OncohematologyOncohematologyОнкогематология1818-83462413-4023Publishing House ABV Press55910.17650/1818-8346-2022-17-3-62-72OPPORTUNITIES FOR HEMATOPOIETIC STEM CELL TRANSPLANTATION: NEW DIRECTIONS AND TREATMENT ADVANCESВОЗМОЖНОСТИ ТРАНСПЛАНТАЦИИ ГЕМОПОЭТИЧЕСКИХ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК: НОВЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ И УСПЕХИ ЛЕЧЕНИЯMolecular methods in identifying the true grouping of erythrocytes in patients with blood system diseases before transplantation of hematopoietic stem cells and their donorsМолекулярные методы в идентификации истинной групповой принадлежности эритроцитов у пациентов с заболеваниями системы крови перед трансплантацией гемопоэтических стволовых клеток и их доноровhttps://orcid.org/0000-0002-9423-2640GolovkinaL. L.ГоловкинаЛ. Л.
Russian Federation

Larisa L. Golovkina.

4 Novyy Zykovskiy Proezd, Moscow 125167.

Головкина Лариса Леонидовна.

125167 Москва, Новый Зыковский пр-д, 4.

largol@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1705-7535StremoukhovaA. G.СтремоуховаА. Г.
Russian Federation

4 Novyy Zykovskiy Proezd, Moscow 125167.

125167 Москва, Новый Зыковский пр-д, 4.

https://orcid.org/0000-0002-8801-5578PushkinaT. D.ПушкинаТ. Д.
Russian Federation

4 Novyy Zykovskiy Proezd, Moscow 125167.

125167 Москва, Новый Зыковский пр-д, 4.

https://orcid.org/0000-0002-3974-2189KhasigovaB. B.ХасиговаБ. Б.
Russian Federation

4 Novyy Zykovskiy Proezd, Moscow 125167.

125167 Москва, Новый Зыковский пр-д, 4.

https://orcid.org/0000-0001-6635-8791AtroshchenkoG. V.АтрощенкоГ. В.
Russian Federation

4 Novyy Zykovskiy Proezd, Moscow 125167.

125167 Москва, Новый Зыковский пр-д, 4.

https://orcid.org/0000-0002-7730-8367KalandarovR. S.КаландаровР. С.
Russian Federation

4 Novyy Zykovskiy Proezd, Moscow 125167.

125167 Москва, Новый Зыковский пр-д, 4.

https://orcid.org/0000-0001-6201-6276KuzminaL. A.КузьминаЛ. А.
Russian Federation

4 Novyy Zykovskiy Proezd, Moscow 125167.

125167 Москва, Новый Зыковский пр-д, 4.

https://orcid.org/0000-0003-0904-7385VasilievaV. A.ВасильеваВ. А.
Russian Federation

4 Novyy Zykovskiy Proezd, Moscow 125167.

125167 Москва, Новый Зыковский пр-д, 4.

https://orcid.org/0000-0001-6177-3566ParovichnikovaE. N.ПаровичниковаЕ. Н.
Russian Federation

4 Novyy Zykovskiy Proezd, Moscow 125167.

125167 Москва, Новый Зыковский пр-д, 4.

National Research Center for Hematology, Ministry of Health of RussiaНациональный медицинский исследовательский центр гематологии Минздрава России2007202217362722007202220072022https://oncohematology.abvpress.ru/ongm/article/view/559

Background. when transplantation of hematopoietic stem cells (HSC) is performing, it is necessary to take into account the incompatibility of the donor and recipient in terms of erythrocyte antigens in order to assess the possibility of immunological complications during HSC transfusion and/or graft engraftment (acute hemolysis, delayed hemolysis, etc.). The results of serological research methods do not always allow identifying the true group affiliation due to posttransfusion chimerism in patients and/or the presence of antigen allelic polymorphism.

Aim. To establish the frequency of ABO-incompatible allo-HSC transplantations in the National Research Center for Hematology, to determine by molecular methods the group affiliation of patients with a weakened expression of antigens and/or after multiple blood transfusions before HSC transplantation, to clarify the blood type of HSC donors with a weakened expression of antigens.

Materials and methods. The blood of 270 HSC donor-recipient couples was examined. The blood group of the ABO, Rhesus, MNS, Kell systems was determined in a plane agglutination test using the corresponding IgM class Tsoliclones and in gel cards. Genotyping was performed by polymerase chain reaction with primers to identify the genes of the ABO, Rhesus, Kell, and MNS systems.

