말초혈액 조혈모세포이식의 기증자는 이식 전 여러 가지 검사들을 통해 기증자가 이식을 시행하기에 적합한지 확인한다. 정상 혈소판 수치도 이 중 하나의 지표로 활용이 된다[1]. 그러나 이식 전후로 기증자들에게 예상하지 못한 혈소판감소증이 나타날 수 있다. 이러한 현상의 원인 중 하나로 이식 준비과정에서 기증자의 전구세포들을 말초혈액으로 이동시키기 위해 기증자들에게 투여하는 과립구집락자극인자(granulocyte colony-stimulating factor, G-CSF)의 부작용이 있다[2]. G-CSF의 사용은 일반적으로 근육통, 두통, 발열 등의 경미한 증상을 일으킬 수 있지만, 드물게는 말초혈액 조혈모세포의 가동화(G-CSF-induced stem cell mobilization)로 인한 심각한 혈소판감소증을 발생시킬 수 있다[3-6]. 또한, 기증자의 조혈모세포의 수집을 위해 시행하는 성분채집술(apheresis) 과정 또한 일부 혈소판을 분리시켜 혈소판 수를 감소시킬 수 있으며, 말초혈액 조혈모세포이식 기증자 중 약 40%에서 100×10⁹/L 이하의 혈소판감소증이 발생한 것으로 보고되었다[2,7].

한편, 실제 기증자에게서 나타난 혈소판감소증과는 별개로 채혈관 내의 항응고제로 인해 유발된 거짓혈소판감소증 또한 감별이 필요하다. 이는 혈액의 항응고 작용으로 인하여 혈소판의 응집, 거대혈소판증 등이 발생하여 자동혈구분석기로 측정한 혈소판 수가 실제보다 낮게 측정되는 현상이다[8]. 이러한 거짓혈소판감소증은 주로 ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA)로 인해 혈소판 glycoprotein (GP) IIb/IIIa에 구조적 변화가 일어나면, 기증자 혹은 환자의 혈소판 자가항체로인해 응집이 일어나 혈소판감소증이 나타나는 것으로 알려져 있다[9,10]. 본 연구는 이식 전후로 일시적인 혈소판감소증을 보인 건강한 성인 말초혈액 조혈모세포이식 기증자들을 조사하였고, 그 원인을 알아보고자 하였다.

2021년 7월부터 2023년 7월까지 말초혈액 조혈모세포이식을 위해 서울성모병원에 내원한 기증자들 중 G-CSF 투여 후 혈소판 수가 80×10⁹/L 이상 감소하면서 심각한 혈소판감소증(50×10⁹/L 이하)이 발견된 기증자들을 대상으로 하였다. 기증자들의 인구통계학적 특성, 과거력, 약물 복용력, 일반혈액검사와 응고검사 등을 포함한 혈액검사 결과, 영상의학적 자료 등에 대한 후향적인 검토가 이루어졌다. 본 연구는 서울성모병원 임상연구심사위원회(IRB)의 검토 및 승인을 받았으며, 정보 동의 요구는 IRB에 의해 면제되었다.

전체 489명의 기증자 중 3명이 확인되었다. 이들 모두 40세 이상의 기증자이며, 수혜자와는 혈연 관계였다. 이 중 2명은 조직적합성항원이 절반만 일치하는 반일치 조혈모세포이식을 수행하고자 하였으며, 1명은 조직적합성항원이 완전 일치하였다. 모든 기증자들은 특이 병력 및 약물력 없는 건강한 성인 기증자로서, 림프절염 또는 황달 등의 특별한 징후가 없었다. 또한 이식 전 시행한 기증자 검사에서 모두 일반화학검사, 면역혈청학적 검사 및 혈액응고검사에서 특이 소견 없었으며, 항글로불린검사 및 한랭응집소검사도 음성이었다. 영상검사와 심전도도 특이 소견 없었다. G-CSF의 경우 10 mcg/ kg/day로 총 2회 투여되었다.

