Лекция 8
Иммуногематология.
Грппы крови и Rh антиген.
1.Иммуногематология - это отрасль знаний, изучающая иммунные структуры и функции клеток крови, кроветворных органов и белков плазмы в норме и патологии, формирует направления развития проблем переливания крови, трансплантации гемопоэтических и других тканей и органов.
Среди фундаментальных наук, составляющих основу современной теоретической медицины, у иммунология самая короткая история – около 100 лет.
За это время из частного раздела бактериологии она превратилась в крупную самостоятельную дисциплину, объясняющую, каким образом организму удается сохранять свою биологическую индивидуальность и поддерживать постоянство внутренней среды.
Почти все иммунные гематологические нарушения опосредованы антителами. Мишенями для них обычно служат поверхностные антигены клеток крови. Взаимодействие антител с клетками крови приводит к активации/инактивации или гибели этих клеток.
Поверхностные антигены клеток крови.
Клетки крови и плазма содержат огромное количество антигенов. Так эритроциты несут около 400 антигенов. Антигены системы АВО (эритроцитарные антигены А и В)находятся на внешней поверхности клеточной мембраны и поэтому легко связываются с антителами, а антигены системы Rh – в глубине мембраны.
У человека открыто несколько систем антигенов, основные из них:
1. Система АВО
2. Система Rh (резус-система)
3. Другие системы (Келл, Кидд, Даффи, MNSs, Лангерайс и Джуниор, Вел- отрицательная группа и т. д.)
Термин «группа крови» характеризует системы эритроцитарных антигенов, контролируемых определенными локусами, содержащими различное число аллельных генов, таких, например, как A, B и 0 («ноль») в системе AB0. Термин «тип крови» отражает её антигенный фенотип (антигенный профиль) — совокупность всех групповых антигенных характеристик крови, серологическое выражение всего комплекса наследуемых генов группы крови.
Две важнейшие классификации группы крови человека — это система AB0 и резус-система.
Известно также 46 классов других антигенов, из которых большинство встречается гораздо реже, чем AB0 и резус-фактор.
Предложена ученым Карлом Ландштейнером в 1900 году. Известно несколько основных групп аллельных генов этой системы: A¹, A², B и 0. Генный локус для этих аллелей находится на длинном плече хромосомы 9. Основными продуктами первых трёх генов — генов A¹, A² и B, но не гена 0 — являются специфические ферменты гликозилтрансферазы, относящиеся к классу трансфераз. Эти гликозилтрансферазы переносят специфические сахара — N-ацетил-D-галактозамин в случае A¹ и A² типов гликозилтрансфераз, и D-галактозу в случае B-типа гликозилтрансферазы. При этом все три типа гликозилтрансфераз присоединяют переносимый углеводный радикал к альфа-связующему звену коротких олигосахаридных цепочек.
Субстратами гликозилирования этими гликозилтрансферазами являются, в частности и в особенности, как раз углеводные части гликолипидов и гликопротеидов мембран эритроцитов, и в значительно меньшей степени — гликолипиды и гликопротеиды других тканей и систем организма. Именно специфическое гликозилирование гликозилтрансферазой A или B одного из поверхностных антигенов — агглютиногена — эритроцитов тем или иным сахаром (N-ацетил-D-галактозамином либо D-галактозой) и образует специфический агглютиноген A или B.
В плазме крови человека могут содержаться агглютинины α и β, в эритроцитах — агглютиногены A и B, причём из белков A и α содержится один и только один, то же самое — для белков B и β.
Таким образом, существует четыре допустимых комбинации; то, какая из них характерна для данного человека, определяет его группу крови:
· α и β: первая (0)
· A и β: вторая (A)
· α и B: третья (B)
· A и B: четвёртая (AB)
На основании наличия или отсутствия того или иного антигена выделено 4 группы крови: О(I), A(II), B(III) и АВ (IV). Группа крови не изменяется в течение всей жизни. Переливание несовместимой крови приводит к тяжелым осложнениям: гемолизу и поражению почек, иногда с летальным исходом.
Резус-фактор.
Резус крови — это антиген, который находится на поверхности эритроцитов. Он обнаружен в 1940 году Карлом Ландштейнером и А.Вейнером. Около 85 % европейцев (99 % индийцев и азиатов) имеют резус и соответственно являются резус-положительными. Остальные же 15 % (7 % у африканцев), у которых его нет, — резус-отрицательный. Резус крови играет важную роль в формировании так называемой гемолитической желтухи новорожденных, вызываемой вследствие резус-конфликта иммунизованной матери и эритроцитов плода.
