Review - Blood Transfusion

Review
Leukoreduction
Leucodeplezione
Anne B McDonald(1), Walter H Dzik(2)
(1)
(2)
Beth Israel Deaconess Hospital, Boston, Massachusetts
Beth Israel Deaconess Hospital and Harvard Medical School, Boston, Massachusetts
Introduction
Introduzione
Transfusion of allogeneic donor leukocytes present in
cellular blood components results in a number of both
proven and perceived adverse effects in recipients. Over
the last decade, a greater understanding of these possible
adverse effects has been the impetus for improving methods
of leukoreduction. Advances in technology have allowed
more widespread use of leukoreduced components and
have prompted active investigation into the potential
benefits of these products. This review will describe the
methods, indications for, and efficacy of leukoreduction.
Cellular blood components contain a large number of
residual donor leukocytes (Table I). The point at which a
component can be considered adequately leukoreduced
has varied in the past, with the level of 5x106 white blood
cells (WBCs) per unit of red blood cells (RBCs) being
established by the American Association of Blood Banks
in 1991 and extension of the standard to leukoreduced
platelets in 1996.
La trasfusione dei leucociti allogenici del donatore che
sono presenti negli emocomponenti cellulari determina una
serie di reazioni sfavorevoli, provate e percepite, nei
riceventi. Nell'ultima decade, una maggiore consapevolezza
di questi possibili effetti sfavorevoli ha costituito la spinta
a migliorare i differenti metodi di leucoriduzione. I progressi
nelle metodologie hanno permesso un più largo utilizzo di
emocomponenti leucodepleti e hanno suggerito ricerche
sui potenziali benefici di tali prodotti. Questa rassegna si
propone di descrivere metodi, indicazioni ed efficacia della
leucoriduzione. Gli emocomponenti cellulari contengono
un notevole numero di leucociti residui provenienti dal
donatore (Tabella I). Il grado al quale un emocomponente
si può considerare adeguatamente leucoridotto è variato
negli anni: un livello di 5x106 globuli bianchi (GB) per unità
di concentrato eritrocitario (CE) è stato stabilito nel 1991
dall'American Association of Blood Banks (AABB) ed
esteso, poi, ai concentrati piastrinici (CP) nel 1996.
Methods of leukoreduction
Metodiche di leucoriduzione
a- Centrifugation
The use of centrifugal force to separate blood
components by density has been used for many years.
The removal of the buffy coat from whole blood is widely
practiced. The process of centrifugation separates the least
dense leukocytes from the packed red cells, with more
efficient removal of lymphocytes and monocytes than
granulocytes1. In a variation of this process - the "top and
a- Centrifugazione
L'utilizzo della forza centrifuga per separare, per densità,
i vari componenti ematici è stato impiegato per molti anni.
La rimozione del buffy-coat dal sangue intero viene tuttora
largamente praticata. La centrifugazione è in grado di
separare i meno pesanti leucociti dal sedimento dei globuli
rossi, con una più efficiente eliminazione di linfociti e
monociti rispetto ai granulociti1. In una variante di questo
procedimento - il metodo cosiddetto top and bottom - il
sangue intero viene centrifugato a velocità relativamente
alta per comprimere insieme nel buffy-coat piastrine e
leucociti. Il plasma supernatante viene spremuto dall'alto
da: Blood Safety and Survellance (2001)
Jeanne V Linden, Celso Bianco (Eds)
Marcel Dekker, Inc
(270 Madison Avenue, New York, NY 10016
Tel. 001/212/696.9000 - Fax (001/212/561.6640 - www.dekker.com)
LA TRASFUSIONE DEL SANGUE vol. 46 - num. 6 novembre-dicembre 2001 (347-361)
347
AB McDonald, WH Dzik
Table I: approximate number of leukocytes in blood components
Tabella I: numero approssimativo di leucociti negli emocomponenti
Blood component
Emocomponente
Approximate No of leukocytes
n° approssimativo di GB
Fresh whole blood
Sangue intero (fresco)
Red cell concentrate
Concentrato eritrocitario (CE)
109
108-109
Buffy coat depleted red cells
CE deprivato di buffy-coat
108
Washed red cell concentrate
CE lavato
107
Frozen deglycerolized red cells
CE congelato e deglicerolizzato
106-107
Platelet concentrate
Concentrato piastrinico (CP)
107-108
Apheresis platelet
CP da aferesi
105-108
Fresh frozen plasma
Plasma fresco congelato (PFC)
bottom" method - whole blood is centrifuged at relatively
high centrifugal force to compress both platelets and
leukocytes into the buffy coat. The supernatant plasma is
then expressed out of the top of the primary bag into one
satellite bag, while the red cells are removed via the bottom
into another.
The buffy coat, composed of donor white cells and
platelets, is then pooled with further buffy coats and
centrifuged again at a lower centrifugal force. This allows
separation of the platelet-rich plasma from the white cell
component, which is then discarded. This method removes
70-80% of leukocytes, a reduction sufficient to prevent many
febrile nonhemolytic transfusion reactions, but not other
complications whose prevention requires a higher degree of
leukoreduction. A variation of this method involves
manipulation of the temperature of whole blood prior to
centrifugation. It was found that if the whole blood was first
cooled and then warmed prior to centrifugation, the removal
of leukocytes could be increased to 90%, with no apparent
evidence of damage to red cells or coagulation factors2.
Other methods used in the past include washing and
use of frozen/thawed red cells. Washing is not the most
efficient way lo remove leukocytes because of the wide
variation in the number removed3. Significant red cell loss
may occur. Because preparation takes place in an open
system, washed red cells must be used within 24 hours.
Frozen deglycerolized red cells reduce the risk of
cytomegalovirus (CMV) transmission4, but, because of the
presence of viable lymphocytes5, they are inadequate to
prevent graft-versus-host disease in immunodeficient
recipients.
348
<104
della sacca madre in una sacca satellite, mentre, dal basso,
gli eritrociti vengono rimossi in un'altra sacca transfer. Il
buffy-coat, composto da leucociti e piastrine del donatore,
viene mescolato con altri buffy-coats e sottoposto a una
ulteriore centrifugazione a bassa velocità.
Si ottiene un plasma ricco di piastrine e povero di
leucociti che vengono scartati. Questo metodo rimuove
dal 70 all'80% dei GB, riduzione sufficiente a prevenire molte
reazioni trasfusionali febbrili non emolitiche ma non altre
complicazioni, la cui profilassi richiede un grado maggiore di
leucoriduzione.
Una variabile di questa metodica coinvolge la modifica
della temperatura del sangue intero prima di procedere alla
centrifugazione.
Si è visto che se il sangue intero viene raffreddato e poi
riscaldato prima della centrifugazione, l'eliminazione dei GB
può essere aumentata sino al 90%, senza apparenti danni a
globuli rossi e ai fattori della coagulazione2. Altri metodi
impiegati in passato riguardavano il lavaggio o il
congelamento/scongelamento dei globuli rossi. Il lavaggio
non è il metodo più efficace per rimuovere i GB, come indicato
dalle ampie variazioni nel numero di leucociti rimossi3; si ha
anche una significativa perdita di eritrociti.
Dato, poi, che il lavaggio avviene con sistema aperto, le
emazie lavate debbono essere utilizzate entro 24 ore. Emazie
congelate e deglicerolizzate riducano il rischio di
trasmissione del citomegalovirus (CMV)4, ma a causa della
presenza di linfociti vitali5 non sono adatti a prevenire la
Graft versus Host Disease (GvHD) in pazienti
immunocompromessi.
