人类对于骨髓功能的了解尚不足两百年，而对于HSCT的认识更是仅仅六十余年。自1939年起，人们开始尝试给患者静脉注射骨髓用于治疗血液疾病。然而，仅静脉注射数毫升的骨髓并不是真正意义上的移植，也未获得期待的效果。第二次世界大战期间，在日本广岛和长崎的原子弹爆炸，产生了大量的核辐射受害者，放射损伤主要涉及造血及免疫系统，推动了HSCT实验性研究工作的快速进展。许多HSCT实验研究的科学家进行了大量的动物实验，做出了开创性的贡献。

Jacobson及同事于1949年首次发表了开创性的研究结果，他们发现小鼠接受致死剂量的照射时，如果遮蔽小鼠脾脏，则小鼠能够存活；而腹腔内注射脾细胞（小鼠的造血器官）能达到同样的效果。与此同时，Rekers和同事们于1950年发表的研究报告中，将正常犬的骨髓输注给受350R（308rad）辐射的犬，结果发现此项措施对于改善犬全血细胞减少和生存无显著影响。由于当时他们没有意识到至少需要两倍的照射剂量才能提供足够的免疫抑制来实现骨髓植入，因此，他们希望通过静脉注射骨髓实现造血功能重建的努力没有成功。1951年Lorenz等人证明受照射的小鼠输注同基因骨髓细胞可促进造血重建，起到保护作用。此后的一些研究同样发现来自异基因供鼠的输注物有利于提高受辐照小鼠的30天生存率。当时科学家提出这种“辐射防护”的效果是由于输注物中含有某种激素或生长因子，认为这样的结果支持体液机制假说，但是忽略了其中细胞的作用。1954年，Barnes和Loutit的研究报道显示输注同基因骨髓的小鼠存活可超过100天，而输注异基因骨髓的小鼠在30天时存活，此后却死于“继发性疾病”，提出“辐射保护”现象不能排除细胞假说的可能。此后，1955年Main和Prehn发表了他们的研究结果，他们发现，给予小鼠致死量照射，再输注异基因小鼠的骨髓，随后存活的受体小鼠接受供体小鼠的皮肤移植可获得供鼠皮肤的耐受。Trentin随后的研究进一步证实移植皮肤的耐受性是特异针对供体骨髓的，移植皮肤的存活只能被解释为导致耐受的供体细胞系的持久存在。此后在1956年，Nowell等人描述了经X射线照射小鼠体内供鼠骨髓细胞的增长和功能。而Ford等人的发现最有说服力，给予受致死剂量照射的小鼠同基因骨髓细胞输注，标记输注的供鼠骨髓细胞T6染色体，检测受体小鼠的细胞遗传学类型表达为供者型。至此，体液机制假说逐渐销声匿迹，细胞假说逐渐形成。

在HSCT被用于放射后骨髓保护后，1955年开始，Thomas和Ferrebee及他们的同事开始在终末期血液恶性肿瘤患者中进行临床试验研究。在1957年，他们报告了6例通过放射和静脉输注正常供者骨髓治疗的病例，但只有一例病例表现为一过性骨髓植入。许多研究者重复这种治疗方法均未成功。1959年，Thomas等人报道终末期白血病患者给予钴-60全身照射850R（748rad）后，静脉输注同卵双生健康供者骨髓（同基因移植）。这个照射剂量预计将产生长期的全血细胞减少，导致患者死亡。然而，实际上患者却表现为迅速造血恢复，白血病缓解达4个月。这项研究表明，患者经致死剂量照射后静脉输注相合的骨髓可以恢复造血功能。同样在1959年，Mathe等人报告了在南斯拉夫核反应堆事故中受到致命辐射的患者骨髓输注治疗的结果。尽管随后的分析对这种治疗方法是否有效提出了质疑，但这些结果引起了众多研究者对HSCT领域的浓厚兴趣。然而早期临床HSCT并未获得成功，在1970年Bortin汇总了1958年至1968年期间203例试行异基因HSCT病例，截至文章发表时，仅有3例病例存活，主要死亡原因是植入失败、移植物抗宿主病（GVHD）和复发。

