報道。盡管技術已經成熟,但是適當的準備可以盡可能地減少自體和異體HSC收集過程中潛在的不良事件的發生。這意味著從受粒細胞集落刺激因子刺激到收集的這段時間對采集HSC的成功至關重要,特別是當使用額外且昂貴的動員劑(如Mozobil)時,需要對這些因素進行所有相關實驗室變量的全面評估,因為這些變量可能會影響正在接受收集的對象的穩定性。
單采系統的設計并不一定能滿足所有患者的需求,尤其是兒科患者。兒科收集不同于成人收集,因為兒科患者對過高的體外血容量(extracorporeal volume,ECV)的耐受性較低,理想狀況下,取兒科患者的肘前靜脈進行穿刺作為采血端,對側使用稍大針頭穿刺作為回輸端。然而,幼兒的外周靜脈常無法實現上述操作。大多數情況下需要建立中心靜脈通路,即在中央靜脈內放置特殊裝置[10]。
由于采集程序要求患者保持幾個小時的鎮靜狀態,會帶給患者焦慮情緒,因此需要對患者進行麻醉鎮靜。特別是對于那些年齡越小,血容量越少,對抗凝劑越敏感的兒科患者。兒童對電解質和液體轉移的耐受性較低,對血管內血容量(intravascular volume,IV)改變敏感[10]。其液體轉移的反應能力受到血液動力學限制,血容量不足或負荷過重都會導致血流學動力學改變,從而引發不良反應[10]。因此對于大多數兒科患者來說,強調鎮靜是必要的。由于COBE體外血容量小,且采用連續流動式分離和雙針采集,因此其在兒科患者中被使用了多年,即使對于年齡較小和/或需要較長手術時間的患者,也相對較安全,且并發癥較少。
為了減少不良事件的發生,增加兒科患者的收集成功率,需要在手術前進行積極的準備,以控制當天可能影響患者/捐贈者收集的潛在變量。在年齡較小的兒童中,進行收集時有必要減慢血液進入單采回路的入口速度,然而這可能會使收集過程延長[10]。使用COBE和使用CS-3000 Plus(Fresenius Kabi)分別對小于20 Kg的兒童患者進行HSC采集的結果表明,兩者都高效、安全地收集了足夠數量的用于移植的細胞(75%),即使在一個循環中需處理更多的血液量[11]。不良事件容易發生在年齡較大的兒童患者身上,其嚴重程度從中度(54.5%)到重度(27.3%)不等。不良事件可分為三大類:檸檬酸鹽抗凝引起的低鈣血癥、靜脈通路的問題以及年齡小的病人的收集上存在的固有技術問題[29]。需要強調的是,不良事件更常見于需要使用多種不同程序來收集所需目標劑量的HSC患者中[12]。
COBE的間歇手動界面依賴操作人員根據收集產品的需要,通過比色表來設置所需的收集參數。另外,COBE附帶一個單個核細胞(MNC)程序(手動)和一個自動程序(自動),兩者收集HSC的產品體積及HSC產品中所含CD34+細胞含量相差不大。然而,兩個程序的運行時間不同,自動程序運行時間更長,而MNC程序則能收集更多的白細胞和單個核細胞,同時損失的血小板也更多。收集過程中,操作員需要持續控制COBE,通過細胞界面觀察吸嘴狀態,連續跟蹤收集狀態,并適時調節等離子體泵的流速。因為在缺乏實時收集數據的情況下,即使機器能有效地收集HSC,但血流的輕微變化即可導致采集界面位置的變化,所以要求操作人員必須進行實時調整[13]。
Optia則通過其AIM系統解決了COBE不能進行實時監控的問題,該血細胞分離機擁有可連續監控界面,便于分析和調整,以進行更高效的HSC采集。Optia收集的HSC產品紅細胞污染明顯減少,適合要求收集的HSC產品中所含紅細胞含量盡可能少的ABO血型不合的移植患者;然而,使用Optia收集到的產品中混有更多粒細胞。更重要的是,使用Optia和COBE連續幾天對患者進行HSC收集所獲得的結果顯示,Optia和COBE的收集能力相當。此外,COBE與Optia MNC具有相似的CD34+收集效率,收集的HSC產品中的血小板含量沒有差異。另外有數據表明,COBE-MNC和Optia MNC處理的血液量相似,HSC的產量也相似[4]。然而,該報告并未闡明每個收集的處理時間以及干細胞產品中血小板和紅細胞的污染數量。