기증자 1의 경우, 일반혈액검사상 백혈구 수 6.05×10⁹/L (정상 범위; 4.0×10⁹/L∼10.0×10⁹/L), 혈색소 142 g/L (정상 범위; 남성 130∼180 g/L, 여성 120∼160 g/L), 혈소판 수 160×10⁹/L (정상 범위; 150×10⁹/L∼450×10⁹/L)로 정상 범위에 해당되었다. G-CSF 투여 이후 시행한 일반혈액검사에서 백혈구 수는 46.44×10⁹/L로 예상된 결과를 보였으나 혈소판의 경우 54×10⁹/L로 초기 혈소판 수에 비해 106×10⁹/L 낮아진 결과를 보였다(Fig. 1A). 자동혈구분석기에서 혈소판 응집 관련된 경고(flag sign)가 확인되지 않았고, 말초혈액도말 슬라이드 확인 결과 혈소판은 정상적인 소견이었다. 기증자는 혈소판감소증 이외에 출혈 경향성을 포함한 이상 징후들이 관찰되지 않아, 조혈모세포 채집을 시행하였고, 이식은 계획대로 진행되었다. 조혈모세포 성분채집술을 진행하는 도중 기증자의 혈소판 수는 23×10⁹/L로 매우 낮아져서 채집을 1회만 시행하고 중단하였다. 이후 외래 추시하며 시행한 일반혈액검사에서, G-CSF 투여 후 8일차의 혈소판 수 49×10⁹/L로 약간 증가하였으며, 15일차에 시행한 일반혈액검사에서는 혈소판 수는 정상 회복되었다. 또한, 이전 검사 결과와 비슷한 정상 범위 내에서 백혈구 수도 회복하였으며, 기증자는 특이 증상을 호소하지 않아 경과 관찰을 종료하였다(Fig. 1A).

Fig. 1. WBC and PLT counts during G-CSF administration and apheresis procedure. The black arrow indicates the point at which apheresis was performed. (A) Donor 1. (B) Donor 2. (C) Donor 3. The PLT count without amikacin is presented by a solid line, and the PLT count with amikacin is presented by a dashed line. Abbreviations: WBC, white blood cell; PLT, platelet; G-CSF, granulocyte colony-stimulating factor.

기증자 2 또한 기증자 1과 같이 G-CSF의 투여 후, 그리고 성분채집술 후 백혈구 수와 혈소판 수가 비슷한 양상을 보였다(Fig. 1B). 처음 시행한 일반혈액검사에서는 백혈구 수 4.97×10⁹/L, 혈색소 150 g/L, 혈소판 수 202×10⁹/L로 정상 범위였다. 그러나 G-CSF 투여 후 시행한 일반혈액검사에서 혈소판 수가 122×10⁹/L로 초기 검사에 비해 80× 10⁹/L 감소한 수준을 보였고 함께 시행한 혈액응고검사에서는 정상 소견을 보였다. 기증자 2는 특별한 이상 징후가 관찰되지 않아 예정대로 채집을 1회 더 시행하기로 하였다. 이후 혈소판 수는 추가적인 G-CSF 투여 후 56×10⁹/L, 성분채집술 이후에는 39×10⁹/L까지 감소하였다. 이식 진행 후 1주일 뒤 기증자 2가 외래에 내원하여 시행한 일반혈액검사에서 백혈구 수 4.82×10⁹/L, 혈소판 수 169×10⁹/L로 회복된 소견을 보였으며 다른 출혈 경향성의 징후도 보이지 않고 호소하는 증상도 없었다(Fig. 1B).

앞서 기술한 두 명의 기증자 모두 G-CSF 투여 이후 백혈구 수가 증가함과 동시에 혈소판 수가 일시적으로 감소하는 현상을 보였으나, 특이 증상 없이 약 2주 정도의 기간이 지난 후 정상 범위로 회복하였다. 해당 기증자들은 성분채집술을 시행하기 전부터 혈소판감소증이 관찰되었고, 혈소판 수의 회복이 증가된 백혈구 수의 정상화와 동시에 일어났다는 것을 추론하면 G-CSF 투여로 인한 혈소판감소증임을 추정할 수 있고, 이후 성분채집술 과정에서 일시적으로 혈소판감소증이 더욱 진행된 것으로 생각된다(Fig. 1A, B).