早期临床HSCT的失败使人们意识到立即开展临床人体HSCT尚存在很多困难。因此，许多科学家开始进行大量动物实验，寻求解决临床应用前实际问题的方法。人类组织抗原检测技术在造血干细胞移植的发展中是至关重要的。1954年，Fauconnet和Miescher发现了通过输血或怀孕诱导的抗体，可与白细胞表面抗原发生反应。1957年，Uphoff等通过实验证明，HSCT后“继发性疾病”的严重性是受遗传因素控制的。Uphoff和Lochte及同事发现甲氨蝶呤（MTX）可以预防或改善HSCT后的“继发性疾病”。1958年，Dausset和van Rood等发现了人类白细胞抗原（HLA）及其遗传规律。Burent、Medawar、Billingham等人研究了诱导新生小鼠免疫耐受的现象，证明辐射小鼠的“继发性疾病”与人的移植物抗宿主病相同，提出选择HLA相合的同胞供者可以减少移植物排斥和GVHD的发生率。1960年，Medawar和Burnett因为发现“获得性免疫耐受”得到了诺贝尔奖。1966年，Billingham详细描述了移植物抗宿主反病的生物学特点：同基因细胞并不会导致移植物抗宿主病；异基因细胞在受者体内持续性存在是发生移植物抗宿主病的必需条件；移植物抗宿主病发病和严重程度是由供者和受者之间的抗原差异决定的；当没有移植物抗宿主病时可能发生免疫耐受；移植物抗宿主病的严重程度可能与接触宿主细胞而致敏的供体细胞功能增强有关。

在20世纪60年代晚期，随着输血医学和感染治疗的进步，尤其是对HLA配型重要性的进一步认识，研究者开始了新一轮HSCT临床应用尝试。最早成功的报告来自于对免疫缺陷儿童移植的研究。由于疾病的特点，这些儿童不会对外源性移植物产生排斥，因此，移植前不需要给予免疫抑制。在1968年11月，Gatti等第一次成功地给一名严重联合免疫缺陷症患儿实行了异基因移植，获得免疫功能重建。1969年初，西雅图移植中心Thomas等成功为一名慢性粒细胞性白血病（CML）急变期患者实行了同胞相合异基因HSCT术。1972年，Thomas等人首次报告了异基因HSCT成功治疗重型再生障碍性贫血（SAA）。1975年，西雅图移植中心在《新英格兰医学杂志》发表了关于HSCT的综述，这篇文章回顾了HSCT的基本原理和实验背景，强调了组织相容性的重要性和使用非亲属供者的可能性，并描述了患者移植前的准备、HSCT的技术方法和支持性措施的重要性。1977年，Thomas等报告100例化疗失败的晚期急性白血病患者经10Gy的全身照射和2天共120mg/kg环磷酰胺预处理后进行HLA相合同胞异基因HSCT结果，13例患者不需要维持化疗获得长期生存1～4.5年，部分患者在疾病终末期移植获得了长期生存。基于以上结果，Thomas进一步提出了在疾病早期进行HSCT的可能性。1979年，Thomas和Blume等分别报告了HSCT治疗处于第一次疾病缓解期（CR1）的急性髓性白血病（AML）的临床研究，结果显示约50%接受HSCT的患者可获得长期生存，证实急性白血病早期进行HSCT可以明显提高生存率。自此，HSCT治疗急性白血病在全世界范围广泛开展。