Известно, что резус крови — это сложная система, включающая более 40 антигенов, обозначаемых цифрами, буквами и символами. Чаще всего встречаются резус-антигены типа D (85 %), С (70 %), Е (30 %), е (80 %) — они же и обладают наиболее выраженной антигенностью. Система резус не имеет в норме одноименных агглютининов, но они могут появиться, если человеку с резус-отрицательной кровью перелить резус-положительную кровь.
Другие системы.
На данный момент изучены и охарактеризованы десятки групповых антигенных систем крови, таких, как системы Даффи, Келл, Кидд, Льюис и др. Количество изученных и охарактеризованных групповых систем крови постоянно растёт.
Система антигенов Kell
Групповая система Келл (Kell) состоит из 2 антигенов, образующих 3 группы крови (К—К, К—k, k—k). Антигены системы Келл по активности стоят на втором месте после системы резус. Они могут вызвать сенсибилизацию при беременности, переливании крови; служат причиной гемолитической болезни новорождённых и гемотрансфузионных осложнений.
Групповая система Кидд (Kidd) включает 2 антигена, образующих 3 группы крови: lk (a+b-), lk (A+b+) и lk (a-b+). Антигены системы Кидд также обладают изоиммунными свойствами и могут привести к гемолитической болезни новорожденных и гемотрансфузионным осложнениям. Также это зависит от гемоглобина в крови.
Групповая система Даффи (Duffy) включает 2 антигена, образующих 3 группы крови Fy (a+b-), Fy (a+b+) и Fy (a-b+). Антигены системы Даффи в редких случаях могут вызвать сенсибилизацию и гемотрансфузионные осложнения.
Групповая система MNSs является сложной системой; она состоит из 9 групп крови. Антигены этой системы активны, могут вызвать образование изоиммунных антител, то есть привести к несовместимости при переливании крови. Известны случаи гемолитической болезни новорождённых, вызванные антителами, образованными к антигенам этой системы.
Лангерайс и Джуниор.
В феврале 2012 года, ученые из Вермонтского университета (США) в сотрудничестве с японскими коллегами из Центра крови Красного Креста (Red Cross Blood Center) и французскими учеными из Национального института переливания крови (French National Institute for Blood Transfusion), открыли две новые «дополнительные» группы крови, включающие два белка на поверхности эритроцитов — ABCB6 и ABCG2. Эти белки относят к транспортным белкам (участвуют в переносе метаболитов, ионов внутри клетки и из нее).
Вел-отрицательная группа.
Впервые была обнаружена в начале 1950-х годов, когда у страдающей раком толстого кишечника пациентки после повторного переливания крови началась тяжелая реакция отторжения донорского материала. В статье, опубликованной в медицинском журнале Revue D'Hématologie, пациентку называли миссис Вел. В дальнейшем было установлено, что после первого переливания крови у пациентки выработались антитела против неизвестной молекулы. Вызвавшее реакцию вещество никак не удавалось определить, а новую группу крови в честь этого случая назвали Вел-отрицательной. Согласно сегодняшней статистике такая группа встречается у одного человека из 2500. В 2013 году ученым из Университета Вермонта удалось идентифицировать вещество, им оказался белок, получивший название SMIM1. Открытие белка SMIM1 довело количество изученных групп крови до 33.
Резус принадлежность определяют в зависимости от наличия или отсутствия на поверхности эритроцитов антигена D известного, как антиген Rh или резус-фактор. Фактор Rh содержится в эритроцитах у 85% людей. Наличие резус-фактора не зависит от группы крови по системе АВ0. При определении Rh эритроциты пациента смешивают с анти Rh сывороткой. Если при этом происходит агглютинация, то кровь считается резус положительной, если агглютинации нет, значит, на эритроцитах пациента отсутствует резус фактор и кровь является резус отрицательной. Определение резус фактора и группы крови применяется при переливании крови и ее компонентов, а также при планировании и ведении беременности.
Определение трансфузионной совместимости;
Гемолитическая болезнь новорожденных (выявление несовместимости крови матери и плода по системе АВ0);
Предоперационная подготовка;
Беременность (подготовка и наблюдение в динамике беременных с отрицательным резус-фактором)
Анализы в лаборатории:
Материал для исследования: 1 мл крови с ЭДТА в одноразовой пластиковой пробирке с завинчивающейся коышкой (пробирка с сиреневой крышкой). Не замораживать!