Results. In 2018-2020 270 HSC transplantations were performed at the National Research Center for Hematology. In 141 (52.22 %) couples, incompatibility of the donor and recipient according to the ABO system was revealed: major - 23.33 %, minor - 20 %; bidirectional - 8.89 %. problems in assessing of serological results were observed in 97 (36.3 %) patients: in 78 patients with post-transfusion chimerism and 19 patients with weakened antigen expression; in 15 (5.56 %) HSC donors: in 4 due to the lack of information about the blood group of cryopreserved cells, in 10 due to weakened antigen expression, in 1 to search for informative markers for monitoring HSC engraftment. The results of the study demonstrated that the percentage of agglutinated erythrocytes in post-transfusion chimerism cannot be a reliable criterion for establishing the true phenotype of a patient. In donors and patients with weakened expression of antigens, the presence of ABO*O1, -A1, -A2, -B1, RHD weak type 1, RHD weak type 2, RHD weak type 3, RHCE*Cw genes was confirmed. for the first time in Russia gene RHCE*01.38 was found.

Conclusion. The prevalence of ABO-incompatible HSC transplants was noted. problems with serological determination of the blood group in a third of patients before HSC transplantation arose due to the presence of post-transfusion chimerism and weakened expression of antigens. Determining of the genotypes of HSC donors is necessary when the expression of antigens is weakened and cryopreserved cells are received. The percentage of agglutinated erythrocytes in post-transfusion chimerism cannot be a reliable criterion for establishing the true phenotype of a patient. Detection of mixed chimerism in the determination of group factors by serological methods is an indication for genotyping, especially in the context of the predominance of incompatible HSC transplantations.

Введение. при трансплантации гемопоэтических стволовых клеток (ГСК) необходимо учитывать несовместимость донора и реципиента по антигенам эритроцитов для оценки возможности иммунологических осложнений при трансфузии ГСК и/или приживлении трансплантата (острый гемолиз, отсроченный гемолиз и др.). результаты серологических методов исследования не всегда позволяют идентифицировать истинную групповую принадлежность вследствие посттрансфузионного химеризма у больных и/или присутствия аллельного полиморфизма антигенов.

Цель исследования - установить частоту АВО-несовместимых аллогенных трансплантаций ГСК в НМИЦ гематологии, определить молекулярными методами групповую принадлежность пациентов с ослабленной экспрессией антигенов и/или после множественных гемотрансфузий перед трансплантацией ГСК, уточнить группу крови доноров ГСК с ослабленной экспрессией антигенов.

Материалы и методы. Обследована кровь 270 пар реципиентов и доноров ГСК. Группу крови систем АВО, резус, MNS, Kell определяли в реакции агглютинации на плоскости с применением соответствующих цоликлонов класса иммуноглобулинов М и в гелевых картах. Генотипирование проводили методом полимеразной цепной реакции с праймерами для выявления генов систем АВО, резус, Kell, MNS.

Результаты. В 2018-2020 гг. в НМИц гематологии было выполнено 270 трансплантаций ГСК. у 141 (52,22 %) пары выявлена несовместимость донора и реципиента по системе АВО: большая - 23,33 %, малая - 20,0 %, бинаправленная - 8,89 %. проблемы оценки серологических результатов были у 97 (36,3 %) больных: у 78 с посттрансфузионным химеризмом и у 19 с ослабленной экспрессией антигенов; у 15 (5,56 %) доноров ГСК: у 4 из-за отсутствия сведений о группе крови при поступлении криоконсервированных клеток, у 10 вследствие ослабленной экспрессии антигенов, у 1 для поиска информативных маркеров мониторинга приживления ГСК. результаты исследования продемонстрировали, что процент агглютинированных эритроцитов при посттрансфузионном химеризме не может быть надежным критерием для установления истинного фенотипа пациента. у доноров и больных с ослабленной экспрессией антигенов подтверждено присутствие генов АВО*О1, -А1, -А2, -В1, RHD weak type 1, RHD weak type 2, RHD weak type 3, RHCE*Cw и впервые в России - ген RHCE*01.38.