Leucodeplezione
Table II: history of filters for blood transfusion
Tabella II: storia dei filtri utilizzati in trasfusione del sangue
Generation
Generazione
First
Prima generazione
Second
Seconda generazione
Third
Terza generazione
Removel target
Bersaglio della rimozione
Filter material
Materiale filtrante
Clots
Coaguli
Screen filter; pore size: 170-240 µm
Filtro selettivo; dimensione dei pori: 170-240 µm
Micro-aggregates
Microaggregati
Screen/depth woven filter; pore size: 40 µm
Filtri di selezione/profondità in tessuto; diametro dei pori: 40 µm
Leukocytes
Leucociti
Nonwoven web of microfibers; fiber diam: 2-20 µm
Reti di microfibre; diametro dei pori: 2-20 µm
b- Filtration
Advances in filtration technology have made
consistent production of leukoreduced components a viable
option. Table II summarizes the changes in filtration over
recent years.
1- Mechanism of Filtration
Removal of leukocytes by filtration results primarily
from retention by a barrier. The interior of most modern
leukocyte removal filters consists of layers of synthetic
mesh made of nonwoven fibers. The design is such that
the blood entering the filter encounters a large surface area
of the medium. Optimally, the blood cannot bypass the
filtration medium and the amount of blood retained in the
filter is minimal.
Adsorption of leukocytes to the synthetic fibers also
contributes to leukoreduction. Modification of synthetic
surfaces, by increasing "wettability" to decrease the
surface tension or by alteration in surface charge of the
fibers6, has improved the performance of filters.
Biological mechanisms also influence leukoreduction.
Electron microscopic analysis of filters demonstrates that
platelets undergo activation and spreading on the surface
of filter fibers during filtration of red blood cells.
Leukocytes, especially polymorphonuclear leukocytes,
adhere to the activated platelets and are removed7. Platelets
may also contribute by forming microaggregates that trap
cells8.
2- Factors Affecting Filtration Performance
As leukoreduction methods have evolved, the factors
that influence the residual number of leukocytes have
become increasingly important as variables that can be
controlled to improve the quality of the end product. These
factors are summarized in Table III. The capacity of the
filter used is of prime importance in the degree of
leukoreduction achieved. Current high-performance filters
can reduce the residual WBC content by 3-4 logs. The
input load of the WBCs to be filtered has a direct relation
b- Filtrazione
I progressi che si sono ottenuti nella tecnologia della
filtrazione hanno reso una opzione valida la coerente
produzione di emocomponenti leucodepleti. La tabella II
sintetizza i cambiamenti verificatisi negli anni recenti in
materia di filtri.
1- Meccanismo della filtrazione
La rimozione dei leucociti mediante filtrazione rappresenta
il prodotto dell'azione di una barriera che trattiene. L'interno
della maggior parte dei filtri moderni per la rimozione dei GB
consiste di diversi strati di maglie di materiale sintetico
costituito da fibre di non-tessuto. Il sangue che entra nel
filtro viene così a contatto con un'estesa superficie di questo
materiale. Nella condizione migliore, il sangue non può
bypassare il materiale filtrante ma, nel contempo, la quantità
di sangue trattenuta dal filtro è minima. Anche l'adesione
dei leucociti alle fibre sintetiche contribuisce alla
leucodeplezione. Modificare le superfici di materiale
sintetico, accrescendone la "bagnabilità" per diminuzione
di tensione superficiale o per alterazione della carica di
superficie dei filtri6, ha consentito il miglioramento nelle
prestazione dei filtri stessi. Anche alcuni meccanismi biologici
influenzano la leucoriduzione. Le analisi dei filtri al microscopio
elettronico dimostrano che le piastrine si attivano e si
spandono sulla superficie delle fibre durante la filtrazione di
globuli rossi. I leucociti, in particolare i polimorfonucleati,
aderiscono alle piastrine così attivate e vengono rimossi7. Le
piastrine possono anche contribuire alla rimozione formando
microaggregati che intrappolano i GB8.
2- Fattori che influenzano le prestazione dei filtri
Via via che le metodiche di leucodeplezione evolvevano,
i fattori che potevano influenzare il numero residuo di
linfociti assumevano una crescente importanza quali
variabili che potevano essere controllate al fine di migliorare
la qualità del prodotto finale. Tali fattori vengono elencati
in tabella III.
La capacità filtrante di un apparato è di primaria
349
AB McDonald, WH Dzik
Table III: factors affecting filter performance
Tabella III: fattori che influenzano le prestazioni dei filtri per leucodeplezione
Capacity of the filter
Input number of leukocytes
Flow rate, pressure, priming, rinsing
Temperature, viscosity
Number and function of platelets
Holding time between blood collection and filtration
Erythrocyte and leukocyte deformability
Plasma content of cell suspension media
Capacità globale del filtro
Numero di leucociti nell’emocomponente all’inizio della filtrazione
Ritmo di flusso, pressione, attivazione del filtro, lavaggio
Temperatura, viscosità dell’emocomponente
Numero e funzionalità delle piastrine
Tempo intercorso fra il prelievo del sangue e la sua filtrazione
Deformabilità delle emazie e dei leucociti
Contenuto in plasma del medium di sospensione cellulare
to the postfiltration WBC content. Manufacturers'
guidelines provide filter capacity, or number of units of
RBCs or platelets, for the average WBC load. The cellular
composition of the input product will affect the filtration
process in other ways, too. For example, elevated hematocrit
in red cell concentrate may result in slightly decreased
leukocyte removal performance because of inhibited
leukocyte approach to adsorption points9. The nature of
the erythrocyte may also affect filter performance. Filtration
of hemoglobin AS (sickle cell trait) blood results in poorer
WBC removal than does filtration of hemoglobin AA
blood10,11. It is thought that sickling of the red cells within
the filter results in obstruction of flow, preventing adequate
contact of the leukocytes with the filtration medium.
Platelets in red cell concentrates also influence filtration.
Filters have decreased retention for fresh RBCs in the
presence of platelets; this has been attributed to biological
interaction between platelets and WBCs that promotes
retention of the latter8. The flow rate through the filter is
also a factor in leukoreduction; accelerated blood flow (100
mL/min) is associated with decreased reduction9. This may
result from partial detachment of adsorbed leukocytes due
to accelerated shear stress or from decreased contact time
with the filtration medium. Alternatively, slow filtration rate
may result in insufficient pressure to ensure adequate
contact of leukocytes with the filtering medium or may allow
an increase in temperature resulting in increased leukocyte
deformability12. Studies have shown that the efficiency of
filtration is improved at refrigerated temperatures13. The
reason for this may relate to decreased plasticity of
leukocytes at lower temperatures. The medium in which
cells are suspended also influences the efficiency of
leukoreduction. The addition of small volumes of plasma
to RBCs suspended in SAGMAN (saline/adenine/glucose/
manitol)-additive solution resulted in a marked improvement
in filtration efficiency14. This may result from adhesive
proteins present in plasma contributing to leukocyte
retention.
350
importanza per raggiungere un determinato grado di
leucodeplezione. I filtri ad alta efficienza attualmente
disponibili sono in grado di ottenere una riduzione dei
leucociti residui di 3-4 logaritmi. La quantità di GB negli
emocomponenti influenza direttamente il contenuto di
leucociti che residua dopo la filtrazione. Le istruzioni dei
produttori forniscono i dati sulla capacità dei filtri o sul
numero di unità di CE o CP che si possono filtrare in base
alla quantità media dei GB presenti. La composizione in
cellule del prodotto da sottoporre alla filtrazione influenza
il procedimento anche in altri modi. Per esempio, un elevato
ematocrito nel CE può determinare una prestazione
leggermente meno efficace, dato che può inibire ai leucociti
l'approccio ai punti di adesione9. Anche le caratteristiche
degli eritrociti possono alterare le prestazioni dei filtri. La
filtrazione di emazie contenenti HbS (emazie falcemiche) è
assai meno efficace di quella di emazie a emoglobina normale
(HbA)10,11. Si ritiene che la falcemizzazione degli eritrociti
all'interno dei filtri determini una ostruzione al passaggio,
impedendo un contatto adeguato fra leucociti e materiale
filtrante. Anche le piastrine contenute in un CE possono
influenzare la filtrazione. I filtri, infatti, hanno una ridotta
capacità di trattenere i leucociti con CE freschi contenenti
piastrine: questo fatto è stato attribuito a un'interazione
biologica fra piastrine e GB8.
