이번 글은 조혈모세포 채집 (hematopoietic stem cell collection)에 대한 글입니다.
조혈모세포 이식 (hematopoietic stem cell transplantation, HSCT)의 전반적인 개념에 대해서는 이전 글 참조 바랍니다 (글 하단 링크).
조혈모세포는 골수 (bone marrow, BM), 말초혈액 (peripheral blood, PB), 제대혈 (cord blood)에서 채집/채취합니다.
골수 이식은 bone marrow transplantation (BMT), 말초혈액조혈모세포이식은 peripheral blood stem cell transplantation (PBSCT)라고 합니다.
말초혈액조혈모세포채집은 PBSCC (peripheral blood stem cell collection)이라고 합니다.
1. 골수 채취
말초혈액 조혈모세포 이식이 활성화되기 이전 과거에는 대부분 골수에서 조혈모세포를 채취하여 이식했습니다.
정상인의 골수에는 조혈모세포라고 할 수 있는 CD34 양성 세포가 약 1% 존재합니다.
골수를 채취하는 방법을 간단히 설명하면 다음과 같습니다.
전신마취나 척추마취 후 직경 1.5 mm의 바늘을 후엉덩뼈능선 (posterior iliac crest) 여러 곳에 찔러서 골수액을 1000 mL가량 흡인하는 것입니다.
딱 봐도 공여자 (기증자, donor)에게 고통이 있고 상당히 침습적인 과정입니다.
기증자는 진통제 투여 및 자가수혈을 받고 2~3일 입원을 해야 합니다.
2. 말초혈액조혈모세포 채집 (peripheral blood stem cell collection, PBSCC)
오늘날에는 위와 같이 침습적으로 골수를 채취하기보다는 말초혈액조혈모세포채집술을 이용합니다.
말초혈액에는 원래는 조혈모세포가 거의 존재하지 않으므로, 골수에 있는 조혈모세포를 말초혈액으로 이동시키는 과정이 필요한데 이를 가동화 (mobilization)라고 합니다.
가동화 후 적절한 시점에 성분채집술 (apheresis)로 말초혈액의 조혈모세포를 채집합니다.
1) Mobilization (가동화)
가동화 (mobilization)는 골수에 있는 조혈모세포를 말초혈액으로 이동시키는 과정입니다.
정상적인 말초혈액에는 조혈모세포라고 할 수 있는 CD34 양성 세포가 0.05%미만으로 매우 적은 비율만 존재하기 때문에, 단순히 아무런 처치를 하지 않은 말초혈액에서 충분한 양의 조혈모세포를 채집할 수는 없습니다.
가동화를 위해서는 과립구집락자극인자 (granulocyte-colony stimulating factor, G-CSF) 약제를 사용합니다.
건강한 공여자 (기증자, donor)로부터 동종조혈모세포이식을 계획하는 경우에는 대개 G-CSF만을 투여합니다.
자가조혈모세포이식을 위해 환자 자신의 말초혈액조혈모세포를 채집하기 전에는 C-CSF와 함께 항암제를 투여합니다.
항암제를 투여한 후 회복기의 말초혈액에는 조혈모세포가 정상보다 높은 비율로 존재하는데, 이 때 G-CSF를 사용하면 조혈모세포를 더욱 충분히 얻을 수 있기 때문입니다.
이것만으로 가동화가 잘 되지 않는 poor mobilization 환자는 CXCR4 antagonist (길항물질)인 Plerixafor (AMD3100)를 병합투여하거나 cyclophosphamide, etoposide 등을 투여하여 가동화가 충분히 이루어지도록 합니다.
2) 말초혈액 조혈모세포 채집 시점
가동화된 조혈모세포는 1~2일동안 최대치에 이른 후 점차 감소하기 때문에 적절한 시점에 말초혈액 조혈모세포를 채집해야 합니다.
혈액검사를 하여 백혈구, 호중구, CD34양성 세포 수, HPC (hematopoietic progenitor cell) 개수 (일부 장비에서 제공되는 수치) 등을 측정하고, 가동화를 시행한 기간을 고려하여 적절한 시점에 말초혈액에서 조혈모세포를 채집합니다.
3) 말초혈액 조혈모세포 채집 방법
가동화가 잘 이루어진 사람으로부터는 대개 성분채집술 (apheresis) 1~3회로 충분한 양의 조혈모세포를 채집할 수 있습니다.
말초혈액 조혈모세포 채집 (peripheral blood stem cell collection, PBSCC)에 대한 추가내용은 이전 글 참조 바랍니다.
3. 제대혈 채취
제대혈은 출산 과정에서 태반 반출 전이나 후에 탯줄에 있는 50~150 mL의 혈액을 채취하는 것입니다.
시행할 수 있는 상황은 제한적이지만 시행하는 방법은 비교적 간단합니다.
소독된 주사기로 탯줄에서 항응고제가 포함된 전용 혈액백으로 제대혈을 채취하면 됩니다.
시간이 별로 걸리지 않고 산모나 아이에게 특별한 위험이나 고통은 없습니다.
제대혈에는 CD34 양성 세포가 골수와 비슷하게 약 1% 존재합니다.
* 조혈모세포 처리 (processing)
환자 자신의 조혈모세포가 아닌 별도의 공여자 (기증자, donor)의 조혈모세포를 채집하여 이식 (동종 (allogeneic) 조혈모세포이식)할 때에는 대개는 채집하고 바로 주입 (이식)합니다.
하지만 환자 자신의 조혈모세포를 채집하여 이식 (자가 (autologous) 조혈모세포이식)할 때에는, 회복기에 채집하여 냉동보관 후 특정 시점에 사용 (이식)합니다.
따라서 조혈모세포를 채집한 후 처리 (processing)하여 냉동보관하고 해동 (thawing)하는 과정이 필요합니다.
- 조혈모세포의 냉동보관
조혈모세포를 채집하여 항응고제 (대개 헤파린), 냉동보존제 (dimethylsulfoxide, DMSO)가 포함된 백 (bag)에 넣습니다.
이후 controlled rate freezer를 이용하여 온도를 분당 1도씨씩 낮춰서 영하 90도씨가 되도록 합니다.
이후 액체질소 (영하 196도씨) 속에 보관합니다.
냉동보존제 DMSO를 사용하지 않고 냉동하면 세포질 안의 ice crystal, 탈수로 인해 세포막이 손상되어 세포가 죽게 됩니다.
- 해동 (thawing)
환자가 이식을 받을 수 있는 적절한 시점에 해동하여 주입해야 합니다.
해동할 때에는 온도를 서서히 낮추는 것보다는 (완만해동법) 37도씨에서 급속하게 해동하는 것 (급속해동법)이 세포손상을 최소화할 수 있습니다.
조혈모세포를 적절하게 냉동보관했다면 수년동안 보관해도 해동 후 조혈모세포의 기능이 충분합니다.
해동한 후에는 가능하면 빨리 환자에게 주입하는 것이 좋습니다.
- 주입 (이식)
환자의 정맥을 통해 조혈모세포를 주입합니다.
주입하는 방법이 어려운 것은 아니지만 주입되는 동안 조혈모세포가 담긴 주머니와 환자를 잘 관찰해야 합니다.
조혈모세포가 응집되어 있지 않은지 확인해야 합니다.
일부 환자에서는 냉동보존제에 의해 발열, 오한, 오심, 구토 등 부작용이 있을 수 있으므로 환자를 잘 관찰해야 합니다.
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