异丙肾上腺素输注优化G-CSF动员异基因外周血造血细胞移植物的组成与功能：增强抗白血病效应并减轻移植物抗宿主病

《Stem Cell Research & Therapy》：Isoproterenol infusion enhances composition and function of G-CSF mobilized allogeneic peripheral blood hematopoietic cell grafts

本研究针对异基因造血细胞移植(alloHCT)中移植物抗宿主病(GvHD)与白血病复发两大难题，创新性地在G-CSF动员后输注β-肾上腺素受体激动剂异丙肾上腺素(ISO)。结果显示：ISO可显著提升CD34+造血干细胞产量，优化移植物免疫组成（NK细胞比例从9.5%增至27.9%，初始T细胞下降），并通过单细胞测序证实其上调NKG7、GZMB等抗肿瘤基因。功能实验表明G-CSF+ISO组对K562白血病细胞的杀伤力提升8倍，小鼠模型中更将生存率提高至42%（G-CSF组仅21%）。该策略为优化alloHCT疗效提供了新思路。

　　

在血液系统恶性肿瘤的治疗中，异基因造血细胞移植(alloHCT)始终是一把双刃剑。虽然它能通过移植物抗白血病(GvL)效应清除残留肿瘤细胞，但移植物抗宿主病(GvHD)却成为制约其疗效的主要障碍。尤其当使用粒细胞集落刺激因子(G-CSF)动员的外周血造血细胞(PBHCs)时，GvHD风险进一步加剧。当前临床通过体外去除T细胞或B细胞来降低GvHD，但这种方法不仅操作繁琐，还可能导致移植失败、免疫重建延迟以及感染风险增加。因此，如何在不损害GvL的前提下优化移植物组成，成为领域内亟待突破的瓶颈。

以往研究发现，运动能通过β2-肾上腺素受体(β2-AR)信号通路动员具有抗肿瘤潜力的免疫细胞，但运动方案难以在长达3-4小时的细胞采集过程中持续实施。基于此，Batatinha等人在《Stem Cell Research & Therapy》发表研究，探讨了在G-CSF动员后输注非选择性β受体激动剂异丙肾上腺素(ISO)，能否在提升CD34⁺造血干细胞产量的同时，优化移植物免疫组成并增强其抗肿瘤功能。

研究人员招募10名健康志愿者，在其接受5天G-CSF动员前后分别进行20分钟ISO输注，并采集四个时间点（基线、ISO输注后、G-CSF动员后静止期、G-CSF+ISO输注期）的血液样本。通过流式细胞术分析免疫细胞亚群，开展单细胞RNA测序(scRNA-seq)解析转录组特征，并利用体外细胞毒性实验以及免疫缺陷小鼠（NSG及NSG-IL15转基因鼠）模型评估移植物在体内的GvHD严重程度、抗白血病效果及生存情况。

研究发现，G-CSF动员后加用ISO可显著增加CD34⁺细胞数量，并优化移植物组成：NK细胞比例从9.5%升高至27.9%，γδ T细胞从5.0%增至7.5%，而初始CD4⁺ T细胞（从18.1%降至11.2%）和CD8⁺ T细胞（8.9%降至5.8%）比例下降。当以每CD34⁺细胞计数进行标准化后，G-CSF+ISO组中NK细胞、γδ T细胞等有益细胞的数量显著增加，而B细胞等与GvHD相关的细胞类型减少。

单细胞转录组分析进一步揭示，G-CSF+ISO动员的细胞中，细胞毒性淋巴细胞（包括NK细胞、γδ T细胞和CD8⁺ T细胞）高表达颗粒酶B(GZMB)、穿孔素(PRF1)和NKG7等细胞毒性相关基因，而核糖体基因等合成代谢相关通路则普遍下调。基因集富集分析(GSEA)显示，与细胞毒性、细胞迁移和抗肿瘤活性相关的基因集在多个淋巴细胞亚群中显著富集。

功能层面，G-CSF+ISO动员的PBHCs在体外与K562白血病细胞共培养时，细胞毒性显著增强，杀伤效果提升约8倍。在白血病小鼠模型中，接受G-CSF+ISO移植物的小鼠其肿瘤负荷显著降低，至第40天时，42%的小鼠存活且肿瘤负荷较低，而G-CSF组仅有21%。

该研究证实，ISO输注可作为一种行之有效的辅助手段，在G-CSF动员基础上进一步优化异基因PBHCs移植物的组成与功能。它不仅能提升CD34⁺干细胞产量，更通过富集NK细胞、γδ T细胞等具有强抗肿瘤活性且低GvHD风险的淋巴细胞亚群，上调关键细胞毒性基因的表达，从而在动物模型中实现GvHD减轻与GvL效应增强的双重改善。这一发现为临床改进alloHCT策略、开发新的细胞产品（如优化的供者淋巴细胞输注DLI）提供了重要实验依据。尽管ISO输注会引起心率加快、血压升高等心血管反应，但未来或可联用β1受体阻滞剂以提高耐受性。该研究创新性地将β-肾上腺素能受体激活与干细胞动员相结合，为提升移植疗效开辟了新的研究方向。