동종골수이식 후 Variable Number of Tandem Repeat 다형성을 이용한 생착의 확인과 키메리즘 양상의 감시 = Documentation of Engraftment and Monitoring of Chimerism after Allogeneic Bone Marrow Transplantation by Variable Number of Tandem Repeat Polymorphism
연구배경: 성공적인 동종골수이식 후 조혈세포는 공여자에서 유래하는 세포로 완전 대치된다. 따라서 키메리즘을 분석하는 것이 이식의 생착과 실패를 조기에 발견하는 데 도움을 줄 수 있다. 그러나 환자 세포와 공여자 세포가 혼재하는 혼합 키메리즘이 지속되어도 생착과 무병생존이 가능하므로 그 임상적 의미에 대한 규명이 필요하다. 한편 VNTR은 다형성이 높아 개체 감별력이 우수하다. 저자들은 VNTR에 대한 PCR 조건을 확립하고 이식 초기의 생착 확인과 이식 후 환자의 추적 조사에서의 유용성을 알아보고자 하였다.
방법: 각종 혈액질환으로 동종골수이식을 받은 50명의 환자를 대상으로 하였다. 이식 전에 환자와 공여자의 혈액을 채취하였다. 이식 후 첫 1개월 동안에는 1주 간격으로, 이후로는 수개월 간격으로 환자의 혈액 혹은 골수를 채취하였다. 혈액 혹은 골수의 단핵세포층에서 DNA를 분리하여 D1S80, D17S5, ApoB, vWF, MBP, TC-11, Col2A1 유전자자리에 대한 PCR을 시행하였다. 증폭 생성물은 4% 폴리아크릴아미드겔에서 전기영동 후 은염색으로 확인하였다.
결과: 환자와 공여자 50쌍 모두에서 정보를 제공하는 유전자자리를 확인하였다. 50명 중 46명이 1개월 내에 공여자 완전 키메리즘으로 전환되었다. 1개월 내에 완전 키메리즘으로 전환되지 않은 환자 4명 가운데 2명은 이식 거부, 1명은 질환의 재발을 보였고, 1명은 관해 상태로 1년 후 완전 키메리즘으로 전환되었다. 이식 후 추적기간 동안 질환이 재발한 10명 중 9명에서 사전에 혼합 키메리즘을 발견하지 못한 반면 경과 중 일시적 혼합 키메리즘을 보였던 5명의 백혈병 환자는 재발 없이 관해를 유지하고 있었다.
결론: 동종골수이식에서 VNTR에 대한 PCR은 공여자와 환자 세포의 감별, 이식 초기의 생착 및 이식 거부의 확인에 유용한 검사 방법이었다. 추적 기간 중 혼합 키메리즘의 의미에 대해서는 더 많은 연구가 필요할 것으로 생각한다.
Background: After successful allogeneic bone marrow transplantation (BMT), Donor cells replace patient's hematopoietic cells. Therefore, it is useful to evaluate chimerism for the early detection of engraftment and graft failure. However persistence of host cells, so called mixed chimerism, can be compatible with engraftment and prolonged disease-free survival. So, it is necessary to document the significance of mixed chimerism. Variable number of tandem repeat (VNTR) is very polymophic and excellent marker for individual identification. We intended to establish the PCR condition for VNTR and the usefulness of VNTR in the early documentation of engraftment and monitoring of chimerism after BMT.
Methods: Fifty patients who were treated with allogeneic BMT for hematologic diseases were studied. Blood samples of both patient and donor were drawn before BMT. Blood or marrow samples from patient were drawn with 1-week interval during the first month and a few month intervals thereafter. DNA was extracted from mononuclear cells of blood or bone marrow and amplified by PCR for D1S80, D17S5, ApoB, vWF, MBP, TC-11, and Col2A1. The amplified product was separated on 4% polyacrylamide gel and was confirmed by silver staining.
Results: We identified the informative loci in all 50 patient/ donor pairs. Forty-six out of 50 had complete chimerism within 1 month after BMT. Of 4 patients who did not achieve complete chimerism within 1 month, 2 developed graft rejection, 1 developed disease relapse, and 1 was in complete remission and achieved delayed complete chimerism after 1 year. While we could not find mixed chimerism beforehand in 9 out of 10 patients who developed relapse after BMT, 5 leukemic patients who showed temporary mixed chimerism during follow-up period sustained complete chimerism without relapse.
Conclusion: PCR amplification of VNTR is a useful method for the identification of cell origin between patient and donor, thus, early documentation of engraftment or graft failure. More studies with regular follow up are needed to evaluate the significance of mixed chimerism after BMT.
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