기증자 3의 경우, 일반혈액검사 결과 백혈구 수 7.33×10⁹/L, 혈색소 158 g/L, 혈소판 수 51×10⁹/L의 결과를 보여 기증자 1, 2와는 달리 혈소판 수가 감소한 소견을 보였다. 기증자 3은 이전에 본 기관에서 시행한 혈액검사 이력은 없었으며, 검사를 위한 채혈 후에도 특이 증상을 호소하지 않았다. 자동혈구분석기에서 기증자 3의 혈소판 히스토그램을 확인한 결과, 응집 관련 flag sign이 확인되어 말초혈액도말 슬라이드를 제작하였다. 결과적으로 혈소판의 수적 이상은 없었으나 곳곳에 혈소판들이 응집되어 덩어리를 이루고 있는 것을 확인하여 채혈관 내의 EDTA로 인해 유발된 거짓혈소판감소증을 의심하였고, 해당 질환을 확인하기 위하여 EDTA 튜브에 채혈된 혈액에 amikacin을 첨가한 뒤 15분간 반응 시킨 후 vortex하여 혈소판 수를 다시 측정하였다[11]. 측정 결과 혈소판 수는 310×10⁹/L로 크게 증가하였고 장비 내 혈소판 히스토그램 또한 정상적인 그래프를 나타내었으며 말초혈액도말 슬라이드에서 혈소판 응집은 더 이상 관찰되지 않았다. 결과적으로 이전에 보고된 기준에 따라 기증자에게 거짓혈소판감소증이 있다고 판단하였고[9], 일반혈액검사 결과를 교정된 값으로 수정하였다.

기증자 3의 경우, 채집 시작 후 20분 뒤에 시행한 검사에서 혈소판 수가 15×10⁹/L로 측정되었고, amikacin 첨가 후 교정 수치는 79×10⁹/L로 교정 후에도 혈소판감소증을 보여 다른 기증자들과 같이 G-CSF 투여 및 성분채집술로 인하여 혈소판감소증이 발생한 것을 확인하였다(Fig. 1C). 채집된 조혈모세포 부유(apheresis product)에서도 혈소판의 응집 또는 거대혈소판증이 보이지 않아 기증자는 예정대로 아버지에게 말초혈액 조혈모세포이식을 시행하였다. 채집 시작 후 14시간, 그리고 4일 후에 반복 시행한 검사에서 혈소판 수는 각각 86× 10⁹/L (amikacin 첨가 전 22×10⁹/L), 98×10⁹/L (ami-kacin 첨가 전 59×10⁹/L)로 회복되는 추세를 보였다(Fig. 1C).

말초혈액 조혈모세포이식 기증자에게서 거짓혈소판감소증이 발병하는 경우, 해당 질환이 이식을 통해 기증자로부터 수혜자에게 전달될 가능성에 대해서는 아직 보고된 증례가 거의 없어 제한적인 정보들만 알려져 있다[12,13]. 기증자 3에게 존재하였던 EDTA 유발 거짓혈소판감소증이 조혈모세포를 수혜받은 환자에게로 전달되었는지를 확인하고자 하였다. 기증자 3의 수혜자는 이식 후 30일 경과 시점에서 시행한 short tandem repeat (STR) locus 분석에서 기증자 키메리즘이 9개의 loci에서 100%로 확인되었고, 그 외 이식편대숙주질환 등을 의심할 만한 소견들은 관찰되지 않았다. 일반혈액검사 결과 백혈구 수 9.82×10⁹/L, 혈색소 95 g/L, 혈소판 수 57×10⁹/L로 회복 중이었다. 혈소판의 경우, 그 수는 감소되어 있으나 말초혈액도말 슬라이드를 확인한 결과 기증자와 달리 응집된 혈소판 덩어리 등은 관찰되지 않았으며, 이식 후 시행한 일반혈액검사들의 혈소판 히스토그램을 확인하였을 때도 혈소판 응집이 의심되는 그래프는 관찰되지 않았다.