在国内，北京大学血液病研究所于1964年成功完成国内首例同基因HSCT治疗再生障碍性贫血（AA）后，又于1981年成功地进行了国内首例同胞异基因HSCT治疗急性白血病。1996年我国成功地开展了首例外周血HSCT及首例非血缘HSCT。我国HSCT事业经历半个世纪的发展，在许多领域取得长足的进步。近20余年来，我国在HSCT领域建立了诸多国际先进原创技术，逐渐形成了有特色的中国HSCT体系，包括亲属间单倍体移植体系、移植后GVHD防治、移植后复发的防治等。中华医学会血液学分会造血干细胞移植应用学组的资料显示，我国HSCT例数逐年上升，2008—2016年间，累计完成HSCT 21 844例，近年来每年约完成HSCT达5000例以上。同时，HSCT的适应证也从最初的治疗急、慢性白血病拓展到以治疗急性白血病为主，综合治疗淋巴瘤、多发性骨髓瘤（MM）、再生障碍性贫血（AA）及多种遗传性疾病。2017年一项来自国内76家主要开展HSCT医院的资料显示采用异基因HSCT治疗的血液肿瘤性疾病包括急性髓细胞白血病（AML，34%）、急性淋巴细胞白血病（ALL，26%）、骨髓增生异常综合征（MDS，9%）、慢性粒细胞白血病（CML，8%）、淋巴瘤（3%）等。此外，HSCT模式及供者选择多样化，同样是来自2017年的资料显示移植的主要类型包括同胞相合HSCT（30%）、亲属间单倍体HSCT（32%）、非血缘HSCT（14%）和自体HSCT（21%）。

HSCT适应证的含义狭义上指适合接受移植的疾病类型、病期以及移植与非移植治疗措施利弊的比较与权衡。广义上还包含患者的身体与精神状态评估、供者因素、HLA配型、患者经济来源甚至家庭成员与社会环境的支持等。

随着HSCT技术体系的进步，移植适应证与30年前相比发生了巨大变化：造血干细胞来源的多样化使得传统的同胞全相合供者来源之外，非血缘供者、人类脐带血造血干细胞及亲属单倍体供者都可以用于移植，并且各类供者来源移植的疗效逐渐接近同胞供者移植；酪氨酸激酶抑制剂（TKI）等靶向药物的应用使得过去那些不易达到完全缓解的急性白血病（如费城染色体［Ph，t（9；22）］阳性的ALL）获得缓解与移植的机会；以减低剂量预处理方案为代表的预处理改进技术使得过去那些无法耐受常规剂量移植的高龄患者、脏器功能不全的可以接受移植；支持治疗技术的完善使得移植的安全性与疗效大幅提高，过去需要移植而不具备移植条件的患者得以接受移植；近年来随着移植治疗恶性血液疾病的比例不断提高，移植治疗非恶性血液病的比例有所下降，但移植治疗AA、范可尼贫血（FA）、阵发性血红蛋白尿（PNH）、遗传性疾病等的数量大大增加，相应技术不断完善。根据EBMT最新中国移植登记数据资料，儿童和老年患者接受异基因HSCT的比例逐年提高，小于18岁的患者接受移植的比例由2008年的20%上升至2015年的接近33%，年龄大于55岁的患者接受移植的比例由2008年的不足5%上升至2015年的接近7%。虽然近年来自体HSCT在移植总体的比例不断增加（2008年为10.5%，2015年为24.3%），但移植数量仍小于异基因HSCT。对于我国异基因HSCT供者来源而言，单倍体供者占全部异基因移植的比例由2008年的29.5%逐步上升至2015年的48.8%，2016年上半年更是增加到51.7%。相反，亲缘全相合占全部异基因移植的比例逐年递减，由2008年的48.1%下降至2015年的33.0%。无关供者异基因移植的比例也从2008年的20.4%下降至2015年的13.6%，脐血移植的比例由2008年的2.1%增加到2015年的4.2%。

同时，非移植治疗措施的进展使某些过去将移植作为首选治疗方式的疾病不再是移植的主要适应证：急性早幼粒细胞白血病（APL）全反式维甲酸和砷剂协同靶向治疗，使APL成为第一个可基本治愈的AML；伊马替尼的临床应用结束了初诊CML以移植作为一线治疗方式的时代；乳腺癌病理分型、个体化手术与非移植治疗技术的进展使得该病的患者长期存活显著延长，生活质量显著改善，乳腺癌已不再是自体移植的适应证。移植适应证与禁忌证之间并非不可融合，疾病危险度分层远非确定HSCT适应证的唯一依据。确定移植适应证必须权衡移植早期死亡威胁与非移植方法治疗后的生存率及生存质量的利弊。

