Đặc điểm Máu dây rốn Tủy xƣơng/Máu ngoại vi
Tế bào HPP-CFCs Cao hơn Thấp hơn
CFU-E (cụm/mL) 8000 2500
CFU-GM (cụm/mL) 13000 -24000 870 - 1600
Tỷ lệ CD34+ (%) 0.02 - 1.43 0.5 – 5 (Tủy xƣơng) < 0.01 (Máu ngoại vi)
Tế bào NK Thấp hơn Cao hơn
Tế bào T (Th và Tc) Thấp hơn Cao hơn
Trong máu dây rốn, số lƣợng tế bào Lympho T (Th, Tc) và NK thấp, phần lớn tế bào trong trạng thái nguyên thủy, chƣa trƣởng thành về mặt chức năng, thể hiện ở việc đáp ứng tối thiểu với kích thích của interleukin 2, phytohemagglutinin hoặc alloantigens [39]. Do đó, tế bào gốc tạo máu trong máu dây rốn có khả năng dung nạp miễn dịch cao hơn so với tế bào gốc máu trong máu ngoại vi và tủy xƣơng. Vì khả năng dung nạp miễn dịch tốt nên việc ghép tế bào gốc máu dây rốn có thể đƣợc thực hiện mà không cần phù hợp hoàn toàn HLA, ít nguy cơ gây ghép chống chủ (GVHD) - vốn là một trở ngại lớn trong ghép đồng loài với tủy xƣơng và máu ngoại vi.
Việc ghép tế bào gốc tạo máu không chỉ phụ thuộc vào số lƣợng mà còn phụ thuộc vào chất lƣợng của các tế bào này, liên quan đến khả năng tăng sinh chúng. Để đánh giá khả năng tăng sinh của các tế bào gốc tạo máu đã xác định đƣợc kiểu hình, ngƣời ta sử dụng các xét nghiệm tạo khuẩn lạc (bao gồm CFU-GM (Colony Forming Unit-Granulocyte/Macrophage), CFU-M (Colony Forming Unit-Megakaryote, CFU-E (Colony Forming Unit-Erythroid) và các thí nghiệm nuôi cấy dài hạn. Trong máu dây rốn, các tế bào tạo khuẩn lạc có tiềm năng tăng sinh cao (HPP) và tế bào tiềm năng tăng sinh cao có khả năng hình thành khuẩn lạc (CFC) cũng có mặt với số lƣợng gấp khoảng 8 lần so với trong tủy xƣơng [40]. Phân tích CFC trong máu dây rốn ngƣời cho thấy trong 1mL máu dây rốn có khoảng 8000 BFU-E (gấp 3 lần so với tủy xƣơng
và máu ngoại vi) và khoảng 13000-24000 CFU-GM (gấp 15 lần so với tủy xƣơng và máu ngoại vi) [41].
Các tế bào gốc máu dây rốn cũng đƣợc nghiên cứu cho thấy có DNA telomere dài hơn so với tế bào gốc máu trong tủy xƣơng và máu ngoại vi [37, 42, 43]. Do đó các tế bào gốc máu dây rốn có thời gian tạo máu dài hơn, phân chia nhiều lần hơn và tạo ra số lƣợng tế bào con lớn hơn, dẫn đến hiệu quả điều trị đƣợc nâng cao.
1.2.4. Ƣu điểm của máu dây rốn trong cấy ghép
Nhìn chung, tế bào gốc tạo máu có nguồn gốc từ máu dây rốn có một số ƣu điểm so với máu ngoại vi và tủy xƣơng nhƣ sau:
Nguồn cung cấp tế bào gốc sẵn có, dễ dàng thu thập, không ảnh hƣởng đến ngƣời hiến.
Khả năng tăng sinh cao.
Khả năng dung nạp miễn dịch tốt dẫn đến cơ hội lựa chọn mẫu ghép cao hơn, nguy cơ mắc GVHD khi ghép không phù hợp hoàn toàn HLA giảm xuống.
Dễ dàng bảo quản lạnh và lƣu trữ trong nhiều năm.