또한, 유세포분석법을 이용하여 혈소판결합항체(platelet surface-bound immunoglobulin, PSIg)의 유무를 확인하고자 하였다[14]. 기증자 3에게 당일 채혈한 환자 및 건강한 성인 기증자의 혈소판 풍부 혈장을 EDTA-phosphate buffered saline (PBS) 용액에 희석하여, 용액 50 μL에 phycoerythrin (PE)- conjugated anti-human CD41a antibody, fluorescein isothiocyanate (FITC)-conjugated anti-human IgG antibody, Brilliant Violet 605 (BV605)-conjugated antihuman IgM antibody (BD Pharmingen, San Diego, CA, USA)를 각각 5 μL씩 첨가 후 상온에서 암소에 보관하였다. FACSLyric Flow cytometer (BD Biosciences, Basel, Switzerland)를 사용하여 튜브당 20,000개의 혈소판을 수집하였고, 혈소판은 forward scatter/side scatter plot과 FSC/anti-CD41a- PE plot에서 혈소판 영역을 정하여 gating 후 IgG 와 IgM 항체의 분포를 확인하였다. 결과적으로 IgG 항체는 환자와 정상 기증자에서 각각 MFI mean 8, 6과 MFI ratio 1.33으로 계산되었고, IgM 항체는 환자와 정상 기증자에서 각각 MFI mean 9, 8과 MFI ratio 1.12로 계산되어 모두 검사실 임계치보다 낮은 값을 보였다(Fig. 2). 따라서 환자에게서 나타난 혈소판감소증은 면역성이 아닌 비면역성 혈소판감소증임을 알 수 있었고 환자에게 기증자의 EDTA 유발 거짓혈소판감소증이 전달되었을 가능성은 낮음을 확인하였다(Fig. 2).

Fig. 2. Analysis of platelet antibody testing by flow cytometry. (A) The initial platelet gate, P1, was established around platelets on the FSC/SSC plot. (B) The second platelet gate, P2, was defined to encompass platelets on the FSC/CD41a PE plot. (C) Histogram of IgG for patient and control was presented. MFI values were derived from the peaks observed on the IgG FITC histogram of the gated platelets. (D) Histogram of IgM for patient and control was presented. MFI values were derived from the peaks observed on the IgM BV605 histogram of the gated platelets.
Abbreviations: FSC, forward scatter; SSC, side scatter; PE, phycoerythrin; MFI, mean fluorescence intensity; FITC, fluorescein isothiocyanate; BV605, brilliant violet 605.

본 연구에서는 말초혈액 조혈모세포이식 과정에서 혈소판감소증을 경험한 기증자들을 대상으로 그 원인을 규명하고자 하였다. 기증자 1과 2는 모두 이식 준비 단계에서 G-CSF 투여 후 각각 4일과 2일째에 혈소판 수가 100×10⁹/L 이하로 감소하였으며, G-CSF 투여를 총 2회 받은 후에는 초기 혈소판 수에 비해 최소 80×10⁹/L 이상 감소가 나타났다. 이러한 혈소판의 감소는 G-CSF의 투여로 인해 골수 전구세포 및 거대핵세포의 분화가 억제되어 발생한다고 이전 연구에서 보고되었다[6]. 기증자 3의 경우, 다른 기증자들과 유사하게 G-CSF의 투여 및 성분채칩술로 인한 혈소판감소증이 발생한 것으로 추정되지만 EDTA 유발 거짓혈소판감소증 또한 동반되어 혈소판 수가 더욱 낮게 측정된 것으로 보인다.

본 연구의 사례들과 같이 말초혈액 조혈모세포이식의 기증자들 중 혈소판감소증이 일시적으로 발생한 사례들에 대한 문헌 자료를 정리하였다(Table 1). Iltar 등[15]의 연구에서 21세 남성 기증자는 이식 전 검사에서 혈소판 수를 포함한 다양한 항목에서 이상 소견을 보이지 않았으나, G-CSF 투여 후 혈소판 수가 감소하였다. 조혈모세포 채집 이후에도 혈소판 수가 19×10⁹/L로 감소가 지속되었으나 다른 이상 증상은 관찰되지 않았으며, 15일 뒤 혈소판 수의 회복되었다. 이와 유사하게 Lu 등[5]의 연구 및 Minelli 등[16]의 연구에서도 각각 14세 여성 기증자와 51세 남성 기증자는 기증자 검사의 경우 이식 전 검사에서 이상 소견이 없었으나 G-CSF의 투여 이후 혈소판 수가 감소하였다. 조혈모세포 채집 후에도 40×10⁹/L, 27×10⁹/L까지 혈소판 수의 감소가 나타났지만 출혈 관련 증상은 없었으며, 각각 15일과 14일 뒤 혈소판 수가 회복되었다. 본 연구에서 확인된 기증자 1과 기증자 2의 경우에도 이와 유사한 양상을 보였다. 이식 전 기증자 검사에서는 혈소판 수를 포함한 혈액검사, 과거력, 약물복용력 등에서 혈소판 감소와 관련된 질환을 의심할만한 징후가 존재하지 않았으나, G-CSF를 투여하고, 조혈모세포 채집을 진행함에 따라 혈소판 수가 크게 감소하였다. 그와 동시에 환자가 호소하는 증상이 없고 약 2주 뒤 정상 혈소판 수를 회복하는 것 또한 기존 문헌들과 동일하였다.