Pure la velocità di flusso attraverso il filtro rappresenta
un fattore nella leucodeplezione: un aumento del flusso
(100 mL/min) si associa ad una deplezione ridotta9. Ciò può
essere in relazione a un distacco parziale dei leucociti adesi
al filtro per uno stress provocato da forze elastiche laterali
accelerate o per ridotti tempi di contatto con il materiale
filtrante. Alternativamente, un flusso a velocità ridotta può
determinare una pressione insufficiente ad assicurare un
contatto adeguato fra materiale filtrante e leucociti o può
determinare un aumento della temperatura che, a sua volta,
provoca un aumento della deformabilità leucocitaria12.
Infatti, studi al riguardo hanno dimostrato che l'efficienza
della filtrazione viene aumentata da basse temperature.13.
La ragione di ciò potrebbe essere in relazione a una ridotta
plasticità dei leucociti a temperature di refrigerazione. Anche
Leucodeplezione
Table IV: advantages and disadvantages of timing of filtration
Tabella IV: vantaggi e svantaggi dei differenti momenti della filtrazione
Prestorage
Prima della conservazione
In blood bank
In laboratorio (nel SIT)
At bedside
Al letto del ricevente
Advantages
Vantaggi
May prevent accumulation of cytokines
of donor origin during storage
Previene l’accumulo di citochine
durante la conservazione
Red cell units filtered in short time span-?
improved leukoreduction
I CE vengono filtrati in minor tempo
(migliore deplezione?)
May decrease risk of bacterial
contamination
Può diminuire il rischio di
contaminazione batterica
Smaller no. of staff performing
procedureless variability
Meno persone si occupano
della procedura (minore variabilità)
Leukoreduced units readily available
on request
Le unità leucodeplete sono
immediatamente disponibili
Easier to control quality
compared with bedside filtration
I CQ sono più facili
(rispetto alla filtrazione bedside)
Easier to control quality
compared with bedside filtration
I controlli di qualità (CQ) sono più facili
(rispetto alla filtrazione bedside)
Record of special needs
of particular patients
Vi può essere adattamento alle necessità
di particolari riceventi
Convenience-filter added to intravenous
line at time of filtration
Comodità. Il filtro può essere aggiunto
al set da infusione
Disadvanteges
Svantaggi
Transfusion of leukoreduced components
to patients with no defined clinical indication
Gli emocomponenti leucoridotti
sono utilizzati indipendentemente
dalle necessità del paziente
Additional labor cost in blood bank
Costi-lavoro aggiuntivi per il SIT
May not remove leukocyte fragments
that accumulate during storage
Frammenti leucocitari formatisi durante
la conservazione possono
non essere rimossi
Does not remove cytokines that
may accumulate during storage
Non vengono rimosse le citochine
accumulate durante la conservazione
delle piastrine
Cost of filter
Costo del filtro
Filtration occurs slowly (2-4h)-red cell
unit warms-may led to less efficient filtration
La filtrazione avviene lentamente (2-4 h),
le emazie si riscaldano,
il che può determinare
una filtrazione meno efficace
More difficult to institute
quality control measures
Difficile istituire CQ validi
Units which fail QC have
already been transfused
Le unità che non rispettano i CQ
sono già state trasfuse
More staff involved in process
more difficult to institute standard procedures
Più persone coinvolte nel procedimento:
più difficile istituire procedure standard
Cost of filter
Costo del filtro
3- Timing of Filtration
Leukocyte reduction can be performed before storage,
before issuance from the blood bank, or at the bedside
(Table IV)15. Prestorage leukoreduction is gaining
acceptance as the use of leukoreduced components
becomes more routine. In-line filtration (a blood bag system
with integrated filter) allows for separation of components
and filtration without the need for opening the system,
thereby avoiding contamination and bacterial overgrowth
during subsequent storage. Prestorage leukoreduction has
theoretical advantages of standardization and easy
availability of filtered units. Prestorage leukoreduction may
decrease the incidence of febrile nonhemolytic transfusion
la soluzione nella quale sono risospese le cellule ematiche
può influenzare la leucodeplezione. L'aggiunta di piccole
quantità di plasma ad emazie sospese in una soluzione
additiva SAG-MAN (salina/adenina/glucosio/mannitolo)
si accompagna a una efficacia di filtrazione marcatamente
accresciuta14. Questo potrebbe essere in relazione alle
capacità adesive di alcune proteine presenti nel plasma
che contribuirebbero a trattenere leucociti.
3- Scelta del momento della filtrazione
La leucodeplezione di un emocomponente può essere
effettuata prima della sua conservazione (cosiddetta prestorage), prima della distribuzione dal servizio trasfusionale
351
AB McDonald, WH Dzik
reactions (FNHTRs) from platelet transfusion that results
from passive transfer of cytokines. In an animal model16,
the incidence of platelet refractoriness was decreased by
prestorage leukoreduction. This may have resulted from
removal of leukocyte fragments that may not be removed
during poststorage filtration. The issue of the importance
of leukocyte fragments has not been resolved. Some studies
in an animal model indicate a greater degree of platelet
refractoriness following transfusion of plasma supernatant
of blood leukoreduced after storage when compared with
that leukoreduced before storage17. However, it has also
been demonstrated that leukoreduction had no effect on
soluble class I human leukocyte antigen (HLA) substance,
and that deliberately prepared leukocyte fragments bearing
HLA antigens did not seem to stimulate an alloimmune
response in vitro18.
There have not yet been any clinical trials in humans to
determine the effect of prestorage versus poststorage
leukoreduction on prevention of alloimmunization.
Therefore, the issue remains unresolved.
The choice of filtration in the laboratory prior to issuance
by the blood bank versus filtration at the bedside would
appear to many to be a minor issue in leukoreduction.
However, recent investigations have confirmed that bedside
filtration may be less than optimal in many cases for a variety
of reasons. Bedside filtration carries the advantage that
expensive filters are restricted to units transfused to patients
for whom leukoreduction is indicated. However, concerns
have arisen regarding the quality of leukoreduction during
bedside filtration. Ledent and Berlin12 found a 78% failure
rate (>5x106 WBC/unit) when leukoreduction was performed
under conditions mimicking those of bedside filtration. The
failure rate when performed as in a blood bank setting was
less than 1%. The major difference in conditions was flow
rate, with the rate at the bedside very much slower than
that in the laboratory. Slow filtration allows time for warming
of the unit, perhaps allowing increased leukocyte
deformability and thus less efficient removal of leukocytes.
Deliberate warming of blood to 27 °C resulted in a 20-fold
increase in the number of leukocytes passing through the
filter19, adding further weight to the importance of
temperature control. Therefore, the ideal time span in which
to filter a unit of red cells would appear to be slow enough
so as not to generate excess shearing forces on the white
cells trapped in the filter, yet fast enough to minimize any
potential warming of the unit. Filtration at a relatively fast
flow rate (by gravity over 10-15 minutes), rather than the
slow flow at the bedside (over 2-3 hours), would appear to
be the most appropriate.