1.2.5. Nhƣợc điểm của máu dây rốn trong cấy ghép
Bên cạnh những ƣu điểm, tế bào gốc tạo máu phân lập từ máu dây rốn cũng tồn tại một số hạn chế nhƣ sau:
Số lƣợng tế bào gốc tạo máu thu đƣợc hạn chế, phù hợp ghép cho trẻ em hơn là ngƣời lớn.
Số lƣợng tế bào thấp cũng dẫn đến thời gian mọc mảnh ghép chậm.
Chi phí xử lý và lƣu trữ cao.
1.2.6. Ứng dụng tế bào gốc máu dây rốn
Ghép tế bào gốc tạo máu (Hematopoiectic Stem Cell Transplantation - HSCT) là một trong những chiến lƣợc để điều trị nhiều bệnh lý huyết học, các
rối loạn suy giảm miễn dịch khi các liệu pháp khác điều trị không hiệu quả [44]. Tủy xƣơng và máu ngoại vi từ lâu đã là hai nguồn tế bào gốc tạo máu hiệu quả trong ghép điều trị. Tuy nhiên, ghép tế bào gốc tạo máu đòi hỏi sự phù hợp HLA rất chặt chẽ nên việc tìm đƣợc ngƣời cho phù hợp hoàn toàn về HLA là một khó khăn lớn. Do vậy, chỉ có một số lƣợng nhỏ bệnh nhân có thể đƣợc điều trị nhờ ghép tế bào gốc tạo máu từ những nguồn này.
Ngay từ khi đƣợc phát hiện từ năm 1980, tế bào gốc máu dây rốn ngày càng nhận đƣợc nhiều sự đồng thuận trong việc sử dụng cho việc cấy ghép tế bào gốc tạo máu [45]. Năm 1988, Broxmeyer và cộng sự là những ngƣời đầu tiên chứng minh máu dây rốn là một nguồn tế bào gốc/tiền thân tạo máu có thể dùng trong ghép điều trị hiệu quả [46]. Trong cùng năm đó, Gluckman và cộng sự đã thực hiện ca ghép tế bào tạo máu đầu tiên sử dụng máu dây rốn thay vì tủy xƣơng [47], khôi phục hệ thống tạo máu của một bệnh nhi bị thiếu máu Fanconi bằng cách sử dụng máu dây rốn từ anh chị em phù hợp HLA. Một số lợi thế của tế bào gốc tạo máu từ máu dây rốn bao gồm có khả năng dung hợp mảnh ghép không phù hợp một hai locus HLA[48], nguy cơ mắc GVHD cấp và mạn tính thấp [49].
Ghép tế bào gốc tạo máu đã đang và sẽ đem lại nhiều hy vọng cho những bệnh nhân mắc các rối loạn về máu, ung thƣ bao gồm các khối u ác tính về huyết học, các rối loạn chuyển hóa và miễn dịch. Hiện có khoảng 95 bệnh lý đƣợc điều trị bằng cách ghép tế bào gốc tạo máu từ máu dây rốn cho cả trẻ em và ngƣời lớn [50, 51]. Nhiều sản phẩm tế bào gốc tạo máu từ máu dây rốn cũng đƣợc FDA phê duyệt cấp bằng để điều trị nhƣ Allocord, Clevecord, Ducord,... [52] Các sản phẩm này bao gồm các tế bào tiền thân tạo máu, bạch cầu đơn nhân, tế bào lympho và bạch cầu hạt từ máu dây rốn ngƣời, sử dụng trong ghép tế bào tiền thân tạo máu của ngƣời hiến không có quan hệ huyết thống với ngƣời nhận, kết hợp với một phác đồ chuẩn bị thích hợp để phục hồi hệ thống tạo máu và miễn dịch ở những bệnh nhân bị rối loạn hệ thống tạo máu do di truyền, mắc phải hoặc kết quả của điều trị myeloablative (hóa trị liệu liều cao giết chết các tế bào trong tủy xƣơng, bao gồm các tế bào ung thƣ).