Заключение. Отмечено преобладание АВО-несовместимых трансплантаций ГСк. проблемы с серологическим определением группы крови у трети больных перед трансплантацией ГСК возникали из-за наличия посттрансфузионного химеризма и ослабления экспрессии антигенов. Определение генотипа доноров ГСК необходимо при ослаблении экспрессии антигенов и поступлении криоконсервированных клеток. процент агглютинированных эритроцитов при посттрансфузионном химеризме не может быть надежным критерием для установления истинного фенотипа пациента. Обнаружение смешанного химеризма при определении групповых факторов крови серологическими методами является показанием к генотипированию, особенно в условиях преобладания несовместимых трансплантаций ГСК.

weakening of antigen expressionpost-transfusion chimerismerythrocyte antigens of the ABORhesusKellMNS systemshematopoietic stem cell donorhematopoietic stem cell transplantationgenotypingослабление экспрессии антигеновпосттрансфузионный химеризмантигены эритроцитов систем АВОрезусKellMNSдонор гемопоэтических стволовых клетоктрансплантация гемопоэтических стволовых клетокгенотипированиеSavchenko V.G., Parovichnikova E.N., Lyubimova L.S. et al. Bone marrow transplantation for acute myeloid leukemia. Terapevticheskiy arkhiv = Therapeutic Archive 1993;(7): 7-15. (In Russ.).Савченко В.Г., Паровичникова Е.Н., Любимова Л.С. и др. Трансплантация костного мозга при острых миелоидных лейкозах. Терапевтический архив 1993;(7):7-15.Savchenko V.G., Lyubimova L.S., Parovichnikova E.N. et al. Transplantation of allogeneic and autologous hematopoietic stem cells in acute leukemia (results of 20 years of experience). Terapevticheskiy arkhiv = Therapeutic Archive 2007;(7):30-5. (In Russ.).Савченко В.Г., Любимова Л.С., Паро-вичникова Е.Н. и др. Трансплантация аллогенных и аутологичных гемопоэтических стволовых клеток при острых лейкозах (итого 20-летнего опыта). Терапевтический архив 2007;(7):30-5.Savchenko V.G. Allogeneic hematopoietic stem cells transplantation protocols. Moscow: Praktika, 2020. 320 p. (In Russ.).Савченко В.Г. Протоколы трансплантации аллогенных гемопоэтических стволовых клеток. М.: Практика, 2020. 320 с.Afanas'ev B.V., Zubarovskaya L.S. The role of hematopoietic stem cell transplantation in the treatment of adult patients with acute leukemia. Onkogematologiya = Oncohematology 2006;(1-2):70-85. (In Russ.).Афанасьев Б.В., Зубаровская Л.С. Роль трансплантации гемопоэтических стволовых клеток в терапии взрослых больных острыми лейкозами. Онкогематология 2006;(1-2):70-85.Parovichnikova E.N., Vasilieva V.A., Dovydenko M.V. et al. Allogeneic hematopoietic stem cells transplantation protocols. Mosco’, 2020. Рр. 218—224. (In Russ.).Паровичникова Е.Н., Васильева В.А., Довыденко М.В. и др. Протоколы трансплантации аллогенных гемопоэтических стволовых клеток. М., 2020. С. 218—224.Firsova M.V., Mendeleeva L.P., Parovichnikova E.N. et al. Allogeneic hematopoietic stem cell transplantation in patients ’ith multiple myeloma. Terapevticheskiy arkhiv = Therapeutic Archive 2021;93(7):778—4. (In Russ.). DOI: 10.26442/00403660.2021.07.200929Фирсова М.В., Менделеева Л.П., Паро-вичникова Е.Н. и др. Трансплантация аллогенных гемопоэтических стволовых клеток пациентам с множественной миеломой. Терапевтический архив 2021;93(7):778—4. DOI: 10.26442/00403660.2021.07.200929Bug G., Serve H. Stem cell and cord blood transplantation — state of the art. ISBT Science Series 2010;5:317—23.Vasilieva V.A., Kuzmina L.A., Parovichnikova E.N. et al. Implementation of allogeneic hematopoietic stem cell transplantation from unrelated donors from Russian and foreign registries. Genatologiya i transfuziologiya = Russian Journal of Hematology and Transfusiology 2020;65(3):299—311. (In Russ.). DOI: 10.35754/0234-5730-2020-65-3299-311Васильева В.