Familiarity with the process of leukoreduction and
adequate staff training may be further variables in the
352
(post-storage) o al letto del ricevente (bedside) come
illustrato in tabella IV. La filtrazione pre-storage sta
guadagnando consensi dato che l'uso di emocomponenti
leucodepleti diviene routinario. La filtrazione in-linea
(utilizzando sacche con filtro integrato) permette la
separazione dei componenti in un sistema chiuso, evitando,
quindi, la contaminazione e la proliferazione batterica
durante la successiva conservazione. La leucodeplezione
pre-storage ha il teorico vantaggio di una standardizzazione
e di una immediata disponibilità di unità filtrate. Essa è in
grado di ridurre l'incidenza di reazioni febbrili non emolitiche
nelle trasfusioni piastriniche per trasferimento passivo di
citochine. In un modello animale16, l'incidenza di refrattarietà
piastrinica risultava diminuita dalla leucodeplezione prestorage. Ciò potrebbe essere in relazione alla rimozione di
frammenti leucocitari che non possono essere allontanati
con la filtrazione post-storage. L'importanza di questi
frammenti di leucociti non è stata del tutto accertata. Alcuni
studi su modelli animali indicano una maggiore incidenza
di refrattarietà piastrinica conseguente a trasfusioni di
sopranatanti di plasma provenienti da emocomponenti
leucodepleti dopo la conservazione rispetto a quelli
provenienti da emocomponenti leucodepleti prima della
conservazione17. Tuttavia, si è anche dimostrato che la
leucodeplezione non ha alcun effetto sugli antigeni HLA
solubili di I classe e che frammenti di antigeni leucocitari
HLA deliberatamente preparati non sembrerebbero
stimolare una risposta alloimmune in vitro18. Non sono
state ancora condotte ricerche cliniche su soggetti umani
al fine di determinare gli effetti della leucodeplezione prestorage rispetto a quella post-storage sulla prevenzione
dell'alloimmunizzazione. Il problema rimane, quindi, irrisolto.
La scelta di utilizzare la filtrazione in laboratorio prima
della distribuire di un emocomponente da parte del SIT nei
riguardi della filtrazione bedside potrebbe apparire a molti
di minor impatto. Tuttavia, recenti indagini hanno
confermato che la filtrazione bedside è meno ottimale in
molti casi per una serie di motivi. La filtrazione bedside ha
il vantaggio che l'uso di filtri particolarmente costosi è
riservato ai soli pazienti per i quali l'impiego di
emocomponenti leucoridotti è indicato. Tuttavia, sono sorti
problemi circa la qualità della leucodeplezione durante la
filtrazione bedside. Ledent e Berlin12 hanno riscontrato una
percentuale del 78% di fallimento (> 5x106 GB/unità) quando
la leucodeplezione veniva condotta in condizioni che
riproducevano quelle della filtrazione bedside. Nella
filtrazione eseguita imitando le condizioni della filtrazione
in laboratorio, il fallimento incideva per meno dell'1%. La
maggiore differenza riguardava la velocità di flusso, che
nel bedside era molto più lenta rispetto a quella ottenibile
in laboratorio. Una filtrazione lenta determina il
Leucodeplezione
process of leukoreduction. Sirchia et al.20 initially found
that, in a hematology outpatient setting with staff trained
in the use of bedside filters, the quality of leukoreduced
product was not significantly different from that filtered in
the laboratory setting. However, subsequent studies at the
same center19 found that, even under ideal conditions for
bedside filtration, there was a 5% filtration failure rate.
Again, the issue of rise in temperature during filtration was
felt to be important, with improved results if transfusion
was completed within 100 minutes of removal of the blood
from the refrigerator.
In addition to the important issue of quality control,
other considerations may influence the decision concerning
when to leukoreduce blood. One issue investigated recently
is the effect of leukoreduction on the likelihood of bacterial
overgrowth of blood products. Investigation of the
potential role of leukoreduction has involved experiments
using deliberate inoculation of units. Units of blood are
"spiked" with varying concentrations of bacteria and then
split into pairs, one of which is then filtered. Comparison
of bacterial growth is then made at variable times. Most
RBC experiments have focused on Yersinia enterocolitica,
the most commonly encountered serious bacterial
contaminant in RBCs. A significant reduction in bacterial
concentration occurs during the time between inoculation
and filtration (7 hours at room temperature) - an effect
attributed to the natural antibacterial properties of blood21.
In addition, it was found that if the initial inoculation was
of low concentration, filtration was successful in preventing
bacterial overgrowth at 42 days. However, overgrowth
during storage was not prevented when higher initial
concentrations (greater than 3 colony-forming units/mL)
were used. Whether or not routine prestorage filtration of
white cells may be of benefit in reducing bacterial
overgrowth in the clinical setting is not known. The optimal
time to filter is not clear, but it appears there may be a
benefit in an early delay to allow bacteriocidal activity of
polymorphonuclear phagocytes in the first few hours after
collection22. However, the application of chemical sterilants
may, in the future, make discussion of leukoreduction for
this reason unnecessary.
Prevention of the storage lesion has also been proposed
as an argument in favour of widespread use of prestorage
leukoreduction. It was initially felt that leukocyte
degeneration during storage would result in release of
lysosomal enzymes that could damage the red cell or
platelet. However, comparison studies have shown little
difference in the degree of hemolysis of red cells stored
with or without prestorage leukoreduction, and in vivo
survival studies failed to show any advantage to prestorage
filtration. Prestorage filtration of platelet concentrates also
riscaldamento dell'unità, favorendo forse una accresciuta
deformabilità dei leucociti e, quindi, una loro rimozione meno
efficace. Un deliberato riscaldamento del sangue a 27 °C
determinava un aumento di venti volte dei leucociti che
attraversavano il filtro 19, fornendo ulteriore peso
all'importanza di controllare la temperatura. Quindi, l'ideale
intervallo di tempo per filtrare un'unità di emazie deve essere
abbastanza lungo da non generare un eccesso di forze
elastiche sui GB intrappolati nel filtro ma anche
sufficientemente breve da minimizzare ogni possibile
riscaldamento dell'unità. Sembra più appropriato un flusso
relativamente rapido (intorno ai 10-15 minuti, per gravità)
piuttosto che uno lento, come nel bedside (oltre 2-3 ore).
La dimestichezza con le procedure di leucodeplezione e
un adeguato addestramento del personale possono essere
ulteriori variabili. Sirchia et al20 hanno inizialmente
constatato che, in pazienti ematologici ambulatoriali trattati
da personale particolarmente preparato nell'uso di filtri
bedside, la qualità della leucoriduzione non era
significativamente differente da quella ottenibile in
laboratorio. Tuttavia, studi successivi effettuati allo stesso
Centro19 hanno dimostrato che, anche nelle condizioni ideali
di utilizzo di filtri bedside, si assisteva a una percentuale di
fallimento del 5%. Ancora, si riteneva che l'aumento della
temperatura durante il procedimento rappresentasse il dato
più importante, poiché si miglioravano i risultati se la
trasfusione veniva completata entro 100 minuti dall'uscita
dell'unità di sangue dal frigorifero.
Oltre all'importanza dei controlli di qualità, anche altre
considerazioni possono influenzare le decisioni circa il
momento migliore di procedere alla leucodeplezione. Un
problema studiato di recente riguarda gli effetti della
leucoriduzione sulla probabilità di proliferazione batterica
negli emocomponenti. Si sono eseguiti esperimenti usando
deliberatamente inoculazioni batteriche in unità ematiche.