Mặc dù tiềm năng ứng dụng rất lớn, nhƣng lƣợng tế bào gốc tạo máu trong một đơn vị máu dây rốn thấp, trong khi việc cấy ghép thành công có tƣơng quan chặt chẽ với số lƣợng tế bào đƣợc truyền vào. Ngoài ra, việc xử lý và bảo quản tế bào gốc tạo máu từ máu dây rốn là một công việc tốn thời gian và tốn kém do đó ngƣời ta thƣờng cố gắng chỉ xử lý những đơn vị máu dây rốn cho tổng số tế bào có nhân và CD34+
tối ƣu. Quy trình chiến lƣợc cho việc từ thu thập mẫu, xử lý cho đến khi cấy ghép không chỉ tránh lãng phí chi phí, tiết kiệm không gian lƣu trữ có giá trị cho các đơn vị chất lƣợng tốt mà còn tạo ra hiệu quả điều trị tốt hơn ngƣời bệnh.
Hình 1.4. Quy trình từ khi thu thập máu cho đến khi cấy ghép [44]
Trong đó bƣớc đầu xem xét các yếu tố có khả năng ảnh hƣởng đến chất lƣợng tế bào gốc tạo máu từ máu dây rốn có vai trò quan trọng trong chiến lƣợc cải thiện chất lƣợng ngân hàng máu dây rốn.
1.2.7. Ngân hàng tế bào gốc máu dây rốn
Sự thành lập các ngân hàng máu dây rốn
Nghiên cứu trên thế giới đã chứng minh các tế bào tiền thân tạo máu và tế bào tiền thân đa năng vẫn hoạt động chức năng trong máu dây rốn ở điều kiện có chất chống đông ít nhất 3 ngày ở 4oC hoặc 25o
dây rốn có thể đƣợc xử lý và sử dụng hoặc bảo quản lạnh cho điều trị bình thƣờng sau quá trình vận chuyển và bảo quản trong một khoảng thời gian nhất định. Phát hiện này dẫn đến tiềm năng ứng dụng của tế bào gốc máu dây rốn ngày càng lớn, đi cùng với đó là mạng lƣới ngân hàng tế bào gốc máu dây rốn đƣợc thành lập ở nhiều quốc gia trên khắp thế giới. Mô hình ngân hàng máu dây rốn gồm có: ngân hàng máu dây rốn công, nơi lƣu trữ các đơn vị máu dây rốn để sử dụng cho ngƣời nhận không có quan hệ huyết thống với ngƣời hiến; ngân hàng máu dây rốn tƣ nhân, nơi lƣu trữ máu dây rốn sử dụng ghép tự thân hoặc dùng cho ngƣời thân trong gia đình; và ngân hàng hỗn hợp, cung cấp các dịch vụ kết hợp [53]. Ƣớc tính năm 2017 có khoảng hơn 800 000 đơn vị máu dây rốn đƣợc bảo quản lạnh trong các ngân hàng công và hơn 5 triệu đơn vị khác đƣợc lƣu trữ trong các ngân hàng máu dây rốn tƣ nhân [54].
Tiêu chí đánh giá ngân hàng máu dây rốn
Có nhiều tổ chức trên thế giới nhƣ NetCord, AABB (American Association of Blood Banks), EDQM (European Directorate for the Quality of Medicines & HealthCare), ARTHIQS (Assisted Reproductive Technologies and Haematopoietic stem cells Improvements for Quality and Safety throughout Europe) đƣa ra những tiêu chuẩn cụ thể về các tiêu chí đánh giá ngân hàng máu dây rốn. Các tổ chức khác nhau thì tiêu chuẩn cũng khác nhau, nhƣng nhìn chung có một số tiêu chuẩn thống nhất giữa các tổ chức về các khía cạnh chung của tiêu chí đánh giá áp dụng cho tất cả các loại ngân hàng máu dây rốn bao gồm:
Thu thập mẫu Vận chuyển mẫu Dán nhãn Xử lý mẫu Lƣu trữ Kiểm soát chất lƣợng
Sử dụng để điều trị
Kiểm soát chất lượng ngân hàng máu dây rốn
Các ngân hàng máu dây rốn phải thiết lập việc kiểm soát chất lƣợng đối với các quy trình và sản phẩm của ngân hàng để có thể lập hồ sơ về chất lƣợng và an toàn. Vì mục đích đó, một danh sách các thông số quan trọng cần đƣợc kiểm soát sẽ đƣợc thiết lập và một phạm vi giá trị có thể chấp nhận đƣợc xác định. Tất cả các tham số, giá trị của chúng và quy trình cho việc thực hiện các biện pháp kiểm soát phải dựa trên các tài liệu tham khảo khoa học và/hoặc đƣợc xác nhận bởi ngân hàng.