А., Кузьмина Л.А., Паро-вичникова Е.Н. и др. Выполнение трансплантаций аллогенных гемопоэтических стволовых клеток от неродственных доноров из российского и зарубежного регистров в одном трансплантационном центре. Гематология и трансфузиология 2020;65(3):299—311. DOI: 10.35754/0234-5730-2020-65-3299-311Golovkina L.L. Influence of donor/s and recipient/s HPA-differencies on duration of aplasia after allomyelotransplantation. Bone Marro’ Transplantat 2011;46(S1):S324.Eiz-Vesper B., Seltsam A., Blasczyk R. ABO glycosyltransferases as potential source of minor histocompatibility antigens in allogeneic peripheral blood progenitor cell transplantation. Transfusion 2005;45(6):960—8. DOI: 10.1111/j.1537-2995.2005.04370.xSieff C., Bicknell D., Caine G. et al. Changes in cell surface antigen expression during hemopoietic differentiation. Blood 1982;60(3):703—13.Kishino K., Muroi K., Ka’ano C. et al. Evaluation of engraftment by ABO genotyping analysis of erythroid burstforming units after bone marro’ transplantation. Leuk Res 2002;26(1):13—7. DOI: 10.1016/s0145-2126(01)00090-xBooth G.S., Gehrie E.A., Bolan C.D., Savani B.N. Clinical guide to ABO-incompatible allogeneic stem cell transplantation. Biol Blood Marro’ Transplantant 2013;19(8):1152—8. DOI: 10.1016/j.bbmt.2013.03.018Ho’s J., Beddo’ K., Gordon-Smith E. et al. Donor-derived red blood cell antibodies and immune hemolysis after allogeneic bone marro’ transplantation. Blood 1986;67(1):177—81.Bolan C.D., Childs R.W., Procter J.L. et al. Massive immune haemolysis after allogeneic peripheral blood stem cell transplantation ’ith minor ABO incompatibility. Br J Haematol 2001;112(3):787—95. DOI: 10.1046/j.1365-2141.2001.02587.xWorel N., Greinix H.T., Keil F. et al. Severe immune hemolysis after minor ABO-mismatched allogeneic peripheral blood progenitor cell transplantation occurs more frequently after nonmyelo-ablative than myeloablative conditioning. Transfusion 2002;42(10):1293—301. DOI: 10.1046/j.1537-2995.2002.00209.xFranchini M., Gandini G., Aprili G. Non-ABO red blood cell alloantibodies follo’ing allogeneic hematopoietic stem cell transplantation. Bone Marro’ Transplantat 2004;33(12):1169—72. DOI: 10.1038/sj.bmt.1704524Tomac G., Bojanic I., Mazic S. et al. Haemolysis, pure red cell aplasia and red cell antibody formation associated ’ith major and bidirectional ABO incompatible haematopoietic stem cell transplantation. Blood Transfus 2018;16(4):397—404. DOI: 10.2450/2017.0322-16Lee J.H., Gulbis A., De Padua S.L. et al. Rituximab for passenger lymphocyte syndrome associated ’ith allogeneic SCT. Bone Marro’ Transplant 2008;42(1): 67—9. DOI: 10.1038/bmt.2008.79Cid J., Lozano H.G., Flegel W.A. Matching for D antigen in haematopoietic progenitor cell transplantation: definition and clinical outcomes. Blood Transfus 2014;12(3):301—6. DOI: 10.2450/2014.0238-13Golovkina L.L., Stremoukhova A.G., Pushkina T.D. et al. Molecular serological characteristics of ’eak D antigen types of the Rhesus system. Terapevticheskiy arkhiv = Therapeutic Archive 2016;88(7):78—83. (In Russ.). DOI: 10.17116/terarkh201688778-83Головкина Л.Л., Стремоухова А.Г., Пушкина Т.Д. и др. Молекулярно-серологические характеристики типов слабого антигена D системы Резус. Терапевтический архив 2016;88(7):78—83. DOI: 10.17116/terarkh201688778-83Golovkina L.L., Stremoukhova A., Vasiljeva M. et al. ABO*A and RHD variants in Russians. Vox Sanguinis 2017;112(suppl. 1):218 (Poster 494).Golovkina L.L., Kalandarov R.S., Pshenichnikova O.S. et al. Identification of common and ne’ rare types of ’eak RhD anti-gen in patients ’ith blood diseases and healthy person. Onkogematologiya = Oncohematology 2019;14(3):52—9. (In Russ.). DOI: 10.17650/1818-83462019-14-3-52-59Головкина Л.