Le unità di emocomponenti venivano contaminate con varie
concentrazioni di batteri e poi suddivise in due parti, una
delle quali veniva filtrata. Le comparazioni circa la
proliferazione batterica venivano effettuate a tempi diversi.
La maggior parte degli esperimenti su CE erano incentrate
sulla Yersinia enterocolitica, quale batterio più
comunemente incontrato come contaminante di CE. Una
riduzione significativa nella concentrazione batterica si
riscontrava nell'intervallo di tempo fra l'inoculazione e l'inizio
della filtrazione (7 ore a temperatura ambiente), effetto che
si attribuiva alle proprietà antibatteriche del sangue21.
Inoltre, si constatava che se l'inoculazione iniziale era a
bassa concentrazione, la successiva filtrazione era in grado
di impedire la proliferazione batterica per 42 giorni. Tuttavia,
non si riusciva a prevenire tale proliferazione quando
venivano impiegate concentrazioni batteriche iniziali più
353
AB McDonald, WH Dzik
Table V: methods of leukoreduction: advantages and disadvantages
Tabella V: metodi per la leucodeplezione: vantaggi e svantaggi
Method
of leukoreduction
Metodo
di leucodeplezione
% of removal
Advantages
Disadvantages
% di rimozione
Vantaggi
Svantaggi
Centrifugation
Centrifugazione
70-80%
Simple inexpensive method
Metodo semplice ed economico
Adequate for prevention of FNH
transfusion reactions
Previene le reazioni febbrili
non-emolitiche
Variable degree of leukoreduction
Grado variabile di leucodeplezione
Inadequate for many of clinical indications for
leukoreduction
Non adatto per molte indicazioni
a prodotti leucodepleti
Freeze/thaw/wash
Congelamento/
scongelamento/lavaggio
90-95%
Relatively simple method
Metodo relativamente semplice
Adequate for most clinical indications
for leukoreduction*
Adatto a molte indicazioni cliniche
per prodotti leucodepleti*
Time-consuming
Prolisso
Significant red cell loss may occur
Può determinare notevoli perdite di emazie
Red cells must be transfused within 24h
(risk of contamination)
Le emazie vanno trasfuse entro 24 h
(rischio contaminazione)
Filtration
Filtrazione
99.9%
Simple, higly efficient method
Semplice ed efficace
Adequate for most indications
for leukoreduction*
Adatto a molte indicazioni
per prodotti leucodepleti*
Expense
Costo
Potential red cell/platelet loss
Possibile perdita di emazie e di piastrine
Low-WBC
apheresis platelets
CP da aferesi
a basso contenuto
in leucociti
99.9%
Leukoreduction at source
Adequate for most clinical
indications for leukoreduction*
Adatto a molte indicazioni cliniche
per prodotti leucodepleti*
Expense
Costo
* Inadequate for prevention of transfusion-associated graft versus host disease
* Non previene la malattia dell’innesto contro l’ospite (GvHD)
failed to have any major impact on either in vitro measures
of effects of storage or post-transfusion survival of
radiolabeled platelets.
c- Low Leukocyte Apheresis Platelets
In recent years, improvements in apheresis technology
have led to increased collection of platelets with decreased
concentration of residual donor leukocytes in the final
product (Table V). Further reduction has been achieved by
some manufacturers through the use of in-line filters in the
disposable tubing used in the process. One large study
evaluated the performance of the MCS+ system
(Haemonetics Corporation, Braintree, MA). With the use
of an in-line filter, it was found that 98.3% of 432 collections
contained less than 5x106 leukocytes. Collection variables,
such as use of donors with platelet count less than 200,000
per µL, lipemic samples, anticoagulant curate dextrose
solution (ACD) reactions, or red cell contamination, were
found to predict those collections in which leukoreduction
was not adequate23.
Manipulation of the path of the blood flow during
apheresis has also been used by manufacturers to improve
354
alte (oltre 3 unità formanti colonie per mL). Non si conosce
se la filtrazione pre-storage è in grado di ridurre la
proliferazione batterica. Non è, quindi, chiaro quale sia il
tempo ottimale per la filtrazione, ma sembra possa essere
vantaggioso un iniziale ritardo per permettere l'attività
battericida dei fagociti polimorfonucleati nelle prime ore
dopo la raccolta22. Tuttavia, l'uso di sterilizzanti chimici
potrebbe, in futuro, rendere inutili le discussioni su questo
argomento. Anche le lesioni provocate dalla conservazione
sono state proposte come argomento a favore della
leucodeplezione pre-storage. Si era ritenuto, in un primo
momento, che la degenerazione dei leucociti durante la
conservazione determinasse il rilascio di enzimi lisosomiali
in grado di danneggiare emazie e piastrine. Tuttavia, studi
di comparazione hanno dimostrato esistere piccole
differenze per quanto riguarda l'emolisi di globuli rossi
conservati con o senza una leucodeplezione pre-storage e
anche gli studi di sopravvivenza in vivo delle emazie non
hanno evidenziato alcun vantaggio offerto dallo stesso
tipo di filtrazione. Anche la filtrazione pre-storage di CP ha
mancato di evidenziare un favorevole impatto sia su
misurazioni in vitro degli effetti della conservazione che
sulla sopravvivenza in vivo di piastrine radiomarcate.
Leucodeplezione
separation of cellular elements. In the COBE BCT Spectra
system (Lakewood, CO), a platelet-rich interface is separated
from the denser red cells by centrifugation, the interface
then being drawn towards a separation "dam". Platelets,
being more buoyant, rise over the dam and continue to
flow in the same direction to the outlet line and platelet
collection bag. Leukocytes, being less buoyant, are drawn
in the opposite direction toward the red cell return line.
This counterdirectional flow of platelets improves
separation of these cellular components. In recent times,
further modifications have been made by the same
company with the introduction of the Spectra Leukocyte
Reduction System (Spectra LRS) based upon the principle
of fluidized particle bed separation. A cone-shaped chamber
is added to the disposable set at the platelet collection line.
The platelet concentrate enters at the narrow base of the
conical chamber. Flow patterns that develop in the widening
portion of the chamber result in slowing of particle velocity.
The deceleration is greatest for heavy particles, such as
leukocytes, while lighter particles, such as platelets,
advance to the higher chamber level and subsequently
escape to the collection bag. The width of the conical
chamber increases in stepwise gradations. The design is
such that any white cells that advance to a higher level are
directed back into the center of the chamber and away from
the outlet by the spinning forces.
The conical chamber narrows at the top, resulting in
acceleration of the platelets prior to entering the outlet
tubing. Preliminary results indicate that this method
achieves leukoreduced products without the need for
secondary filtration24.
An alternative method used in the CS3000 series of
Baxter Biotech (Round Lake, IL) involves the initial
separation of platelet-rich plasma from the leukocytes and
red cells in a separation chamber.
The leukocytes and red cells are returned to the patient,
while the platelet-rich plasma enters a second chamber and
is centrifuged with return of the plasma to the patient.
The manufacturers have again used the geometry of
the separation chamber to minimize the number of
leukocytes remaining in the platelet-rich plasma.
In addition, a system of optics monitors the density of
the platelet-rich plasma and can be adjusted to achieve
consistently leukoreduced platelet collections.
Counting methods for low leukocyte numbers
It is important in terms of the clinical, financial, and
technical aspects of leukoreduced components to verify
that the end product meets expectations for leukocyte
c- Concentrati piastrinici (CP) da aferesi a basso
contenuto di leucociti
In questi ultimi anni, miglioramenti nella tecnologia
aferetica hanno fatto aumentare la raccolta di concentrati
piastrinici con basso numero di leucociti residui nel
prodotto finale (Tabella V). Alcuni produttori hanno
conseguito ulteriori deplezioni con l'impiego di filtri in linea
posti sui set (a perdere) durante le procedure di prelievo in
aferesi. Un ampio studio ha valutato le prestazioni del
sistema MCS+ (Haemonetics Corporation, Braintree, MA).