Theo ARTHIQS, các thông số tối thiểu cho kiểm soát chất lƣợng bao gồm:
o Kiểm soát chất lƣợng mẫu lƣu trữ:
Số lƣợng TNC lƣu trữ
Số lƣợng CD34+
Tỷ lệ tế bào sống
Kiểm soát nhiễm khuẩn
o Kiểm soát chất lƣợng mẫu ghép:
Xét nghiệm HLA ( tối thiểu HLA-A, HLA-B, HLA-DRB1)
Kết quả tỷ lệ sống của tế bào sau khi rã đông
Kết quả xét nghiệm nhóm máu ABO, Rh
Xét nghiệm bệnh lý di truyền
Sự phù hợp của ngƣời hiến
Tiêu chí cấp bằng cho một đơn vị tế bào gốc tạo máu từ máu dây
rốn sử dụng trong ghép điều trị
Theo hƣớng dẫn của FDA [55], các tiêu chí chấp nhận tối thiểu cho một đơn vị tế bào gốc máu dây rốn đối với ngân hàng công bao gồm:
Số lƣợng TNC: ≥ 5.0 x 108
TNC/đơn vị (dựa trên 20kg cân nặng ngƣời nhận, liều tế bào ≥ 2.5x107
TNC/kg và ≥ 70% phục hồi sau rã đông = 1.7x107 TNC/kg).
Số lƣợng tế bào CD34+
: 1.25x106 tế bào/đơn vị (dựa trên tế bào CD34+ ≥ 0.25% TNC trƣớc khi đông lạnh).
Tỷ lệ tế bào sống: ≥ 85%.
1.2.8.Nghiên cứu trên thế giới về các yếu tố liên quan đến chất lƣợng máu dây rốn lƣợng máu dây rốn
Đi kèm với việc thành lập các ngân hàng lƣu trữ tế bào gốc máu dây rốn là những khó khăn trong việc xác định chất lƣợng nguồn tế bào đầu vào. Nhiều công bố đã chứng minh chất lƣợng của các đơn vị máu dây rốn ảnh hƣởng đáng kể đến hiệu quả ghép tế bào gốc máu cho bệnh nhân [56]. Có nhiều yếu tố khác nhau ảnh hƣởng đến chất lƣợng của sản phẩm tế bào gốc tạo máu từ máu dây rốn bao gồm các yếu tố sản khoa, yếu tố thuộc về sản phụ, yếu tố trẻ sơ sinh, các yếu tố trong thu thập và xử lý mẫu (Bảng 1.2). Bảng 1.2. Tổng hợp các yếu tố có thể ảnh hƣởng đến chất lƣợng máu dây rốn
STT Yếu tố STT Yếu tố
Yếu tố ngƣời mẹ Yếu tố trong thu thập mẫu
1 Tuổi ngƣời mẹ [57, 58] 25 Phƣơng pháp thu thập [57] 2 Chủng tộc [59, 60] 26 Thời gian từ thu thập - xử lý
[59, 61]
3 Cân nặng [58, 62] 27 Thời gian thu thập [63]
4 Chiều cao [58] 28 Một hay hai ngƣời thu thập
[63]
5 Hút thuốc lá [64] 29 Kinh nghiệm ngƣời thu thập
[63]
7 Virus CMV [66] 30 Đƣờng kính lƣỡng đỉnh [67] 8 Nhóm máu ABO, Rh [65] 31 Chu vi vòng đầu [67]
9 Thời gian mang thai [68] 32 Chu vi bụng [67]
10 Tiểu đƣờng thai kỳ [61] 33 Chiều dài xƣơng đùi [67] 11 Cao huyết áp thai kỳ [61] 34 Cân nặng [57, 59]
12 Tiền sản giật 35 Chiều cao [58]
13 Tiền sử thai sản (số lần
mang thai) [57, 69] 36 Dây rốn quấn cổ [70] 14 Số lƣợng thai [57] 37 Giới tính [57, 59]
Yếu tố chuyển dạ và sinh con 38 Nhóm máu ABO, Rh 15 Thời gian tách em bé khỏi
nhau thai 39 Tuổi thai [57-59]
16 Phƣơng pháp sinh [57, 59] 40 Số lƣợng tiểu cầu [70]
17 Thời gian sinh 41 Vị trí trẻ sơ sinh khi thu mẫu [71]
18 Ngày sinh Yếu tố nhau thai và dây rốn
