조혈모세포 이식은 백혈병, 림프종 등 혈액암 환자에서 시행하는 치료법이다. 고용량 항암 화학요법으로 암세포와 암 환자 자신의 조혈모세포를 제거한 다음 새로운 조혈모세포를 이식하는 방식으로 이뤄진다.

조혈모세포 이식에는 두 가지가 있다. 하나는 ‘동종 조혈모세포 이식’인데, 이 경우 다른 사람에게 받은 조혈모세포를 이용한다. 조직적합성항원이 일치하는 조혈모세포 공여자의 조혈모세포를 말초 혈액 또는 골수에서 채취해 암 환자의 정맥에 주입하며, 주입된 조혈모세포가 암 환자의 골수에 생착해 조혈 기능을 시작하면 이식이 끝난다. 조혈모세포 공여자의 면역 세포가 암 환자의 암세포를 죽이는 이식편대종양 효과를 볼 수 있다.

다른 하나는 암 환자 자신의 조혈모세포를 이용하는 ‘자가 조혈모세포 이식’이다. 동종 조혈모세포 이식과 달리 암 환자 자신의 조혈모세포를 쓰기 때문에 거부 반응 등 합병증이 적다. 반면, 암 환자 자신의 암세포 오염이 있을 수 있어 이식 후 암 재발의 원인이 될 수 있다.