據報道,使用Optia-MNC和COBE-MNC處理相同總血容量(3BV)的未經刺激的淋巴細胞供體時,Optia-MNC所需時間更長(時長增加了10%),但收集所得的產品體積更小,紅細胞污染更低[14]。Optia-MNC可以高效地從動員或未動員的HSC供體中收集得到足量的CD34+細胞,并能根據不同的動員方案收集相應數量的粒細胞。在每個收集循環中,Optia-MNC根據血細胞密度不同將血液各成分分離,白血球層被分離沉積在中間收集室后開始收集,一旦達到指示溢出的水平,就觸發光學傳感器,將其內容清空到收集袋中[15]。然而,Optia-MNC與COBE的相似性可能在某種程度上取決于收集產品偏好,這源于收集顏色較深(紅細胞含量較高)的產品中HSC含量較高,但收集袋中的血小板損失較高。當然,改變收集參數也有缺點,即收集袋中可能有更大的收集量,這并不總是滿足需要的,尤其是對年齡較小的患者而言。為了能更容易處理和冷凍保存產品,收集的產品體積很重要,體積較大的產品在保存前需去除血漿,目的不僅是在于減少所需冷凍介質的量,也在于最大限度地減少小兒科患者不耐受的多余血漿。
盡管Optia與COBE相比,體外血容量(extracorporeal volume,ECV)較低,理論上更適合用于兒童收集,但由于該血細胞分離機并非是為體重低于25 Kg的兒童設計的,因此使用時要注意。一項關于體重不到20 Kg兒童患者的MNC收集的研究表明,Optia-MNC收集效率與COBE相似,產品中血小板損失更少且紅細胞污染更低,然而它們均是在更長的程序中才做到這一點的[16]。這些更長的程序可能導致更多的血小板丟失,尤其是對于剛開始收集時血小板計數就可能低于正常范圍,需連續使用COBE-MNC和Optia-MNC進行收集的患者而言。盡管程序運行時間可能更長,且Optia-MNC收集的HSC產品量較低,但與它的前身COBE相比,Optia-MNC更少出現并發癥,因此,它適用于兒科患者的收集[16]。在收集時,對低體重兒科患者進行常規血液預充會有邊緣效應,因為剛開始收集到的15~20 mL血液中沒有CD34+細胞,但邊緣效應對于細胞總數的收集來說可能不明顯[16]。使用Optia對有實體腫瘤,需要較高HSC產量的兒童進行單采的效果良好,沒有明顯的不同于以往的不良事件發生[17]。在應用上,Optia-MNC較COBE損失的鈣和鎂更少,可能是由于處理的總血容量較少,所以抗凝劑使用量也較少的原因。
如前所述,收集持續時間與白血球層自動控制界面直接相關,該控制界面使用Optia-MNC軟件將離心與收集過程中的間歇性HSC收集結合在一起,因此收集不連續。COM.TEC(Fresenius Kabi)則是一種連續式血流系統,該血細胞分離機在預先設置好的分離周期結束時,可將HSC收集到儲蓄室中[18]。該血細胞分離機與Optia-MNC和COBE所收集的HSC產品相比,雖然CD34+細胞含量變化不大,但收集的過程延長。令人意外的是,雖然Optia有時收集的產品體積比COBE收集的產品體積大,但他們所收集的產品均比COM.TEC(Fresenius Kabi)含有更多的CD34+細胞,且Optia能更高效地收集CD34+細胞含量較少(<60×109/L)的供體,因此Optia適用于那些HSC動員效果差的患者。
