Lymphoma associated with Epstein-Barr virus (EBV) is a complication of bone marrow transplantation that responds poorly to standard forms of therapy. The lymphoma is usually of donor origin. We hypothesized that treatment with infusions of donor leukocytes, which contain cytotoxic T cells presensitized to EBV, might be an effective treatment.

Allogeneic bone marrow transplantation is curative in a substantial number of patients with hematologic cancers, marrow-failure disorders, immunodeficiency syndromes, and certain metabolic diseases. Unfortunately, only 25 to 30 percent of potential recipients have HLA-identical siblings who can act as donors. In 1986 the National Marrow Donor Program was created in the United States to facilitate the finding and procurement of suitable marrow from unrelated donors for patients lacking related donors.During the first four years of the program, 462 patients with acquired and congenital lymphohematopoietic disorders or metabolic diseases received marrow transplants from unrelated donors. The probability of engraftment by 100 days after transplantation was 94 percent, although 8 percent of patients later had secondary graft failure. The probability of grade II, III, or IV acute graft-versus-host disease was 64 percent, and the probability of chronic graft-versus-host disease at one year was 55 percent. The rate of disease-free survival at two years among patients with leukemia and good prognostic factors was 40 percent and among patients at higher risk, 19 percent. Twenty-nine percent of the patients with aplastic anemia were alive at two years, and the rate of two-year disease-free survival among patients with myelodysplasia was 18 percent. For patients with congenital immunologic or nonimmunologic disorders, the probability of survival was 52 percent.The National Marrow Donor Program has benefited a substantial number of patients in need of marrow transplants from closely HLA-matched unrelated donors and has facilitated the recruitment of unrelated donors into the donor pool and the access to suitable marrow.

The National Marrow Donor Program (NMDP) maintains a registry of approximately 4 million volunteer unrelated donors for patients in need of a stem cell transplant. When several comparably HLA-matched volunteers are identified for a patient, various criteria are used to select a donor. A retrospective analysis of 6978 bone marrow transplantations facilitated by the NMDP from 1987 to 1999 was conducted to study the effects of various donor characteristics on recipient outcome. The evaluation addressed possible effects of donor age, cytomegalovirus serologic status, ABO compatibility, race, sex, and parity on overall and disease-free survival, acute and chronic graft-versus-host disease (GVHD), engraftment, and relapse. Age was the only donor trait significantly associated with overall and disease-free survival. Five-year overall survival rates for recipients were 33%, 29%, and 25%, respectively, with donors aged 18 to 30 years, 31 to 45 years, and more than 45 years (P = .0002). A similar effect was observed among HLA-mismatched cases (28%, 22%, and 19%, respectively). A race mismatch between recipient and donor did not affect outcome. The cumulative incidences of grade III or IV acute GVHD were 30%, 34%, and 34%, respectively, with donors aged 18 to 30 years, 31 to 45 years, and more than 45 years (P = .005). The corresponding incidences of chronic GVHD at 2 years were 44%, 48%, and 49% (P = 0.02). Recipients with female donors who had undergone multiple pregnancies had a higher rate of chronic GVHD than recipients with male donors (54% versus 44%;P < .0001). The use of younger donors may lower the incidence of GVHD and improve survival after bone marrow transplantation. Age should be considered when selecting among comparably HLA-matched volunteer donors.

To assess the efficacy of the combination of the antiviral agent ganciclovir (9-1,3 dihydroxy-2-propoxymethylguanine) and high-dose intravenous immune globulin for treating cytomegalovirus interstitial pneumonitis after allogeneic bone marrow transplantation.Nonrandomized prospective trial of combined treatment with two drugs; findings in these patients were compared with those in control patients treated with either of the two drugs alone.Medical, pediatric, and intensive care units of a tertiary-care cancer treatment center.Consecutive cases of 10 patients in the study group and of 11 patients in a historical control group with evidence of cytomegalovirus pneumonia after bone marrow transplantation for treatment of leukemia or congenital immune deficiency.Study Group (10 patients): ganciclovir, 2.5 mg/kg body weight, three times daily for 20 days, plus intravenous immune globulin, 500 mg/kg every other day for ten doses. Patients were then given ganciclovir, 5 mg/kg.d three to five times a week for 20 more doses, and intravenous immune globulin, 500 mg/kg twice a week for 8 more doses. Control Group (11 patients): ganciclovir alone (2 patients), 5 mg/kg twice a day for 14 to 21 days; cytomegalovirus hyperimmune globulin (5 patients), 400 mg/kg.d for 10 days; and intravenous immune globulin (4 patients), 400 mg/kg.d for 10 days.Responses were observed in all patients treated with combination therapy; 7 of 10 patients were alive and well, and had no recurrence of disease at a median of 10 months after therapy. No therapeutic benefit was observed, and none of the 11 patients treated with either ganciclovir or intravenous immune globulin alone survived (P = 0.001 by Fisher exact test).Ganciclovir, when combined with high-dose intravenous immune globulin, appears to have significantly altered the outcome of patients with cytomegalovirus pneumonia after allogeneic bone marrow transplantation.

