Антигены эритроцитов (ABO, Rh, Kell), принципы определения, клиническая значимость. Лабораторные методы контроля в трансфузиологии

Широко распространены в природе гетерофиль­ные антигены, отличающиеся от антигенов человека. Они встречаются в клетках некоторых животных, например в эритроцитах барана, обезьяны макаки-резус. В крови других животных, например у кролика их нет. К гетеро­фильным («чужим») антигенам относятся некоторые ле­карственные вещества (сульфаниламиды, антибиотики) и вирусы, которые, фиксируясь на поверхности эритроцита, вызывают выработку антител.

Антигены, имеющиеся только у человека, называются видовыми или неспецифическими . Они есть у всех без исключения людей, т. е. присущи человечеству как виду.

Специфические антигены встречаются лишь у ограниченного числа людей. К ним относятся групповые антигены.

В 1900 г. Ландштейнер установил, что при смешении эритроцитов одного человека с сывороткой другого часто происходит агглютинация эритроцитов. Производя перек­рестные реакции между эритроцитами и сывороткой раз­личных людей, он обнаружил, что одни эритроциты агглютинируются некоторыми сыворотками, а другие нет. Это наблюдение привело к открытию специфических антигенов эритроцитов, обозначенных им буквами латин­ского алфавита А и В. В зависимости от наличия или отсутствия этих антигенов на эритроцитах кровь всех людей делится на четыре группы.

Антигены эритроцитов носят название агглютино­генов , так как они способны агглютинироваться (скле­иваться) с антителами - агглютининами , находящими­ся в сыворотке.

Антигены А и В по химическому составу являются мукополисахаридами. Они содержатся не только в эритро­цитах, но и почти во всех тканях и секретах организма.

Агглютиноген А обладает большой антигенной силой: с антителами анти-А он дает резко выраженную реакцию агглютинации. Он неоднороден по своему составу. Разно­видности антигена А-А 2 , Аз, А 4 - имеют более слабые антигенные свойства.

Агглютиноген В менее сложен, чем агглютиноген А, и способность к агглютинации сыворотками анти-В у него менее выражена.

При дальнейших исследованиях были открыты и дру­гие специфические антигены-М, N, Fу и др., антигенная активность которых невелика.

В 1940 г. Ландштейнером и Винером был открыт еще один антиген эритроцитов, который был назван резус-антигеном и обозначен Rh. Он получил свое наименование от названия обезьян macacus Rhesus. Эритроцитами этих обезьян иммунизировали кроликов, после чего сыворотка крови этих кроликов приобретала способность агглютини­ровать эритроциты макак. Далее оказалось, что эта сыворотка вызывает склеивание не только эритроцитов обезьян, но и большинства людей. Таким образом, был выявлен новый антиген. Резус-антиген содержится в крови 85% людей. Присутствие его в крови обозначают как Rh+ (резус-положительная кровь). Кровь 15% людей этого антигена не содержит. Такая кровь обозначается как Rh- (резус-отрицательная).

Резус-антиген не однороден. Наиболее часто встреча­ется D-антиген, реже С, Е и другие антигены системы резус.

Антигенные свойства крови передаются по наследству.

§ 2. Антиэритроцитарные антитела

Антигены эритроцитов человека открыты с помощью их антагонистов - соответствующих антител. Антитела - это сывороточные белки глобулиновой природы, которые обладают способностью образовывать комплексы с соот­ветствующими антигенами.

Общие свойства антител.

1. Специфичность действия. Антитела фиксируются только на соответствующих анти­генах. Они могут быть гетеро -, изо- и аутоантителами. Гетероантитела активны по отношению к эритроцитам животных разных видов. Изоантитела (групповые) дей­ствуют на эритроциты некоторых людей, содержащих специфические групповые антигены А и В. Аутоантитела активны по отношению к собственным антигенам че­ловека.

2. Температурный оптимум. Определенные антитела проявляют свое действие наилучшим образом при различ­ных температурах. Одни из них действуют при низкой температуре (ниже 15° С) - холодовые антитела, другие - при температуре тела - тепловые антитела.

3. Оптимум рН среды. Для действия антител необходи­ма определенная реакция среды.

4. Титр антител. Титр - это наибольшее разведение сыворотки, содержащей антитела, при котором еще прояв­ляется их действие.

5. Характер появления. Одна часть антител содержится в плазме человека вне зависимости от контакта с соответствующим антигеном (естественные антитела), другая - появляется в результате воздействия антигена (иммунные антитела). Аутоиммунные антитела воз­никают при таких изменениях в структуре антигенов человека, которые вызывают срыв существующей и орга­низме устойчивости к собственным антигенам.

6. Характер действия. Различают, агглютинины, гемолизины, опсонины и преципитины. Агглютинины вы­зывают склеивание эритроцитов, гемолизины способ­ствуют лизису эритроцитов, опсонины участвуют в фагоцитозе эритроцитов лейкоцитами, преципитины вызывают реакцию осаждения из раствора комплекса антиген - антитело. Иногда антитела могут нести несколь­ко функций.