Table 1

Summary of literatures reported thrombocytopenia in PBSC donors

Author	Year	Country	Age	Sex	Initial PLT (×109/L)	PHx	Drugs	Injection of G-CSF (days)	Number of apheresis	Lowest PLT (×109/L)	Symptoms with bleeding	Recovery of PLT (days, ×109/L)	Cause of thrombocytopenia	Reference
U Iltar	2018	Turkey	21	M	231	No	No	5	1	19	No	15, 255	G-CSF	[15]
X Lu	2019	China	14	F	169	No	No	6	2	40	No	15, 185	G-CSF	[5]
O Minelli	2009	Italy	51	M	Normal	No	No	5	2	27	No	14, 268	G-CSF	[16]
M Tsubokura	2023	Japan	NA	F	157	No	No	4	1	NA*	No	NA*	EDTA	[13]
SJ Lee	2023	Korea	45	M	160	No	No	3	1	23	No	15, 401	G-CSF	This study
			60	F	202	No	No	3	2	35	No	10, 169	G-CSF
			41	M	310†	No	No	3	1	79†	No	8, 98†	EDTA, G-CSF

*Pseudothrombocytopenia. PLT count measured 62×10⁹/L, and platelet aggregation were observed in a peripheral blood smear. After re-evaluation, the PLT count increased to 209×10⁹/L.

^†Platelet count with amikacin.

Abbreviations: PBSC, peripheral blood stem cell; PLT, platelet; PHx, past history; G-CSF, granulocyte colony-stimulating factor; NA, not available; EDTA, ethylenediaminetetraacetic acid.

마지막으로, Tsubokura 등[13]의 연구에서 여성 기증자의 경우 이식 전 검사에서 157×10⁹/L의 혈소판 수를 나타냈으나, 이후 시행한 검사에서는 62×10⁹/L로 혈소판 수가 감소하였다. 그러나 같은 검체를 이용하여 말초혈액도말 슬라이드를 관찰한 결과 혈소판의 응집이 관찰되었다. 이에 재평가를 통해 EDTA 채혈관과 citrate 채혈관에서 각각 209×10⁹/L와 202×10⁹/L의 혈소판 수로 재측정되어, EDTA 유발 거짓혈소판감소증을 확인하였다. 이후 채집술을 시행하고, 채집된 검체를 1일 동안 관찰한 결과 혈소판 응집이 없음을 확인하여, 이를 수혜자에게 이식하였다. 수혜자는 이식 후 21일 뒤 혈소판의 생착이 이루어졌고, 거짓혈소판감소증은 관찰되지 않았다. 본 연구에서의 기증자 3의 경우, 혈소판 수의 감소와 동시에 말초혈액도말 슬라이드에서의 혈소판 응집이 관찰되어 amikacin 처리를 통해 EDTA 유발 거짓혈소판감소증을 확인하였으며, 이식을 받은 수혜자에게는 거짓혈소판감소증이 전달되지 않았다. 하지만 본 연구의 기증자 3의 경우, 이후 G-CSF 투여 및 조혈모세포 채집 과정에서 실제로 혈소판감소증이 발생하였다. 따라서 해당 기증자는 기존에 확인된 EDTA 유발 거짓혈소판감소증과 함께 이식 과정에서의 일시적인 혈소판감소증이 동시에 나타난 것으로 추정된다. 기존 연구들과 관련된 내용은 Table 1에 정리하였다.