Л., Каландаров Р.С., Пшеничникова О.С. и др. Выявление распространенных и новых редких типов слабого антигена RHD у больных с заболеваниями системы крови и здоровых лиц. Онкогематология 2019;14(3):52—9. DOI: 10.17650/1818-83462019-14-3-52-59Golovkina L.L., Surin V.L., Pshenichnikova O.S. et al. Identification of RHC antigen allelic variants in hematological patients based on the results of serological and molecular studies. Transfuziologiya = Transfusiology 2019;20(4):315—22. (In Russ.).Головкина Л.Л., Сурин В.Л., Пшеничникова О.С. и др. Выявление аллельных вариантов антигена RHC у гематологических больных по результатам серологического и молекулярного исследований. Трансфузиология 2019;20(4):315—22.Chumak A.A., Belyakova V.V., Mayorova O.A. et al. Identification of ABO, RH and KEL blood group antigens ’ith serology and genotyping methods. Genatologiya i transfuziologiya = Russian Journal of Hematology and Transfusiology 2021;66(1):37—53. (In Russ.). DOI: 10.35754/0234-57302021-66-1-37-53Чумак А.А., Белякова В.В., Майорова О.А. и др. Идентификация групповых антигенов эритроцитов по системам АВО, RH и KEL серологическими тестами и методами генотипирования. Гематология и трансфузиология 2021;66(1):37—53. DOI: 10.35754/0234-57302021-66-1-37-53Dykes J.H., Lindmark A., Lenhoff S. et al. Autologous del(20q)-positive erythroid progenitor cells, re-emerging after DLI treatment of an MDS patient relapsing after allo-SCT, can provide a normal peripheral red blood cell count. Bone Marro’ Transplantat 2004;33(5):559—63. DOI: 10.1038/sj.bmt.1704383Golovkina L.L., Stremoukhova A., Vasiljeva M. et al. Erythrocyte's genomic in Russian multitransfused hematological patients. Haematologica 2016;101(s1):876—7.Kalandarov R.S., Golovkina L.L., Vasilieva M.N. et al. Genotyping of AB0 and Rh systems blood groups in patients after multiple hemotransfusions. Onkogematologiya = Oncohematology 2017;12(2):70—9. (In Russ.). DOI: 10.17650/1818-83462017-12-2-70-79Каландаров Р.С., Головкина Л.Л., Васильева М.Н. и др. Генотипирование групп крови систем АВО и Резус у пациентов после множественных гемотрансфузий. Онкогематология 2017;12(2):70—9. DOI: 10.17650/1818-83462017-12-2-70-79Mineeva N.V., Krobinets I.I., Gavrovskaya S.V. et al. Genotyping of erythrocyte blood groups in patients ’ith multiple transfusions. Kazanskiy meditsinskiy zhurnal = Kazan Medical Journal 2021;102(5):621—5. (In Russ.). DOI: 10.17816/KMJ2021-621Минеева Н.В., Кробинец И.И., Гавровская С.В. и др. Генотипирование групп крови эритроцитов для пациентов с множественными трансфузиями. Казанский медицинский журнал 2021;102(5):621—5. DOI: 10.17816/KMJ2021-621Golovkina L.L., Stremoukhova A.G., Pushkina T.D. et al. Molecular genetic methods for determining blood groups of erythrocyte systems. Spravochnik zaveduyushchego KLD = Reference Book for the Head of Clinical Diagnostic Laboratory 2018;(9):46-56. (In Russ.).Головкина Л.Л., Стремоухова А.Г., Пушкина Т.Д. и др. Молекулярно-генетические методы для определения групп крови эритроцитарных систем. Справочник заведующего КЛД 2018;(9):46-56.Golovkina L.L., Kalandarov R.S., Stremoukhova A.G. et al. Differentiation of the A1 and A2 subgroups of the AB0 system: biological background and serological strategy. Genatologiya i transfuziologiya = Russian Journal of Hematology and Transfusiology 2019;64(4):504-15. (In Russ.). DOI: 10.35754/0234-5730-2019-64-4504-515Головкина Л.Л., Каландаров Р.С., Стремоухова А.Г. и др. Дифференциация подгрупп А1 и А2 антигена А системы АВО: биологическая основа и серологическая стратегия. Гематология и трансфузиология 2019;64(4):504-15. DOI: 10.35754/0234-5730-2019-64-4504-515