7. Серологические свойства. Различают полные и не­полные антитела. Полные антитела могут путем обыч­ного контакта вызвать агглютинацию эритроцитов, содер­жащих соответствующий антиген. Эта реакция происходит в любой среде - солевой или коллоидной. К таким антите­лам относятся агглютинины анти-А и анти-В. Полный агглютинин можно представить себе как двухвалентную молекулу, оба конца (или валентности) которой способны реагировать как в солевой, так и в альбуминовой среде.

Неполные антитела в солевой среде не могут вы­звать непосредственную агглютинацию. Они вызывают ее лишь в коллоидной среде (например, в желатине или альбумине). Неполные агглютинины встречаются в сыво­ротке людей, имеющих контакт с антигенами, которых эти лица лишены. В результате этого контакта вырабаты­ваются антитела. Неполные антитела могут появляться в сыворотке и на собственных эритроцитах при аутоиммун­ных гемолитических анемиях.

Агглютинины -наиболее часто встречающаяся разно­видность антиэритроцитарных антител. В плазме челове­ка всегда содержатся естественные, полные, холодовые изоантитела к агглютиногенам А и В. Агглютинин анти-А чаще обозначается буквой греческого алфавита a, а агглютинин анти-В-буквой b. Изоантитела характеризу­ются специфичностью действия по отношению к одному из групповых антигенов. Агглютинины дают реакцию агглютинации с агглютиногеном А, агглютинины β - с агглютиногеном В. Такая реакция носит название реакции изогемагглютинации.

К антигенам М, N, Fу и др. естественных антител в крови здорового человека нет. При воздействии этих антигенов на кровь, эритроциты которой их не содержат, вырабатываются иммунные антитела.

При попадании антигена резус в кровь резус-отрицательных людей, в ней появляются резус-антитела. Это также иммунные антитела. По серологическим приз­накам различают полные и неполные резус-агглютинины. Молекулы полных агглютининов большего размера, чем молекулы неполных. Последние выявляются реакцией в коллоидной среде.

Группы крови

На основании реакции изогемагглютинации определяют групповую принадлежность крови людей. В зависимости от наличия или отсутствия агглютиногенов А и В и агглютининов a и b, от их комбинаций в крови людей все человечество разделяют на 4 группы.

В крови человека никогда не встречаются одноимен­ные агглютиногены и агглютинины.

У людей, имеющих группу крови I, эритроциты не содержат агглютиногенов, а в сыворотке имеются оба агглютинина a и b. Группа крови I обозначается как 0(1).

В эритроцитах людей с группой крови II находится агглютиноген А, а в их сыворотке - агглютинин b.

Принятое обозначение - А (П).

Эритроциты группы крови III несут агглютиноген В, в сыворотке крови этой группы содержится агглютинин a.

Принятое обозначение – В (Ш).

На поверхности эритроцитов людей с группой крови IV находятся оба агглютиногена А и В, но в их сыворотке нет агглютининов. Обозначается группа крови IV как АВ(1У).

Схематически групповую принадлежность людей по системе АВО можно представить следующим образом:

Группа крови Агглютиноген Агглютинины Обозначение

III В a В (Ш)

IV АВ 0 АВ(1У)

Распределение людей по группам крови неравномерно. Наиболее часто встречаются люди с группой 0(1)-33,5%. Несколько реже - с группой А (П) - 27,5%. Группа В (Ш) составляет 21%, а АВ(1У)-8%.

Клиническое значение

В основе реакции гемагглютинации лежит взаимодей­ствие между антигенами эритроцитов и соответствующими антителами сыворотки. Эта реакция имеет большое значе­ние в практике переливания крови.

Переливание крови как терапевтическое средство широко применяется в клинике. Однако при этом возможен целый ряд осложнений, проявляющихся в виде гемолитических реакций. Эти опасные осложнения могут привести к смерти больного вследствие массивного разрушения эритроцитов донора антителами реципиента - человека, которому переливают кровь.

Определение групп крови и резус-фактора делает переливание крови безопасным. Существуют определен­ные правила, которых необходимо придерживаться при переливании крови: эритроциты донора не должны содер­жать антигенов, соответствующих антителам реципиента, т. е. А a, В и b . При этом агглютинины донора можно не учитывать. Если титр их невысок, они разводятся плазмой крови реципиента.

Следовательно, кровь группы 0(I), не содержащую агглютиногенов, можно переливать людям с любой груп­пой крови. Лица, имеющие группу крови 0(I), считаются «универсальными донорами». Кровь группы А(II) перели­вается реципиентам группы А(II) и группы АВ(IУ), не содержащей агглютининов. По той же причине кровь группы В(III) может быть перелита лицам с группой В(III) и АВ(IУ).

Из чего следует, что людям с группой крови АВ(1У) может быть перелита кровь людей любой группы. Лица группы АВ(IУ) названы поэтому «универ­сальными реципиентами».