혈소판 헌혈 기증자들에게서 거짓혈소판감소증의 유병률은 0.01%에서 0.02%로 보고되며, EDTA 유발 거짓혈소판감소증이 있는 환자는 혈소판 수가 감소된 것으로 보이므로 불필요한 검사를 받을 우려가 있으며 혈소판 수혈과 같은 적절하지 않은 치료로 이어질 수 있어 감별이 필요하다[13]. 혈소판 응집에 의한 거짓혈소판감소증을 해결하기 위한 방법으로는 본 연구에서 사용한 EDTA에 aminoglycoside 계열 항생제를 첨가하는 방법 외에도, sodium citrate 혹은 heparin 튜브에 다시 채혈한 후 검사하는 방법, vortex 법[17], 그리고 CaCl₂를 첨가하여 칼슘을 대체하는 방법이 있다[14].

거짓혈소판감소증의 원인은 대부분 EDTA 의존성 IgG형 혈소판 응집소로 추정되나, citrate 등 다른 항응고제에 응집이 일어나거나 항응고제 비의존성 한랭반응성형, 실온에서 활성인 EDTA 의존성 IgM형, 단클론성 IgM kappa형 등 여러 가지 유형의 혈소판 응집소가 원인으로 보고된 바 있다[18]. 본 연구에서는 거짓혈소판감소증을 보인 기증자 3에게서 혈소판 응집소를 정확한 원인을 규명하지 못하였지만, 해당 기증자로부터 말초혈액 조혈모세포이식을 받은 환자에서 해당 항체가 발견되는지 유세포분석법으로 검사하여 환자에서 해당 항체가 발견되지 않았음을 확인하였다. 추가로, 4∼6개월 후 미감작성숙B림프구(mature naïve B cell)의 생성이 점진적으로 일어나는 시기[19]에 추적 일반혈액검사를 통해 혈소판 응집 소견이 있는지 관찰하여, 기증자의 성숙된 B세포들이 환자에게 이식되지 않았는지 확인이 필요할 것이다[13].

본 연구에서 확인한 것과 같이, G-CSF 투여와 관련된 심각한 혈소판감소증은 조혈모세포 기증자들 중 드문 합병증으로 발생한다. 또한, 이는 일시적인 현상으로 G-CSF 투여 이후 약 2주 뒤 기존의 혈소판 수치를 회복하는 것을 본 연구의 기증자들과 기존에 보고된 문헌들을 통하여 확인하였다. 이와 더불어, 말초혈액 조혈모세포이식의 기증자에게서 거짓혈소판감소증이 확인되는 경우, 수혜자에게 거짓혈소판감소증이 전달되었는지 지속적인 검사를 통한 확인이 필요할 것으로 생각된다.

건강한 말초혈액 조혈모세포 기증자에게 과립구집락자극인자(granulocyte colony-stimulating factor, G-CSF) 투여 또는 성분채집술로 인한 일시적인 혈소판 감소증이 드물게 보고되었다. 한편, 항응고제에 의해 유발되는 거짓혈소판감소증은 실제보다 혈소판 수가 낮게 측정되기 때문에 이를 감별하는 것이 중요하다. 본 연구는 건강한 말초혈액 조혈모세포 기증자의 혈소판감소증 원인을 조사하는 것을 목표로 한다. 서울성모병원에서 이식 과정에서 혈소판감소증을 경험한 말초혈액 조혈모세포 기증자를 조사하였다. 3명의 기증자가 확인되었고 그들의 기증자 검사 결과는 정상 범위 안에 속하였다. 이식 전 G-CSF 투여 후, 기증자들은 현저한 혈소판 수의 감소를 경험하였다. 성분채집술의 결과 혈소판 수가 더 낮아졌으나, 약 2주 후 정상 수준을 회복하였다. 기증자 3에 대해, 기증자 검사에서 혈소판감소증을 보였고, amikacin 첨가를 통해 EDTA에 의한 거짓혈소판감소증이 확인되었다. 기증자 3의 조혈모세포 부유에 혈소판 덩어리가 존재하는지 확인하고, 수혜자의 말초혈액에 IgM 혹은 IgG 항혈소판 항체가 있는지를 확인하는 방식을 통해 기증자 3의 수혜자가 거짓혈소판감소증을 보이는지 여부에 대하여 조사하였다. 결론적으로, 말초혈액 조혈모세포 기증자에 대해 G-CSF 투여로 인한 심각한 혈소판감소증의 위험성을 고려해야 하며 정확한 거짓혈소판감소증의 구별이 필수적이다.

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