Основной поверхностный эритроцитарный антиген системы резус, по которому оценивают резус-принадлежность человека.
Антиген Rh - один из эритроцитарных антигенов системы резус, располагается на поверхности эритроцитов. В системе резус различают 5 основных антигенов. Основным (наиболее иммуногенным) является антиген Rh (D), который обычно подразумевают под названием резус-фактор. Эритроциты примерно 85% людей несут этот белок, поэтому их относят к резус-положительным (позитивным). У 15 % людей его нет, они резус-отрицательны (негативны). Наличие резус-фактора не зависит от групповой принадлежности по системе АВ0, не изменяется в течение жизни, не зависит от внешних причин. Он появляется на ранних стадиях внутриутробного развития, и у новорожденного уже обнаруживается в существенном количестве. Определение резус принадлежности крови применяется в общей клинической практике при переливании крови и ее компонентов, а также в гинекологии и акушерстве при планировании и ведении беременности.
Несовместимость крови по резус-фактору (резус-конфликт) при переливании крови наблюдается, если эритроциты донора несут Rh -агглютиноген, а реципиент является резус-отрицательным. В этом случае у резус-отрицательного реципиента начинают вырабатываться антитела, направленные против резус-антигена, приводящие к разрушению эритроцитов. Переливать эритроциты, плазму и особенно цельную кровь от донора к реципиенту нужно строго соблюдая совместимость не только по группе крови, но и по резус-фактору.
Определение группы крови, резус-фактора, а также наличия антиэритроцитарных аллоиммунных антител должно проводиться при планировании или во время беременности для выявления вероятности иммунологического конфликта матери и ребенка, который может приводить к гемолитической болезни новорожденных. Возникновение резус-конфликта и развитие гемолитической болезни новорожденных возможно в том случае, если беременная резус-отрицательна, а плод- резус-положителен. В случае, если у матери Rh +, а плод - резус - отрицателен, опасности гемолитической болезни для плода нет.
Показания к назначению анализа на резус и на группу крови:
Определение трансфузионной совместимости;
Гемолитическая болезнь новорожденных (выявление несовместимости крови матери и плода по резус-фактору);
Предоперационная подготовка;
Беременность (профилактика резус-конфликта).
Интерпретация результатов:
Результат выдается в форме:
Rh + положительная
Rh - отрицательная
Группы крови - это генетически наследуемые признаки, не изменяющиеся в течение жизни при естественных условиях. Группа крови представляет собой определенное сочетание поверхностных антигенов эритроцитов (агглютиногенов) системы АВО. Определение групповой принадлежности широко используется в клинической практике при переливании крови и ее компонентов, в гинекологии и акушерстве при планировании и ведении беременности. Система групп крови AB0 является основной системой, определяющей совместимость и несовместимость переливаемой крови, т.к. составляющие ее антигены наиболее иммуногенны. Особенностью системы АВ0 является то, что в плазме у неиммунных людей имеются естественные антитела к отсутствующему на эритроцитах антигену. Систему группы крови АВ0 составляют два групповых эритроцитарных агглютиногена (А и В) и два соответствующих антитела - агглютинины плазмы альфа (анти-А) и бета (анти-В). Различные сочетания антигенов и антител образуют 4 формы групп крови:
Группа 0(I) - на эритроцитах отсутствуют групповые агглютиногены, в плазме присутствуют агглютинины альфа и бета.
Группа А(II) - эритроциты содержат только агглютиноген А, в плазме присутствует агглютинин бета;
Группа В(III) - эритроциты содержат только агглютиноген В, в плазме содержится агглютинин альфа;
Группа АВ(IV) - на эритроцитах присутствуют антигены А и В, плазма агглютининов не содержит.
Анализ на группу крови проводят путем идентификации специфических антигенов и антител (двойной метод, или перекрестная реакция).
Несовместимость крови наблюдается, если эритроциты одной крови несут агглютиногены (А или В), а в плазме другой крови содержатся соответствующие агглютинины (альфа- или бета), - при этом происходит реакция агглютинации.
Переливать эритроциты, плазму и особенно цельную кровь от донора к реципиенту нужно строго соблюдая групповую совместимость. Чтобы избежать несовместимости крови донора и реципиента, необходимо лабораторными методами точно определить их группы крови. Лучше всего переливать кровь, эритроциты и плазму той же группы, которая определена у реципиента. В экстренных случаях эритроциты группы 0 (но не цельную кровь!) можно переливать реципиентам с другими группами крови; эритроциты группы А можно переливать реципиентам с группой крови А и АВ, а эритроциты от донора группы В - реципиентам группы В и АВ.