Amicus血細胞分離機也能收集HSC。使用Amicus比使用COBE進行異體HSC收集所損失的血小板更少,HSC產品濃度更高,但同時產品的紅細胞污染也更嚴重,并有多達8%的患者出現由于檸檬酸鹽抗凝劑引起的低鈣血癥[19]。比較分別用兩個平臺進行自體HSC收集的結果發現,COBE處理的血液量更大,產品中單核細胞含量更高,血小板損失也更多,但兩個血細胞分離機收集的CD34+細胞和淋巴細胞數量相似。相反地,另有研究發現,Amicus程序與COBE-auto程序相比,收集的單個核細胞和CD34+細胞更多,效率較高,血小板損失更少;然而,它較COBE-auto在處理相同數量的血液量時,過程所需時間大大延長[20]。Amicus與COBE-MNC相比,也有類似的結果。盡管如此,對于開始進行HSC收集前,血小板計數較低的患者,選擇Amicus可能更好。
當將COBE和Amicus與COM.TEC比較時,可發現使用Amicus血細胞分離機進行收集得到的產品中紅細胞和白細胞污染更高,而使用COBE進行收集得到的產品,血小板污染更高;然而,使用Amicus與使用COBE和COM.TEC分別進行HSC采集的結果相比可發現,Amicus得到的產品中衍生物的體積較小,可部分歸因于其較低的流速[21]。同時有研究比較了COBE-MNC程序和CS-3000 Plus(早期版本的Amicus)程序,結果發現,COBE收集的CD34+細胞是CS-3000 Plus所收集的兩倍多,收集效率顯著提高[22]。另一份研究將使用COBE-auto與使用Amicus和MCS+進行比較,結果顯示,使用COBE-auto獲得的產品中白細胞計數更高、CD34+含量更高,盡管血小板損失也更大,但平均處理量更大,與間斷式MCS+相配合時更明顯[23]。盡管是舊的單采平臺,但在報告中它還是達到或超過了COBE預期。
比較使用Amicus和CS-3000Plus進行收集的結果表明,兩個系統收集的CD34+細胞數量相似,但Amius的收集效率更高,所收集的產品血小板丟失減少了35%,并且收集的細胞具有與CS-3000 Plus有相似的移植潛力。有趣的是,另一份報告顯示,Amicus收集的HSC產品的CD34+含量是CS-3000 plus的2倍,但與之前一樣,污染血小板的數量顯著減少,唯一需要注意的是,白細胞計數越高,機器效率越低。同樣,使用COBE-MNC比使用CS-3000 Plus進行收集所需的時間更短,處理的血液量更大,效率更高(COBE-MNC:15 L/178min/次;CS-3000 Plus:10 L/185min/次)[24]。COBE 和 CS-3000 Plus都是連續式離心系統,二者的每一項性能都比間斷式系統MCS3P(Haemonetics)優越得多,MCS3P(Haemonetics)的唯一的優勢是其采用單靜脈血管通路[24]。
一些研究表明Optia-MNC性能雖好,但并沒有達到對于新單采平臺的預期,并導致更長時間的治療過程和更大的血小板損失。因此引入了新的Optia-continuous(C)MNC程序包來解決這些問題。Optia-CMNC系列有舊的COBE-MNC程序在提高自動化設置方面的一些優勢,產量更好,且該程序收集時的離心力較低,在收集過程中,操作員可以根據需要在每個時間點進行調整。分析Optia-CMNC的收集結果可知,Optia-CMNC的效率更高,能通過計算收集前的CD34+細胞數目,收集足夠濃度的CD34+細胞,得到的產品體積更小,血小板損失約30%。使用Optia-CMNC和COBE-MNC對經粒細胞集落刺激因子(G-CSF)動員的供體進行HSC收集,比較結果發現,Optia-CMNC的效率明顯更高,產生的CD34+細胞更多,兩者紅細胞污染量雖然相差不大,但Optia-CMNC收集的產品中所含污染血小板和粒細胞數量更少。已有報告稱,對15 Kg以下兒童使用Optia-CMNC進行HSC收集是安全的。這些可觀的結果為解決以前研究MNC程序時所發現的大部分問題帶來了希望[25]。