Con l'uso del filtro in linea, si è potuto verificare che il
98,3% di 432 raccolte in aferesi conteneva meno di 5x106
leucociti. Le variabili relative al prelievo, quale l'uso di un
donatore con una conta piastrinica inferiore a 200.000/µL,
la lipemia del campione, le reazioni da ACD o la
contaminazione da globuli rossi, si dimostrarono in grado
di far predire raccolte con una leucodeplezione
inadeguata23. Sono state anche utilizzate manipolazioni del
flusso ematico durante l'aferesi per migliorare la separazione
degli elementi cellulari. Nel sistema BCT Spectra della COBE
(Lakewood, CO) un interfaccia ricca di piastrine è separata,
per centrifugazione, dai più densi globuli rossi e viene
attirata verso una "diga" di sbarramento. Dato che le
piastrine galleggiano meglio, superano la diga e continuano
a scorrere nella stessa direzione sino alla via d'uscita e alla
sacca di raccolta. Invece i leucociti, che galleggiano meno,
sono tratti in direzione opposta verso la linea di ritorno dei
globuli rossi. Tale flusso antidirezionale delle piastrine
migliora la loro separazione. Più recentemente, la stessa
ditta ha apportato ulteriori modifiche con l'introduzione dello
Spectra LRS (Leukocyte Reduction System) basato sul
principio della separazione su letto di particelle fluide. Una
camera di raccolta a forma conica è stata aggiunta al set
(non riusabile) di raccolta delle piastrine. Il concentrato
piastrinico entra nel punto più stretto della camera conica.
Il flusso che si sviluppa nella parte più larga della camera
determina un rallentamento della velocità delle particelle.
La decelerazione è maggiore per le particelle più pesanti,
quali i leucociti, mentre le particelle più leggere, quali le
piastrine, avanzano al livello più alto della camera e
successivamente sfuggono nella sacca di raccolta.
L'ampiezza della camera conica favorisce la gradualità della
raccolta. Il modello è così concepito che ogni globulo bianco
che si porti a un livello più alto viene respinto indietro al
centro della camera e allontanato dalla via di uscita dalle
forze centrifughe. La camera conica si restringe verso l'alto,
determinando una maggior accelerazione delle piastrine verso
la via d'uscita. Risultati preliminari indicano che questo
metodo realizza una leucodeplezione senza richiedere una
successiva filtrazione24. Un metodo alternativo utilizzato nella
serie di separatori CS3000 della Baxter Biotech (Round Lake,
IL) suddivide inizialmente nella camera di separazione il
plasma ricco di piastrine (PRP) dai leucociti e dagli eritrociti.
Globuli bianchi e globuli rossi ritornano al donatore, mentre
il PRP entra in una seconda camera di separazione, viene
355
AB McDonald, WH Dzik
content. The low concentration of white cells now achieved
in many products is below the threshold of routine methods
of counting cells. In some circumstances it may be adequate
to ensure that a product has "passed" or "failed" in terms
of the accepted standard of leukoreduction. However, the
lower limit of leukoreduction at which all the various
adverse effects of transfused white cells can be seen has
not yet been determined. As such, development of
improved counting methods has paralleled the development
of improved leukoreduction. This is important in order to
evaluate new technology critically and to gain a better
understanding of clinical trials involving leukoreduced
components.
Methods to count residual leukocytes have used light
or fluorescent microscopy, radioimmunoassays, flow
cytometry, volumetric capillary cytometry, and the
polymerase chain reaction (PCR)25. The most widely used
method involves a large volume (50 µL) hemocytometer
(Nageotte chamber). The sample to be counted is mixed
with a red cell or platelet lysing agent and a nuclear stain,
allowed to settle undisturbed in the counting chamber, and
then examined under 200x magnification. When viewed by
a trained observer, the method is simple and has been shown
to be accurate to approximately 1 WBC per µL26. By
concentrating a larger volume prior to sampling, the lower
limit of detection of Nageotte-based methods may be
reduced even further27.
Flow cytometry, by which a larger volume of sample
can be analyzed, achieves a lower limit of accurate detection
of 0.1 WBC per µL. Most flow cytometric methods stain
leukocytes with a fluorescent nuclear stain and analyze
the emission of light. The major disadvantage of this
method is the need for expensive instrumentation.
Other methods that have not yet achieved widespread
use include volumetric capillary cytometry and PCR-based
counting methods. PCR-based methods have an acceptable
lower limit of detection, but have disadvantages of labor
intensity, equipment cost, and sample contamination.
Clinical indications for leukoreduction
a- Prevention of Febrile NonHemolytic Transfusion
Reactions (FNHTR)
Febrile nonhemolytic transfusion reactions (FNHTRs)
can be a troublesome and often frightening aspect of
transfusion to both patient and clinician. Modest reduction
in the WBC count was found to be effective in reducing
this complication with RBC transfusion, and prevention of
FNHTRs is an established indication for transfusion of
leukoreduced components.
356
centrifugato e il plasma restituito al donatore. I produttori
hanno ancora usato la forma geometrica della camera di
separazione per ridurre al minimo i leucociti che restano nel
PRP. Inoltre, un sistema ottico monitorizza la densità del PRP
e può essere adattato per ridurre consistentemente la quantità
di leucociti nella raccolta piastrinica.
Metodi di conteggio per un basso numero di leucociti
È importante, per motivi clinici, finanziari e tecnici
riguardanti gli emocomponenti leucodepleti, verificare se il
prodotto finale risponde alle attese per quanto riguarda il
contenuto in leucociti. La bassa concentrazione di leucociti
che si ottiene in molti prodotti è sotto la soglia degli usuali
metodi di conteggio. In qualche circostanza può essere
sufficiente assicurarsi che il prodotto "ha superato" o "non
ha superato" gli standard accettati di leucoriduzione.
Tuttavia, non è stato ancora precisato il più basso limite di
leucodeplezione al quale possono intervenire tutte le reazioni
avverse dovute ai GB trasfusi. Al riguardo, lo sviluppo di
progrediti metodi di conteggio è andato di pari passo con lo
sviluppo di migliori tecniche di leucodeplezione. Questo fatto
riveste notevole importanza per valutare le nuove tecnologie
e per raggiungere una migliore comprensione dei problemi
clinici relativi agli emocomponenti leucodepleti. Per contare
i leucociti residui si sono utilizzati diversi metodi: microscopia
ottica e a fluorescenza; test radioimmunologici; citometria a
flusso; citometria volumetrica capillare; reazione polimerasica
a catena (PCR)25. Il metodo più largamente impiegato è
l'emocitometro ad ampia camera (50 µL) di Nageotte. Il
campione da contare viene mescolato con una soluzione
che lisa eritrociti e piastrine e con un colorante nucleare,
viene lasciato riposare nella camera di conteggio e poi
esaminato a 200 ingrandimenti. Se letto da un esaminatore
esperto, il metodo risulta semplice e in grado di contare,
approssimativamente, 1 leucocita per µL26.
Mediante la concentrazione di un campione più ampio, il
limite inferiore di individuazione del metodo basato sulla
camera di Nageotte può essere ulteriormente abbassato27.
La citometria a flusso, con la quale si possono esaminare
campioni di volume maggiore, raggiunge un livello inferiore
di accuratezza pari a 0,1 leucocita per µL. La maggior parte dei
metodi citometrici colora i leucociti con un colorante nucleare
fluorescente e analizza l'emissione di luce. Lo svantaggio più
grande di questo metodo risiede nella necessità di una
apparecchiatura costosa.