Congenital agranulocytosis is a disorder characterized by severe neutropenia and a profound deficiency of identifiable neutrophil progenitors in bone marrow. In an attempt to stimulate neutrophil production and thereby reduce the morbidity and mortality associated with this disease, we administered recombinant human granulocyte colony-stimulating factor (rhG-CSF) in doses of 3 to 60 micrograms per kilogram of body weight per day to five patients with congenital agranulocytosis. In all five patients, an increase in the number of neutrophils was noted eight to nine days after the initiation of the effective dosage (the dose at which the neutrophil count reached 1000 cells per microliter or more and the bone marrow showed granulocyte maturation beyond the myelocyte stage). The absolute neutrophil counts rose from less than 100 to between 1300 and 9500 cells per microliter. Marrow aspirates obtained after 14 days at the effective dosage showed maturation to the mature neutrophil stage. The side effects that were observed were medullary pain, splenomegaly, and an elevation of levels of leukocyte alkaline phosphatase. All five patients have had sustained neutrophil counts of 1000 cells per microliter or more for 9 to 13 months while receiving subcutaneous maintenance therapy. Preexisting chronic infections have resolved clinically, and the number of new infectious episodes and the requirement for intravenous antibiotics have decreased. We conclude that treatment with rhG-CSF can lead to a large increase in the numbers of functional neutrophils in patients with congenital agranulocytosis.

Abstract Unrelated bone marrow transplantation (BMT) is often complicated by fatal opportunistic infections. To evaluate features unique to immune reconstitution after unrelated BMT, the lymphoid phenotype, in vitro function, and life-threatening opportunistic infections after unrelated and related T-cell–depleted (TCD) BMT were analyzed longitudinally and compared. The effects of posttransplant donor leukocyte infusions to treat or prevent cytomegalovirus (CMV) or Epstein-Barr virus (EBV) infections on immune reconstitution were also analyzed. This study demonstrates that adult recipients of TCD unrelated BMTs experience prolonged and profound deficiencies of CD3+, CD4+, and CD8+ T-cell populations when compared with pediatric recipients of unrelated BMT and adults after related BMT (P < .01), that these adults have a significantly increased risk of life-threatening opportunistic infections, and that the rate of recovery of CD4 T cells correlates with the risk of developing these infections. Recovery of normal numbers of CD3+, CD8+, and CD4+ T-cell populations is similar in children after related or unrelated BMT. This study also demonstrates that adoptive immunotherapy with small numbers of unirradiated donor leukocytes can be associated with rapid restoration of CD3+, CD4+, and CD8+T-cell numbers, antigen-specific T-cell responses, and resolution of CMV- and EBV-associated disease after unrelated TCD BMT.

Abstract We evaluated HLA-compatible donor leukocyte infusions (DLIs) and HLA-compatible or HLA-disparate EBV-specific T cells (EBV-CTLs) in 49 hematopoietic cell transplantation recipients with biopsy-proven EBV-lymphoproliferative disease (EBV-LPD). DLIs and EBV-CTLs each induced durable complete or partial remissions in 73% and 68% of treated patients including 74% and 72% of patients surviving ≥ 8 days after infusion, respectively. Reversible acute GVHD occurred in recipients of DLIs (17%) but not EBV-CTLs. The probability of complete response was significantly lower among patients with multiorgan involvement. In responders, DLIs and EBV-CTLs regularly induced exponential increases in EBV-specific CTL precursor (EBV-CTLp) frequencies within 7-14 days, with subsequent clearance of EBV viremia and resolution of disease. In nonresponders, EBV-CTLps did not increase and EBV viremia persisted. Treatment failures were correlated with impaired T-cell recognition of tumor targets. Either donor-derived EBV-CTLs that had been sensitized with autologous BLCLs transformed by EBV strain B95.8 could not lyse spontaneous donor-derived EBV-transformed BLCLs expanded from the patient's blood or biopsied tumor or they failed to lyse their targets because they were selectively restricted by HLA alleles not shared by the EBV-LPD. Therefore, either unselected DLIs or EBV-specific CTLs can eradicate both untreated and Rituxan-resistant lymphomatous EBV-LPD, with failures ascribable to impaired T-cell recognition of tumor-associated viral antigens or their presenting HLA alleles.

Abstract Early clinical trials using T lymphocyte-depleted human marrow for transplantation have reported that such grafts reduce, to varying degrees, both the incidence and the severity of graft-v-host disease (GVHD). However, to date, no clear estimates have been made as to what degree of T cell depletion is necessary to prevent GVHD in every case. To address this problem, we used a limiting dilution assay (LDA) to quantitate residual clonable T lymphocytes in human T cell-depleted bone marrow in 31 HLA-identical transplants for leukemia. The number of phytohemagglutinin -interleukin 2-responsive T lymphocytes determined by LDA and expressed as T cell per kilogram recipient weight was found to correlate with the subsequent development of GVHD: no patients who received less than 1 X 10(5) T cell per kilogram developed GVHD (N = 24). Of the seven patients who received 1 X 10(5) to 4.4 X 10(5) T cell per kilogram, four patients developed grade I or II skin GVHD. This study thus provides a quantitative estimate of the number of T lymphocytes necessary to initiate clinically detectable GVHD in an HLA- identical host.