一項關于MNC和CMNC的回顧性研究發現Optia MNC程序如前所述,能夠自動檢測和維持白血球層,引導其通過中間收集腔,白細胞被收集在此腔,而血小板被分離并回輸到患者體內。隨著血漿間歇地流過中間收集腔,細胞被不斷地沉積到收集袋中(此步驟也可根據需要手動完成)。而CMNC程序沒有中間收集腔,白血球層被連續沖洗到收集袋中。總體而言,使用這兩種Optia程序來進行收集,收集效率沒有差異,收集的HSC數量也相差不大,只是CMNC程序有少量的紅細胞丟失。該研究的主要局限是沒有說明兩個Optia程序的運行時間,因為有其他報告稱MNC程序運行時間更久[26]。
研究分別使用兩個Optia程序采集未動員的淋巴細胞供體發現,CMNC系統花費更短的時間收集了更多的淋巴細胞(20 min,用時更短),效率更高,唯一的不足是當操作人員去除最終產品中的細胞組分時,會有更多的血小板污染。同樣,另一份關于兩個Optia程序的研究報告顯示,MNC程序收集用時更長,需要處理更多的血液才能達到目標細胞量,產品體積更大;值得注意的是,一旦減小離心力,CMNC程序比MNC程序有更高的性能,更少的血小板污染[27]。
此外,在大容量HSC收集中設置的多個變量中,可發現Optia CMNC程序和COBE程序所設置的參數差不多,只不過Optia CMNC程序收集的產品中紅細胞壓積較低。總的來說,這些結果說明新的血細胞分離機可取代COBE進行HSC采集。
這個程序是為出現白細胞增多癥,以及出現白細胞淤滯和白細胞粘滯性過高相關癥狀的患者準備的。由于出現這種綜合征的患者數量很少,因此還沒有任何正式的臨床試驗比較過白細胞單采術(去除術)和其他療法的效果。所以大多數治療都是經驗性的,目的是減輕白細胞負荷,從而避免化療后出現腫瘤溶解綜合癥,同時緩解與白細胞淤滯相關的癥狀。矛盾的是,雖然一些研究表明這種方法可降低早期的死亡率[28],但另有研究表明,這種方法對疾病的最終結局或有癥狀患者的長期生存沒有任何效果。更重要的是,有數據表明即使在不實施白細胞單采術的情況下,早期就開始化療,疾病的預后更好。另外,對于淋巴細胞白血病,采用白細胞單采術可緩解患者肝脾腫大的癥狀,但和標準療法相比并無顯著臨床效果。對于急性淋巴細胞白血病,目前臨床上采取的標準療法包括化學藥物治療和造血干細胞移植。對于急性淋巴細胞白血病患者而言,即使體內細胞計數>100×109/L,其白細胞淤滯和腫瘤細胞溶解綜合征也不常見,因此,白細胞單采術的Ⅰ類適應證不包括急性淋巴細胞白血病。
多年來,使用COBE血細胞分離機進行白細胞單采,效果良好,可達到50%或更多的惡性未成熟細胞去除率。自從宣布停止使用COBE,Optia血細胞分離機一直替代COBE進行白細胞單采;然而,至今美國食品和藥物管理局尚未批準將Optia或任何其他血細胞分離機用于白細胞單采。盡管困難重重,歐洲仍有關于將Optia用于白細胞單采的有效性的報告[29]。在這些研究中,Optia血細胞分離機減少未成熟細胞所占的比例類似于其前身COBE,每次操作中血小板損失也與COBE相似(30%)[30]。Optia可通過它的CMNC系統來分離白細胞,因為它的MNC系統,中間收集腔的低容積對于分離白細胞來說不是最佳的。未來還需要進一步的研究來證明這種新血細胞分離機在降低白細胞含量方面的有效性,但迄今公布的研究結果是支持性的。
