血庫人的夢魘 - 令人崩潰的抗癌新藥

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身為血庫醫檢師，剛入行的時候最怕的就是合不到血。一來是花很多時間合了好幾十袋的血都不一定合得到，二來是抗體鑑定也會變得非常複雜，要花很多心思也不見得能找出答案。那麼，我又有一個壞消息要告訴各位：今年 (2019年) 二月在 Transfusion 的文章 (Velliquette et al., 2019)，告訴大家抗癌藥物的新藥，將會嚴重影響輸血前檢驗，而且幾乎影響所有輸血前檢驗項目。

什麼是 CD47？

CD47 是一個非常複雜的穿膜蛋白，存在於幾乎所有的細胞表面 (P.A. Oldenborg, 2013)。較早期的研究，主要是在討論它在細胞訊息傳遞上的功能，主要是與 integrin 作用，幫助訊號從細胞外傳到細胞內，當時稱作 integrin associated protein (IAP)，直到蛋白質體檢驗技術成熟後，才發現到 IAP 與紅血球上的 CD47 是同一種東西。另外，在卵巢癌細胞 ovarian carcinoma 上發現大量表現的 OA-3 antigen，後來也被發現它也是 CD47。
CD47 在不同細胞上，有不同的功能。包含了細胞的分化、apoptosis、phagocytosis 及白血球的趨性等等，它不單只有和 integrin 作用，也存在於卵巢癌細胞之外的其他癌細胞上，因此上面兩個名稱就越來越少用，比較常稱作 CD47。

紅血球上的 CD47

紅血球上也有表現大量的 CD47 (Dahl, Westhoff, & Discher, 2003)，它跟 Rh 抗原的表現有關。從 CD47 的結構圖可以看到，CD47 在紅血球上，是跟 RhCE 的抗原在同一個位置上，因此紅血球上 CD47 的表現量跟 RhCE 的表現量有關。Rh ccdee 血型的紅血球表現量多的 CD47，而不含 RhCE 抗原的血型的紅血球上，CD47 的表現量少了 75%。Rh null 完全沒有 Rh 抗原的血球上，只存在少量的 CD47。
由於紅血球沒有細胞核，所以紅血球上的 CD47 沒有協助 integrin 的功能。在發現 IAP 跟 CD47 是相同物質之後，開始有不少研究在了解 CD47 在紅血球上的功能，想要了解 CD47 除了跟 integrin 有關的其他功能。
2000年的研究中 (P. A. Oldenborg et al., 2000)，發現在 wild-type 的老鼠中打入的 CD47 陰性的紅血球很快就被清除了，而在缺乏 CD47 的老鼠中沒有看到這個現象，這個機轉與抗體及補體無關，但與 macrophage 有關。後續的研究發現 (P. A. Oldenborg, Gresham, & Lindberg, 2001)，CD47 會跟 macrophage 上的 signal regulatory protein alpha 簡稱 SIRPα 這個受器作用，抑制 macrophage 的 phagocytosis，使得 macrophage 不會吞噬帶有 CD47 的細胞。這些研究，讓 CD47 開始被認為是「自己人標籤」。

CD47 與癌細胞

許多癌細胞被發現有大量的 CD47，所以推測說癌細胞可能就是透過這個機制來逃避掉免疫系統的攻擊。而臨床上也有發現到在預後比較差的病人身上有較高的 CD47 表現量，因此產生了抗癌新藥，以 CD47 作為標靶的單株抗體藥物。這類型藥物有兩種機轉 (Velliquette et al., 2019)：
  1. 第一種藥物機轉，主要是接上癌細胞的 CD47 上，使 CD47 不會接上 macrophage 的 SIRPα，因此 macrophage 就可以把癌細胞吞掉。
  2. 第二種藥物機轉，除了會接上癌細胞上的 CD47 避免與 SIRPα 作用外，抗體末端含有 Fc region 可被 macrophage 上的 Fc receptor 接上，因而可以加速 macrophage 吞噬癌細胞。