在20世纪70年代和80年代初，基本上所有的HSCT均采用骨髓干细胞。随后有实验和临床研究表明，脐血（UCB）富含造血祖细胞，对没有HLA相合供者的患者来说，是良好的异基因造血干细胞来源。1988年Gluckman报告首例同胞脐带血移植（UCBT）治疗FA获得成功，证明了脐带血移植临床应用的巨大潜能。此后脐血移植（CBT）日益受到重视。CBT的优势是可快速获得移植物，节省了查询、配型和采集细胞的时间；另外大多数的临床数据表明，即使有某种程度的供受者HLA不相合，CBT发生严重GVHD的可能性较低。但CBT的劣势是移植后造血恢复较慢，尤其是在成人和青少年，回输的干细胞数量（细胞数／千克受者体重）可能有限。目前CBT已成为儿童血液病移植的良好选择，但因细胞数限制，对成人疗效仍待提高，多份脐血和脐血扩增是其主要发展方向。

近年来，HSCT一个重要的技术进步是在经化疗和粒细胞集落刺激因子（G-CSF）或粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）动员后，通过白细胞分离术从外周血采集造血干细胞移植物。由于获得的外周血细胞的采集物含有大量的祖细胞，使得移植后造血恢复更快。但是外周血干细胞采集物中含有大量的介导GVHD的成熟T淋巴细胞，早期人们对采用外周血干细胞移植存在顾虑。然而，1995年，Schmitz、Korbling和Bensinger等三个研究组同时在Blood上发表研究报告，证实应用动员的外周血干细胞（PBSC）进行配型相合的同胞异基因移植，可获得与自体移植相同的快速持久植活，并且不增加急性GVHD发生率。随后异基因外周血干细胞移植（PBSCT）快速增长，近年来PBSC已逐渐成为干细胞的主要来源。一些随机临床试验比较了同胞外周血和骨髓移植的结果，部分结果提示对于疾病进展期患者PBSCT具有早期生存优势。然而，大多数研究也表明PBSCT使得慢性GVHD的风险增加，进而使得后期死亡率增加。

HSCT更重要的技术进步是移植模式的多样性。因为仅有25%～30%的患者具有HLA相合的同胞供者，HSCT的临床推广及应用受到限制。为解决这个难题，在1979年，Hansen等人成功进行了第一例非血缘关系供者HSCT。此患者移植的成功促进了美国国家骨髓捐献者计划（NMDP）中心的建立。在20世纪80年代中期，一些国家和国际团体发起成立了非血缘骨髓捐献者登记资料库。我国大陆地区的非血缘造血干细胞捐赠始于1992年，原卫生部批准建立“中国非血缘关系HSCT供者资料检索库”。1996年9月首例非血缘供者PBSCT成功实施。2001年中国红十字会重新成立了“中国造血干细胞移植捐赠者资料库”。我国台湾“慈济基金会”于1993年10月成立“台湾骨髓捐赠中心”，2002年更名为“慈济骨髓干细胞中心”；截至2018年5月，造血干细胞志愿捐赠者超过42万人，提供造血干细胞超过5001余份，其中向大陆地区提供造血干细胞2142份。随着大型捐献者资料库的建立，非血缘供者干细胞移植显著地增加。1985年只有不到10%的HSCT来自非血缘供者，2006年非血缘移植超过40%。