粒細胞輸注多年來引起了很多爭論,能證明粒細胞輸注能延長患者存活時間的資料有限,并且粒細胞制品保存期短。粒細胞用于治療中性粒細胞減少患者或粒細胞功能障礙患者,以及對抗菌治療反應有限的細菌和真菌感染。為了動員供體,患者在單采術前一天被給予粒細胞集落刺激因子和/或地塞米松[30-31]。由于紅細胞和嗜中性粒細胞會共同沉淀,導致分離有難度,在收集過程中,可以給供體使用羥乙基淀粉(HES),以促進這兩種細胞類型的分離,從而誘導紅細胞疊連,以便收集到紅細胞污染較少的嗜中性粒細胞[31]。
COBE-MNC系統可結合分葉核(PMN)細胞軟件一起使用,從而有效地進行粒細胞分離。Optia IDL(采用不同的填充劑、管道組和PMN采集系統)與COBE血細胞分離機相比,從每單位的血液中采集的PMN細胞更多(效率提高10%~20%),受操作者干預更少;主要需要注意的是,收集的產品中非目標單個核細胞的數量增加。其他研究也獲得了類似的結果,即Optia可以比COBE多收集20%的細胞,產品量更多[分別為(452±60)mL和(298±52)mL][32]。
RCE用于治療血紅蛋白病患者,當患者異常血紅蛋白達到臨界水平,需要進行RCE以快速清除異常的紅細胞,并用正常紅細胞替換。例如鐮狀細胞病(SCD)患者,大量存在的鐮狀血紅蛋白(HbS)導致血管閉塞,患者出現鐮型細胞危象,因此需要及時干預。簡單的輸血療法可以治療這些患者,但注意定期的輸血治療可能引起體內鐵負荷過量。已有研究證實自動化RCE可使HbS快速下降,從而快速緩解SCD患者由HbS引起的相關癥狀,尤其是當HbS比率需維持在30%以下時[33]。
自動化RCE置換速度存在固有缺點,即在程序前半部分輸入的細胞會被移除,并被后半部分使用的細胞置換。但是,RCE可能引起的同種異體免疫反應發生率卻比單一的輸血療法更低,這可能是因為,部分輸注的血細胞在置換過程中被去除,從而降低了患者的抗原負擔。使用COBE平臺對SCD兒童進行手動和自動RCE發現,平均每個療程中,自動置換比手動置換多移除3%的HbS。然而,自動化RCE和手動RCE最大的不同在于,自動化RCE的成本比手工方法的成本高74倍[34]。
有研究使用COBE對傳統自動化RCE方法進行一個有趣的改進,即對SCD患者進行有限的血液稀釋(去除異常紅細胞并用生理鹽水置換)后,再進行RCE,得到剩余細胞的比例(30%)更高,每次操作所需的RBC單位更少,置換時間更長,接受這種方法的患者每年需進行的RCE更少[35]。使用Optia血細胞分離機進行的臨床試驗表明,該機器能以可重復的方式有效地預測術后的血細胞比容和FCR。這一點已被相關報告證實,這些報告將Optia的性能與COBE在二十多個程序和實驗室參數下進行了比較,結果顯示Optia的性能與它的前身COBE一樣好,在大多數情況下,兩個平臺之間不存在重大的性能差異[36]。與COBE相比,Optia的最大優勢是上文所提到的,具有較低的體外血容量,從而非常適用于兒科患者。此外,使用Optia進行等容血液稀釋是安全的,不良事件的發生率較低,并且在大部分持續時間較長的操作中只需使用較少的生理鹽水替代。患者間隔一段時間,定期地進行置換治療有明顯的收益,這樣的平臺可以滿足安全操作需要,包括在幼年的兒科患者群體中使用。
多年來,其他自動化系統也能夠用于降低HbS。CS-3000 Plus系統就是其中一個,它能夠將HbS降低到期望值,同時對患者(包括孕婦)所產生的副作用最小。然而,鑒于COBE至少可以升高90%的HbA,同時副作用最小,使用CS-3000 Plus所得置換結果仍然不如舊的單采系統COBE。