19 Tháng sinh 42 Thể tích máu [61]
20 Năm sinh 43 Cân nặng nhau thai [58, 64]
21 Phân su trong nƣớc ối [58,
61] 44 Chiều dài dây rốn [58, 64]
22 Thời gian chuyển dạ [58] 45 pH máu dây rốn [65] 23 Gây tê ngoài màng cứng
[72] 46
Nồng độ yếu tố tăng trƣởng biểu bì trong máu dây rốn [73] 24 Kẹp dây rốn chậm [74] 47 Nồng độ vitamin D trong máu
Trong 47 yếu tố đƣợc tổng hợp ở Bảng 1.2, các yếu tố sản phụ bao gồm: tuổi ngƣời mẹ, nhóm máu, phƣơng pháp sinh, số lần mang thai, số lƣợng thai; các yếu tố trẻ sơ sinh bao gồm: tuổi thai, cân nặng, giới tính; yếu tố trong xử lý mẫu gồm: thời gian bảo quản mẫu, thể tích máu là những yếu tố đƣợc quan tâm nhiều nhất vì đặc điểm dễ tiếp cận, dễ thu thập thông tin và có nhiều nghiên cứu cho kết quả không thống nhất. Do đó, trong phạm vi của nghiên cứu này, chúng tôi chỉ tiến hành khảo sát sự ảnh hƣởng đến các chỉ số chất lƣợng tế bào gốc tạo máu từ máu dây rốn của một số yếu tố kể trên.
Tổng hợp lại, trên thế giới, các ngân hàng tế bào gốc máu dây rốn đã đƣợc xây dựng và nghiên cứu trong nhiều năm, các tiêu chuẩn cũng đƣợc nhiều tổ chức lớn trên thế giới đƣa ra cho sản phẩm tế bào gốc máu dây rốn, tuy nhiên các tiêu chuẩn này có thể tham khảo nhƣng không hoàn toàn chính xác với hoàn cảnh của Việt Nam. Chất lƣợng của một đơn vị máu dây rốn có thể bị ảnh hƣởng bởi nhiều yếu tố sản khoa, sơ sinh và các yếu tố trong cả quy trình từ khi lấy mẫu cho đến cấy ghép. Để đáp ứng đƣợc những yêu cầu chất lƣợng khắt khe của các tổ chức thế giới về tế bào gốc tạo máu từ máu dây rốn, bắt buộc phải xây dựng một quy chuẩn chất lƣợng đầu vào cho sản phẩm tế bào gốc máu dây rốn phù hợp với thực tế tại Việt Nam.
1.2.9.Tình hình nghiên cứu tế bào gốc tạo máu tại Việt Nam
Bởi những lợi ích thiết thực mà máu dây rốn mang lại, chất lƣợng máu dây rốn luôn là vấn đề cần quan tâm hàng đầu. Tại Việt Nam hiện đã có một số cơ sở nghiên cứu ứng dụng tế bào gốc tạo máu cho điều trị bệnh nhƣ Bệnh viện Truyền máu – Huyết học TP HCM, Bệnh viện TW Huế, Bệnh viện quân đội 108, Bệnh viện Huyết học – Truyền máu TW, Bệnh viện Nhi TW. Để phục vụ cho nghiên cứu tế bào gốc tạo máu từ máu dây rốn, việc nghiên cứu xây dụng ngân hàng máu dây rốn cùng với đánh giá chất lƣợng đơn vị máu dây rốn thu thập và lƣu trữ là vô cùng cần thiết. Trong nƣớc đã có một số nghiên cứu liên quan đến đánh giá chất lƣợng máu dây rốn đƣợc thực hiện nhằm tối ƣu quy trình thu thập, xử lý, lƣu trữ máu dây rốn. Tuy nhiên các nghiên cứu đa số chỉ bƣớc đầu đánh giá tình hình thu thập mẫu, sàng lọc và xử lý máu dây rốn tại một số bệnh viện lớn. Chẳng hạn nhƣ nghiên cứu của