CD47 抗體藥物對輸血檢驗的影響

2019 年的研究 (Velliquette et al., 2019) 專門探討 CD47 抗癌藥物對於輸血前檢驗的影響。該篇研究收集了 4 位參與 CD47 抗癌新藥第一期臨床試驗的病人，並檢驗病人在給藥前及給藥後的輸血前檢驗。結果顯示，病人在給藥後，所有輸血前檢驗幾乎都呈現偽陽性，包含 ABO 血型、抗體篩檢、交叉試驗等等。
由於紅血球上含大量的 CD47 抗原，所以病人在用藥後紅血球上附著大量的 CD47 抗體，導致病人的 DAT 呈陽性，雖然在研究中嘗試各種方法去除紅血球上的抗體，但都失敗。甚至在比較嚴重的情況下，病人的紅血球有自體凝集的現象，因此在測 ABO 或是其他抗原的分型時，產生偽陽性。
此外，病人紅漿中也含有大量的 CD47 抗體，這也會造成病人的血漿與所有的紅血球都有反應，使得非 O 型的病人出現 ABO 血球型與血清型不一致的情形，也造成抗體篩檢及鑑定上產生非特異性的凝集反應，還有交叉試驗找不到完全相合的血品。
好消息是，血漿中的 CD47 抗體可以利用吸附的方式被移除。由於病人本身紅血球上的抗體無法被移除，因此自體紅血球吸附是不可行的，只能退而求其次地使用異體紅血球吸附，但是在異體吸附的過程中，有可能會吸附到其他的紅血球抗體。血小板上也有不少 CD47 抗原，異體血小板吸附是一個不錯的選擇，又可以避免吸附到紅血球抗體。

使用 CD47 抗體藥物病人之輸血策略

由於紅血球上有大量的 CD47 抗原，在第一期臨床試驗的結果也顯示 (Sikic et al., 2019)，病人在使用 CD47 抗體藥物後，血液中的血色素 (hemoglobin, Hb) 濃度有明顯的下降，同時也發現到血液中的網狀紅血球 (reticulocyte) 上升，表示病人的造血功能開始代償，大約在給藥後的第三週開始，Hb 濃度開始回升。
這樣的結果，表示使用 CD47 抗體藥物的病人在治療過程中，有比較高的機會需要輸血，而藥物影響輸血前檢驗的結果是無法避免的，因此非常建議在給藥前就先檢驗 ABO 血型、抗體篩檢以及其他血球抗原分型，這麼一來，當病人在治療過程中，出現難以排除的抗體藥物干擾時，可以給予病人重要血球抗原分型相同的紅血球。

結論

  1. CD 47 幾乎存在於所有細胞的表面，可以避免 macrophage 吞噬帶有 CD47 抗原的細胞。
  2. 紅血球上有表現大量的 CD47，表現量與 Rh 抗原表現量有關。
  3. 病人開始使用 CD47 抗體藥物後，輸血前檢驗均會受到 CD47 抗體藥物的影響。
    • 病人血球因附著 CD47 抗體呈陽性。
    • 病人血漿因含有 CD47 抗體，造成與所有紅血球產生非特異性反應。
    • 血漿中的 CD47 抗體，可利用異體紅血球或血小板吸附移除。
  4. 病人使用 CD47 抗體藥物時，血液中 Hb 濃度明顯下降，使得治療過程中輸血的機率增加。
  5. 當病人交叉試驗受到 CD47 藥物干擾，無法合到完全相合的血時，可輸用重要抗原相同的紅血球。

參考資料

  1. Dahl, K. N., Westhoff, C. M., & Discher, D. E. (2003). Fractional attachment of CD47 (IAP) to the erythrocyte cytoskeleton and visual colocalization with Rh protein complexes. Blood, 101(3), 1194–1199.
  2. Oldenborg, P.-A. (2013). CD47: A Cell Surface Glycoprotein Which Regulates Multiple Functions of Hematopoietic Cells in Health and Disease. ISRN Hematology, 2013, 614619.
  3. Oldenborg, P. A., Gresham, H. D., & Lindberg, F. P. (2001). CD47-signal regulatory protein alpha (SIRPalpha) regulates Fcgamma and complement receptor-mediated phagocytosis. The Journal of Experimental Medicine, 193(7), 855–862.
  4. Oldenborg, P. A., Zheleznyak, A., Fang, Y. F., Lagenaur, C. F., Gresham, H. D., & Lindberg, F. P. (2000). Role of CD47 as a marker of self on red blood cells. Science, 288(5473), 2051–2054.
  5. Sikic, B. I., Lakhani, N., Patnaik, A., Shah, S. A., Chandana, S. R., Rasco, D., … Padda, S. K. (2019). First-in-Human, First-in-Class Phase I Trial of the Anti-CD47 Antibody Hu5F9-G4 in Patients With Advanced Cancers. Journal of Clinical Oncology: Official Journal of the American Society of Clinical Oncology, 37(12), 946–953.
  6. Velliquette, R. W., Aeschlimann, J., Kirkegaard, J., Shakarian, G., Lomas-Francis, C., & Westhoff, C. M. (2019). Monoclonal anti-CD47 interference in red cell and platelet testing. Transfusion, 59(2), 730–737.
關鍵字：輸血醫學, 血庫, 抗癌藥物, 藥物干擾, 交叉試驗不合, daratumumab, dara, Hu5F9‐G4
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