單采系統也可專門用于血液成分的采集。比如Fenwal Alyx(Fresenius Kabi),一種小巧便攜的血細胞分離機,不僅可以用于收集紅細胞,還可以用于收集血漿,并且能夠在短時間內收集雙倍單位的白細胞含量更低且紅細胞含量更高的紅細胞。該血細胞分離機比Trima Accel(Terumo BCT)和MCS+系統收集紅細胞的效率更高,能夠在最短的時間里完成收集,可以進行更多的供體收集,但Trima最適合收集紅細胞體積較大的紅細胞單位[37]。鑒于各種收集系統的存在,可選擇合適的系統來滿足小型和大型收集機器的需求。
這是另一種最不常見的治療方法,用于緩解原發或繼發(反應)血小板增多癥患者的高血漿粘稠度相關癥狀。作為常規化療的一種輔助療法,血小板單采術可以迅速降低外周血血小板計數并降低血粘度,預防出血及血栓的形成。研究表明,原發性血小板增多癥患者采用血小板單采術后配合化療可快速緩解病情[38]。由于血小板單采術較少使用,臨床上也缺乏對其有效性和能力的試驗。因此,臨床資料有限,但是最近的報告表明,Optia血細胞分離機能夠以可重復的方式安全地減少血小板數量,在此過程中白細胞的損失較少,并且其效率與COBE并無差異[39]。
單采平臺也越來越多地被用于收集血小板以收集單供體血小板(SDP)。早期的研究著眼于將COBE收集的SDP與當時可用的血細胞分離機收集的SDP進行比較。例如,COBE在收集效率和SDP單位產量方面優于CS-3000 Plus和MCS+血細胞分離。一項關于COM.TEC的早期研究證實,該血細胞分離機適合用于SDP收集,然而,這項研究沒有將COM.TEC與當時其他的血小板采集系統進行比較。當把COM.TEC與另外一個較老的系統--AS.TEC204(Fresenius Kabi)系統進行比較時發現,COM.TC收集去白細胞的SDP的能力更強[40]。此外,最近一項關于Trima系統和COBE系統的比較發現,Trima收集的SDP似乎處于更大的激活狀態[41],然而,還不清楚這些發現的意義,因為沒有關于用AS.TEC204和Trima血細胞分離機分別進行SDP單位收集時結果有何差異的報告。
最近研究表明,MCS+系統比Trima系統收集SDP的效率更高,MCS+收集的每單位SDP比Trima所收集的每單位SDP中所含的血小板多10%[42]。Trima、Amicus和COM.TEC三個系統相比,COM.TEC程序效率最低,用時更長,處理的血液量最多,使用的抗凝劑量最多,每單位SDP中血小板含量最低。總的來說,在這項研究中,Trima系統無論是單針還是雙針接入,都具有更好的收集效果。且有其他研究報道,雖然COM.TEC系統可以用來收集血小板,但它平均需要處理600 mL以上的血液,才能在相當長的程序中達到目標所需收集量。而Amicus系統卻能在使用單針采血與回輸時,有效地收集血小板,并得到更高的血小板產量。
當需要收集更大劑量的血小板時,使用Trima系統比Amicus和COM.TEC系統更有效。更重要的是,Trima在執行雙倍SDP收集時,不會對捐獻者捐獻后的血小板恢復的能力產生不利影響。比較Amicus、MCS+和Trima系統的其它性能,發現Trima系統的收集效率明顯比其他兩個系統的收集效率高,可通過在最短的時間內處理最少量的血液實現收集,因此更適合進行2倍和3倍SDP劑量的收集[42]。