随着HLA高分辨技术的发展，HLA相合的非血缘供者疗效逐渐提高，对于某些疾病的疗效已经与同胞相合的移植无差异。但是，仍有相当部分的患者不能查到合适的供者，一些高危、复发的急重症患者往往没有充分的时间等待供者的查询，这些都制约了非血缘关系移植的发展。近年来，HLA单倍型相合的亲缘供者移植很好地解决了以上问题。1979年O’Reilly等首次报告采用父亲HLA单倍型相合HSCT治疗患重症联合免疫缺陷（SCID）的子女，重建免疫功能，证明了HLA单倍型相合移植的可行性。成功实施HLA单倍型相合HSCT要解决两个关键问题，首先是保证异基因造血干细胞的植入，同时避免致死性GVHD；其次是移植后达到良好的免疫功能重建。20世纪70至90年代，欧美移植中心主要采用体外去除移植物中的T淋巴细胞来减少致死性GVHD，但早期的临床结果显示，异基因造血干细胞的植入率极低，并与HLA不相合程度呈正相关。20世纪90年代初开始，意大利Ruggeri研究组开始以增加输入造血干细胞数量来促进体外去除T淋巴细胞移植的植入率，80%的患者获得了干细胞植入，且GVHD发生率显著低于未去除T淋巴细胞组，但感染和复发成为移植相关死亡（TRM）的主要原因。北京大学血液病研究所经过多年的探索成功建立了HLA单倍型移植模式，采用供受者同时诱导免疫耐受，联合使用G-CSF动员的PBSC和BM，移植后给予系列的免疫抑制进一步诱导免疫耐受，很好地解决了HLA不合移植受者对造血干细胞的排斥及GVHD问题，使得亲缘HLA不合移植的疗效与同胞HLA相合及非血缘移植相当，彻底解决了造血干细胞来源匮乏的问题（详见第五篇第八章）。国际上去T细胞、不去T细胞等多种HLA不合移植模式的发展进一步巩固了亲缘HLA不合移植的地位。中华医学会血液学分会造血干细胞移植应用学组资料显示，自2013年起，单倍型移植数量已经跃居为中国骨髓移植所有供者来源的第一位；2016年上半年HLA单倍体相合移植占中国骨髓移植登记组登记的51.7%。同时，美国2014年单倍型移植的例数已首次超过CBT，占异基因移植例数的11%。单倍体移植体系的建立使得“人人都有干细胞来源”的时代到来了，其必将在未来的造血干细胞移植体系中发挥更为重要的作用。

移植后GVHD的防治进展得益于免疫抑制药物的发展。在20世纪70年代和80年代早期，甲氨蝶呤（MTX）作为免疫抑制剂被广泛用于移植后GVHD的防治；到80年代中期，钙调磷酸酶抑制剂环孢素（CSP）在许多移植中心替代了MTX；随后CSP联合MTX开始用于临床，证明预防GVHD效果优于单独使用MTX或CSP；此后，一些新的免疫抑制剂不断用于临床，如他克莫司、吗替麦考酚酯（霉酚酸酯）、抗CD25单抗及肿瘤坏死因子（TNF）-α受体拮抗剂等，为移植后GVHD的防治提供了更多的药物选择。近年来以间充质干细胞（MSC）、调节性T细胞（Treg）为代表的过继免疫细胞输注为GVHD的治疗开启了新的篇章。如今移植后GVHD的防治更加精准化，GVHD发病机制中一系列具有潜在病理生理作用的免疫细胞或分子正被有效用于GVHD的预警预测，根据GVHD风险分层进行及时有效的干预体系正逐渐形成（详见第四篇第二章）。

移植后复发是移植失败和患者死亡的主要原因之一，包括血液形态学复发、细胞遗传学和（或）分子生物学复发。传统的复发防治手段包括减停免疫抑制剂、放化疗、供者淋巴细胞输注（DLI）、分子靶向药物使用、细胞因子及二次移植等。近年来NK细胞、CAR-T细胞、肿瘤特异性淋巴细胞等过继回输技术的迅速发展为移植后复发提供了新的治疗手段。尽管如此，目前移植后血液形态学复发，尤其是早期复发患者的预后仍很差。积极寻找早期复发的预警标志，连续动态监测移植后微小残留病灶（MRD），根据MRD进行复发危险分层及个性化干预，减少移植后血液形态学复发，同时有效地增强移植物抗白血病（GVL）效应而不增加GVHD发生发展，是目前在移植后复发防治的重点（详见第四篇第七章）。

移植后患者免疫功能低下，感染（包括细菌、真菌和病毒感染）是移植后常见的并发症及又一主要死亡原因。移植后感染的防治包括预防／经验性、抢先性及治疗性应用抗菌药物。随着对感染发病机制的深入研究、感染流行病学的进一步了解以及抗感染药物的发展，近年来移植后感染的发病率和死亡率均显著下降。值得一提的是，近年来病毒特异性T细胞技术的发展，使对传统药物耐药的病毒感染致死率显著降低，大大改善了这类患者的临床预后。

移植后并发症还包括预处理毒性、植入失败／不良、脏器损伤等，详见第四篇相关章节。