Наследование групп крови ABО
| Таблица наследования групп крови AB0 | ||||||
| Группа крови отца → | ||||||
| Группа крови матери ↓ | I(00) | II(A0) | II(AA) | III(B0) | III(BB) | IV(AB) |
| I(00) | I(00) — 100 % | I(00) — 50 % II(A0) — 50 % | II(A0) — 100 % | I(00) — 50 % III(B0) — 50 % | III(B0) — 100 % | II(A0) — 50 % III(B0) — 50 % |
| II(A0) | I(00) — 50 % II(A0) — 50 % | I(00) — 25 % II(A0) — 50 % II(AA) — 25 % | II(AA) — 50 % II(A0) — 50 % | I(00) — 25 % II(A0) — 25 % III(B0) — 25 % IV(AB) — 25 % | IV(AB) — 50 % III(B0) — 50 % | II(AA) — 25 % II(A0) — 25 % III(B0) — 25 % IV(AB) — 25 % |
| II(AA) | II(A0) — 100 % | II(AA) — 50 % II(A0) — 50 % | II(AA) — 100 % | IV(AB) — 50 % II(A0) — 50 % | IV(AB) — 100 % | II(AA) — 50 % IV(AB) — 50 % |
| III(B0) | I(00) — 50 % III(B0) — 50 % | I(00) — 25 % II(A0) — 25 % III(B0) — 25 % IV(AB) — 25 % | IV(AB) — 50 % II(A0) — 50 % | I(00) — 25 % III(B0) — 50 % III(BB) — 25 % | III(BB) — 50 % III(B0) — 50 % | II(A0) — 25 % III(B0) — 25 % III(BB) — 25 % IV(AB) — 25 % |
| III(BB) | III(B0) — 100 % | IV(AB) — 50 % III(B0) — 50 % | IV(AB) — 100 % | III(BB) — 50 % III(B0) — 50 % | III(BB) — 100 % | IV(AB) — 50 % III(BB) — 50 % |
| IV(AB) | II(A0) — 50 % III(B0) — 50 % | II(AA) — 25 % II(A0) — 25 % III(B0) — 25 % IV(AB) — 25 % | II(AA) — 50 % IV(AB) — 50 % | II(A0) — 25 % III(B0) — 25 % III(BB) — 25 % IV(AB) — 25 % | IV(AB) — 50 % III(BB) — 50 % | II(AA) — 25 % III(BB) — 25 % IV(AB) — 50 % |
Фенотип А (II) может быть у человека, унаследовавшего от родителей или два гена А (АА), или гены А и 0 (А0). Соответственно фенотип В (III) — при наследовании или двух генов В (ВВ), или В и 0 (В0). Фенотип 0 (I) проявляется при наследовании двух генов 0. Таким образом, если оба родителя имеют II группу крови (генотипы A0 и А0), кто-то из их детей может иметь первую группу (генотип 00). Если у одного из родителей группа крови A (II) с возможным генотипом АА и А0, а у другого B (III) с возможным генотипом BB или В0 — дети могут иметь группы крови 0 (I), А (II), B (III) или АВ (IV).
У родителя с группой крови I(0) не может быть ребёнка с группой крови IV(AB), вне зависимости от группы крови второго родителя.
У родителя с группой крови IV(AB) не может быть ребёнка с группой крови I(0), вне зависимости от группы крови второго родителя. Исключения возможны в крайне редких случаях, при подавлении А и В генов h-геном (вероятно подавление другими генами) так называемый Бомбейский феномен.
Наиболее непредсказуемо наследование ребенком группы крови при союзе родителей со II и III группами. Их дети могут иметь любую из четырёх групп крови.[37]
Приведённые в таблице вероятностные проценты наследования группы крови берутся из элементарного комбинаторного расчета.
Резус-фактор наследуется по рецессивно-доминантному типу наследования. Положительный резус - доминантный признак, отрицательный - рецессивный. Фенотип Rh+ проявляется как при гомозиготном, так и при гетерозиготном генотипе (++ или +-), фенотип Rh- проявляется только при гомозиготном генотипе (только --).
У пары Rh- и Rh- могут быть дети только Rh-. У пары Rh+ и Rh-, а также у пары Rh+ и Rh+ могут быть дети как Rh+, так и Rh-, либо только Rh+, в зависимости от генотипа родителей Rh+.