體外光分離置換法即在患者口服8-甲氧基補骨脂素后,對其實施白細胞單采術,單采過程中,白細胞被暴露在紫外線A(UVA)中,引發其凋亡,然后回輸給患者進行治療。這種治療方法適用于多種疾病,包括一些自身免疫綜合征、皮膚T細胞淋巴瘤、移植物抗宿主病(graft versus host disease,GVHD)和實體器官移植后排斥反應。這種治療方法可破壞轉錄和DNA復制,引發細胞凋亡。能夠執行該程序的血細胞分離機可以在封閉的系統中進行,或者在中間步驟(打開),然后在不同的設備中進行UVA照射[43]。據報道,COBE血細胞分離機可收集足夠多的單個核細胞,且血小板污染可控。暴露于UVA光照下的開放式血細胞分離機--COBE、Optia和Amicus等,與封閉式血細胞分離機--Therakos UVar XTS(Therakos,Inc.,West Chester,PA)之間的比較顯示,封閉式血細胞分離機收集的單個核細胞減少了76%,而收集的單核細胞數量增加,同時花費的時間是其他三個開放式血細胞分離機的兩倍(封閉式血細胞分離機:275 min;開放式血細胞分離機:120 min)[44]。另有報告表明,使用開放式血細胞分離機采用光照單采術收集單核細胞時,COBE血細胞分離機每次可比Optia收集更多的細胞,而Optia收集的細胞量雖然更少,同時受污染的細胞也更少[45]。
家族高膽固醇血癥相關并發癥患者由于體內低密度脂蛋白和膽固醇濃度過高,發病率和死亡率會顯著升高。臨床上多以飲食控制和醫療手段相結合,對大多數患者進行治療,但目前某些降脂藥物治療達不到靶目標,部分患者無法耐受降脂藥物及不良反應,因此藥物治療有時不足以使低密度脂蛋白維持在低水平,除此之外,部分合并有嚴重脂質代謝紊亂和微循環障礙的患者可出現急性缺血性血管疾病,需迅速糾正病情[46],此時可使用一種特定類型的單采(LDL單采)技術,它不僅可以降低血脂,隨著血脂的降低,內皮細胞功能也相應得到改善,促動脈粥樣化和促炎癥介質的釋放減少。LDL單采有兩種類型:肝素體外LDL沉淀分離法(HELP)或是硫酸葡聚糖(DS)吸附系統[47]。Placemat at Futura(Braun Medical,Bethlehem,PA)血細胞分離機可進行HELP,它能夠分離血漿并將其與乙酸緩沖液混合,隨后往每升液體中加入10萬U肝素,使LD-膽固醇,纖維蛋白原以及肝素沉淀,最后使用聚碳酸酯膜將沉淀去除。吸脂劑LA-15(Kaneka corp,日本大阪)血細胞分離機使用DS吸附系統去除血漿中的LDL-膽固醇,與HELP血細胞分離機相比,它能通過帶負電荷的DS柱顯著地降低LD-膽固醇[47]。另一項針對DALI ADS血細胞分離機(來自Fresenius Kabi,也是一種柱吸附血細胞分離機)的研究發現,DALI ADS血細胞分離機和上述兩種血細胞分離機都可使LD-膽固醇降低,但HELP血細胞分離機可更大程度地降低TC、TG、LDL、Lp(a)、FN等粘附分子,從而明顯降低血黏度和紅細胞聚集能力[46]。
在兒童患者和成人患者中使用COBE進行TPE的結果表明,TPE對需要降低低密度脂蛋白-膽固醇(LDL-C)的患者也有收益[48]。該發現很重要,因為未來的幾年,TPE的使用可能會增加,以治療患有這種疾病和類似疾病的人。
隨著每一代可用系統的軟件和硬件的不斷創新,單采技術不斷被改進。適合單采術治療的患者以及單采術的適應癥逐漸增加,并將更多地使用單采術采集血液成分。同樣,全世界將會有越來越多的移植術被用于治療惡性腫瘤,HSC收集的應用熱度不會下降。此外,免疫療法需要通過單采術收集細胞,以便進行工程改造來治療惡性腫瘤,這將需要更多的單采程序。未來,這些臨床進展也許能緩解甚至治愈癌癥。因此,有理由樂觀地認為,單采術仍將是未來最強有力的治療方式之一。