Gli altri metodi, che non hanno avuto larga diffusione,
sono la citometria volumetrica capillare e la tecnologia PCR.
Le metodiche basate sulla PCR hanno un limite inferiore di
individuazione accettabile ma hanno lo svantaggio di un
Leucodeplezione
Table VI: mechanisms of FNH transfusion reactions
Tabella VI: meccanismi delle reazioni febbrili trasfusionali non emolitiche (FNHTR)
Mechanism
Meccanismo
Source of cytokines
Sorgenti delle citochine
Clinical situation
Situazione clinica
Classic
Classico
Donor WBCs
Leucociti del donatore
Recipient leukocyte antibodies attack donor WBCs
Donor cells release cytokine
Prevented by leukoreduction
Gli anticorpi del ricevente attaccano i GB del donatore
Questi rilasciano citochine
Reazione prevenuta dalla leucodeplezione
Passive cytokines
Citochine introdotte
passivamente
Donor WBCs
Leucociti del donatore
Cytokines released in components stored at room temperature
and passively infused
Citochine liberate nei componenti conservati a temperatura ambiente
Prevented by leukoreduction prior to storage
Reazione prevenuta dalla leucodeplezione pre-storage
Immune complex
Immunocomplessi
Recipient WBCs
Leucociti del ricevente
Recipient antibodies to cells (or proteins) in donor
unit attack donor material after trasfusion
Resulting immune complexes trigger recipient
immune system to release cytokines
Anticorpi del ricevente diretti contro cellule o proteine del donatore
attaccano il materiale antigenico del donatore dopo la trasfusione
I complessi immuni circolanti spingono il sistema immune
del ricevente a liberare citochine
Leukoreduction confers incomplete protection
La leucodeplezione determina una protezione incompleta
The cause of FNHTRs may be multifactorial, with the
final common pathway being elaboration of inflammatory
cytokines that react with receptors in the thermoregulatory
centers of the brain. Proposed mechanisms for FNHTRs
(Table VI) include recipient antibodies reacting with donor
leukocytes, release of inflammatory cytokines by recipient
cells in response to antigen-antibody complexes between
recipient antibody and donor antigenic material28, and the
passive transfer of inflammatory cytokines that may
accumulate in platelets during storage29. Filtration of RBCs
has been found to be effective in prevention of FNHTRs in
multitransfused patients.
Conversely, prevention of FNHTRs with platelet
concentrate transfusion has been found to be more
difficult30, favouring the hypothesis that passive transfer
of cytokines accumulating during storage is a causative
factor. Prestorage leukoreduction of platelet concentrates
has been found to moderate the increase in cytokine
concentration that occurs with storage31. Further studies
have shown a lower incidence of reactions to
plasma-reduced concentrates compared with poststorage
leukoreduced units32.
b- Prevention of HLA alloimmunization
Formation of HLA alloantibodies has been recognized
as one of the causes of refractoriness to platelet
transfusions. Prevention of this immunization has been
impegno pesante, di apparecchiature e materiale di consumo
costosi e della possibile contaminazione del campione.
Indicazioni cliniche per la leucodeplezione
a- Prevenzione delle reazione trasfusionali febbrili
non emolitiche
Le reazioni trasfusionali febbrili non emolitiche
(universalmente note come FNHTR, da Febrile Non
Haemolytic Transfusion Reactions) possono rivestire un
aspetto preoccupante e spesso allarmante della trasfusione
sia per il paziente che per il clinico. Si è dimostrato che anche
una modesta riduzione del numero di leucociti è in grado di
ridurre questa complicazione della trasfusione di CE e la
prevenzione di FNHTR è fra le indicazioni primarie della
leucodeplezione. La patogenesi delle FNHTR può essere
multifattoriale, con la comune elaborazione di citochine
infiammatorie che reagiscono con recettori del centro cerebrale
di termoregolazione. I meccanismi proposti (Tabella VI)
contemplano: anticorpi del ricevente che reagiscono con i
leucociti del donatore; rilascio di citochine infiammatorie da
parte di cellule del ricevente in risposta a complessi antigeneanticorpo che si formano fra gli anticorpi del ricevente e
materiale antigenico del donatore28; trasferimento passivo
di citochine infiammatorie che si accumulano nei CP durante
la conservazione29. La filtrazione di CE si è dimostrata
357
AB McDonald, WH Dzik
attempted with the use of leukoreduced components. It
has been shown that the use of leukoreduced components
has decreased the overall incidence of HLA sensitization
among multiply transfused patients33.
Analyses of particular subgroups of patients have
demonstrated in some studies that, for patients previously
exposed to HLA antigens, such as females with history of
pregnancy, the use of leukoreduced components did not
as effectively prevent immunization or delay time to
development of refractoriness34.
The National Institutes of Health Trial to Reduce
Alloimmunization to Platelets found that transfusion
support with leukoreduced pooled platelets, leukoreduced
apheresis platelets, or ultraviolet B-treated platelets
resulted in significantly less HLA alloimmunization and
platelet refractoriness compared with unmodified pooled
platelets.
This trial provides the best clinical evidence to date
that leukoreduction prevents HLA alloimmunization in
patients undergoing cytoreductive chemotherapy.
A major issue for consideration is that HLA
alloimmunization may be only a poor surrogate marker for
bleeding complications due to platelet refractoriness.
Because HLA alloimmunization is only one cause of
refractoriness to platelet transfusions, its elimination may
not necessarily prevent this problem. Furthermore, serious
bleeding complications are infrequent even when
unmodified components are used, and it may be difficult to
justify the widespread use of a costly procedure, such as
leukoreduction, for a potentially small gain. Analysis of
this issue continues.
c- Prevention of transmission of Cytomegalovirus
and other leukotropic viruses
The human leukotropic viruses - cytomegalovirus
(CMV), Epstein-Barr virus (EBV), and human T-cell
lymphotropic virus (HTLV-1/11) - reside within leukocytes
of infected individuals.
In terms of pathogenicity, CMV is the most important
and is capable of causing significant complications in
immunocompromised patients. HTLV-I/11 is potentially a
serious problem, but screening measures have minimized
the risk of transmission by transfusion. EBV has high
prevalence in the community, but transfusion-transmitted
disease has not been a significant problem.
Early studies demonstrated that leukoreduction could
prevent transfusion-transmitted CMV35. In one large study,
Bowden et al.36 randomized 502 CMV seronegative patients
undergoing bone marrow transplantation to receive either
CMV-seronegative blood components or leukoreduced
components from CMV unscreened donors.
358
efficace nel prevenire FNHTR in politrasfusi. Inversamente,
la prevenzione di FNHTR nella trasfusione di CP si è
dimostrata molto più ardua30, facendo supporre che
l'accumulo delle citochine durante la conservazione sia il
fattore scatenante. La leucodeplezione pre-storage dei CP
attenua l'aumento della concentrazione di citochine che
interviene durante la conservazione31. Ulteriori ricerche
hanno dimostrato una più bassa incidenza di reazioni in
concentrati con ridotta quantità di plasma rispetto a unità
leucodeplete dopo la conservazione32.
b- Prevenzione dell'alloimmunizzazione
anti-HLA
La formazione di alloanticorpi anti-HLA è stata
riconosciuta come una delle cause di refrattarietà alla
trasfusione di piastrine. La prevenzione di questa
immunizzazione può essere ottenuta con l'impiego di
emocomponenti leucoridotti. È stato dimostrato che l'uso di
emocomponenti leucodepleti ha fatto diminuire l'incidenza
globale di immunizzazione HLA nei pazienti politrasfusi33.
L'analisi di particolari sottogruppi di riceventi ha
documentato in alcuni studi che, per quei pazienti
precedentemente esposti ad antigeni HLA, quali pluripare, i
componenti leucodepleti non sono in grado di prevenire
efficacemente l'immunizzazione o di ritardare la comparsa della
refrattarietà34. Il trial condotto dall'NIH (National Institute
of Health) per ridurre l'alloimmunizzazione alle piastrine ha
provato che un supporto trasfusionale con pool di piastrine
leucodeplete, con CP da aferesi leucodepleti o con piastrine
trattate con luce ultravioletta B comporta alloimmunizzazioni
HLA e refrattarietà significativamente meno frequenti se
comparato a un supporto con piastrine non trattate. Questo
studio ha fornito la migliore evidenza clinica ad oggi che la
leucodeplezione previene l'immunizzazione HLA in pazienti
sottoposti a chemioterapia citoriduttiva. È maggiormente da
considerare che l'immunizzazione HLA rappresenta soltanto
un piccolo marcatore sostitutivo per le complicanze
emorragiche dovute alla refrattarietà piastrinica. Dato che la
immunizzazione HLA è soltanto una delle cause della
refrattarietà, la sua eliminazione non comporta necessariamente
la risoluzione del problema. Per di più, anche quando vengono
usati emocomponenti non trattati, le gravi complicanze
emorragiche sono rare e può essere difficile giustificare l'uso
estensivo di una procedura costosa come la leucodeplezione
per poter raggiungere un modesto traguardo. Continuano
tuttora gli esami analitici di questo problema.
c- Prevenzione della trasmissione
di citomegalovirus e di altri virus leucotropi
I virus leucotropi umani, il Citomegalovirus (CMV), il
virus di Epstein-Barr (EBV) e il virus linfotropico delle cellule
Leucodeplezione
Table VII: filtered versus seronegative study arms36
Tabella VII: studio relativo all’uso di componenti filtrati o
sieronegativi36
Filtered Seronegative
Filtrati Sieronegativi
Probability CMV-disease
(1-100 days)
Probabilità
di malattia da CMV
(entro 100 gg dal TMO)
Probability CMV disease
(> 21 days)
Probabilità
di malattia da CMV
(dopo 21 giorni dal TMO)
Deaths attributed to CMV
Morti attribuite
alla malattia da CMV
p-value
valore di p
2.4%
0%
0.03
1.2%
0%
0,25
5
0
0.56
Infection occurring more than 21 days after the day of
transplant was considered related to transfusion. Infections
occurring prior to day 21 were considered to be due to
infection prior to enrollment in the study.
There was no significant difference between the two
study arms in either probability of infection or survival.
However, the occurrence of a small number of infections in
the filtered arm when compared to the complete absence of
cases in the seronegative arm is of concern (Table VII).
Problems identified with this study include the fact that
filtration was done at the bedside with no assessment of
the adequacy of leukoreduction and that the platelet filters
used in the early phase (PL50) had a lower performance
rating than filters currently in use.
Therefore, it may be that a proportion of the patients
received inadequately filtered units.
A further smaller study by van Prooijen et al.37 using
blood center leukoreduced units showed no evidence of
CMV transmission with filtered units, supporting the
current recommendation that adequately leukoreduced
components can be regarded as equivalent to
CMV-seronegative, and can be used to prevent CMV
transmission to a seronegative recipient.
It has been suggested that exposure of seropositive
recipients to allogeneic donor leukocytes may promote
activation of latent recipient virus. In vitro studies have
suggested that this effect is not seen with exposure to
other allogeneic cellular elements38.
There has also been analysis of the possibility that
there may be transmission through transfusion of a second
strain of CMV to a seropositive recipient.
This phenomenon has been seen with solid organ
transplantation39 but not yet with blood transfusion.
T umane (HTLV-I/II)risiedono nei leucociti e infettano le
persone. In termini di patogenicità, il CMV è maggiormente
importante ed è in grado di determinare severe complicazioni
in soggetti immunocompromessi. L'HTLV-I/II pone seri
problemi, ma le misure di screening hanno minimizzato il
rischio di una sua trasmissione trasfusionale. Il virus di
Epstein-Barr ha un'alta prevalenza nella popolazione, ma la
malattia trasmessa per via trasfusionale non è
particolarmente significativa. Già i primi studi avevano
dimostrato come la leucodeplezione potesse prevenire la
trasmissione trasfusionale del CMV35. In un'ampia ricerca,
Bowden et al.36 avevano esaminato 502 pazienti CMVsieronegativi, sottoposti a trapianto di midollo osseo
(TMO), che avevano ricevuto, a caso, o emocomponenti
CMV-negativi o componenti leucodepleti provenienti da
donatori non selezionati per CMV. Una infezione che si
fosse instaurata più di 21 giorni dopo TMO veniva
considerata come dovuta alle trasfusioni, mentre un
infezione instauratasi prima dei 21 giorni veniva ritenuta
come preesistente al momento dell'inserimento nello studio.
Non si notò alcuna significativa differenza nei due bracci
dello studio sia per la probabilità di infezione che per la
sopravvivenza. Tuttavia, l'incidenza di un piccolo numero
di infezioni nel braccio relativo all'uso di componenti filtrati
rispetto alla completa assenza di infezioni in quello relativo
all'uso di componenti sieronegativi sembra porre qualche
problema (Tabella VII). I problemi identificati da questo
studio riguardano anche il fatto che la filtrazione avveniva
bedside senza alcun controllo dell'adeguatezza della
deplezione e che i filtri utilizzati in un primo tempo per le
piastrine (PL50) avevano prestazioni più scadenti di quelli
attualmente in uso. Di conseguenza, forse una parte di
pazienti poteva aver ricevuto componenti non
adeguatamente filtrati. Un successivo studio, più ridotto
numericamente, di van Prooijen et al.37 utilizzando
emocomponenti filtrati in laboratorio non riportava casi di
trasmissione di CMV con unità filtrate, a sostegno delle
attuali raccomandazioni che emocomponenti correttamente
leucodepleti possono essere ritenuti equivalenti a quelli
CMV-sieronegativi e possono essere impiegati per prevenire
la trasmissione di CMV a riceventi sieronegativi. È stata
avanzata l'ipotesi che l'esposizione di un ricevente
sieropositivo a leucociti del donatore possa provocare
l'attivazione di virus latenti. Studi in vitro suggeriscono
che tale effetto non si verifichi con l'esposizione ad altri
elementi cellulari38. È stata anche presa in considerazione
la possibilità che vi possa essere una trasmissione, tramite
la trasfusione, di un secondo ceppo di CMV a riceventi
sieropositivi. Questo fatto è stato visto nel trapianto di
organi solidi39 ma non ancora con la trasfusione di sangue.
359
AB McDonald, WH Dzik
Conclusion
Conclusioni
Leukoreduction has become an important consideration
for choosing appropriate blood components for transfusion.
The major disadvantages of leukoreduction are additional
cost and loss of cellular components intended for
transfusion. The potential advantages of adequately
leukoreduced components have been outlined. Emphasis
on quality control is essential to ensure that leukoreduced
components confer maximal benefit.
La leucodeplezione viene attualmente presa in
considerazione nella scelta di emocomponenti appropriati
da trasfondere. I suoi maggiori svantaggi riguardano i costi
aggiuntivi e la perdita di elementi cellulari destinati a essere
trasfusi. In questa rassegna, sono stati sottolineati i vantaggi
potenziali di emocomponenti correttamente e adeguatamente
leucodepleti. È essenziale enfatizzare l'esecuzione di controlli
di qualità così da assicurare che emocomponenti leucodepleti
apportino il massimo beneficio possibile.
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