При переливании незначительных количество крови этой схемой можно пользоваться. Однако в современной хирургической практике, когда переливаются большие количества крови, замена трети или половины массы крови групп А(II), В(Ш) или АВ(1У) кровью группы 0(1) может привести к разрушению оставшегося количества крови реципиента антителами донорской крови. Поэтому в настоящее время рекомендуется переливать только одногруппную кровь.

Переливание крови, несовместимой по резус-фактору, также, приводит к серьезным осложнениям. При однок­ратном переливании резус-положительной крови человеку резус-отрицательному в его организме начинается выра­ботка антител. Анти-резус агглютинины образуются не сразу, поэтому реакция на переливание несовместимой по резус-фактору крови бывает замедленной. При повторных переливаниях резус-отрицательному реципиенту резус-положительной крови титр антител возрастает, что приво­дит к массивному гемолизу эритроцитов реципиента.

Серологические реакции также играют значительную роль в выявлении механизма возникновения изоиммунной гемолитической анемии новорожденных.

В случае беременности резус-отрицательной женщины, плод, унаследовавший резус-антиген от отца, вызывает в крови матери выработку иммунных агглютининов анти­резус. При повторной беременности титр антител нараста­ет. Неполные иммунные антитела способны проникать через плаценту. Они оседают на эритроцитах плода, вызывая их агглютинацию и последующий гемолиз. Это может привести к гемолитической анемии новорожденного или, в тяжелых случаях, к внутриутробной гибели плода.

Вопросы для повторения

1. Что представляют собой антигены эритроцитов?

2. Какие разновидности антигенов находятся на поверхности эритроци­тов?

3. Каковы химические и антигенные свойства агглютиногенов А и В?

4. Каким образом был открыт резус-антиген?

5. Какая кровь называется резус-положительной и какая, резус-отрицательной?

6. Что такое антитело?

7. Каковы общие свойства антител?

8. Что подразумевается под специфичностью и характером действия антител, характером их появления?

9. Каковы серологические свойства антител?

10. Каковы по характеру появления агглютинины a и b ?

11. Каковы свойства резус-антител по характеру появления и серологи­ческим признакам?

12. Что положено в основу деления крови на группы?

13. Каково клиническое значение определения групп крови?

14. Каково клиническое значение определения резус-фактора?

Антигены групп крови

1. Трансмембранные транспортеры (аг системы колтон – это аквапорин, т.е. транспортер воды; кидд – переносчик мочевины)

3. Рецепторы и молекулы клеточной адгезии

4. Ферменты (аг системы келл и др.)

5. Структурные белки (аг систем mns, гербих – гликофорины, содержащие большое количество сиаловых кислот, обеспечивающих отрицательный заряд эритроцитов)

Антигены эритроцитов:

1. гетерофильные антигены, встречающиеся у многих видов животных и бактерий;

2. неспецифические, или видовые антигены, не встречающиеся у других видов животных; но содержащиеся в эритроцитах всех людей;

3. специфические, или групповые антигены – изоантигены, содержащиеся на эритроцитах одних индивидуумов и отсутствующие у других. В трансфузиологии наибольшее значение имеют системы АВО и Rh.

Кровь каждого человека принадлежит к какой-либо одной из 4 групп системы АВ0 в зависимости от наличия на эритроцитах антигенов А и В и соответствующих им естественных антител-агглютининов анти-А и анти-В к отсутствующему антигену.

Различают: 0 (I); 0A, АА (II); 0B, ВВ (III); AB (IV)

Существует несколько видов антигенов А - А1, А2, А3, А4 и антигена В: В1, Вх, В3 и др. При этом интенсивность реакций с соответствующими анти-А или анти-В антителами прогрессивно снижается от каждого предыдущего к последующему. Так антиген А2 реагирует слабее, чем А1 и т.д. Среди лиц с группой крови А(II) частота выявления аг А1 составляет 80% наблюдений, для А2 – 15%, остальные варианты встречаются значительно реже. При этом примерно 1-8% лиц с группой крови А2(II) и 25-35% людей с группой А2В(IY) содержат в крови (избыточные) антитела А1, которые могут иметь естественное или иммунное происхождение. Иммунные антитела к антигенам эритроцитов могут образовываться при гемотрансфузиях. Это создает трудности при идентификации групп крови, выявляется в пробе на индивидуальную совместимость и требует подтверждения специальными моноклональными реагентами.

Людям, имеющим антитела против антигенов А и В нельзя переливать кровь лиц с соответствующими антигенами. Так, реципиентам с I группой крови нельзя переливать кровь людей других групп, кроме O (I). Групповые антигены отличаются высокой стабильностью. Они обнаруживаются в египетских мумиях, изготовленных до нашей эры.

Не менее важна в трансфузиологии система антигенов резус-фактора. Система резус Rh антиген был открыт Ландштейнером и Винером в 1940г. Главное отличие системы резус от системы АВО заключается в том, что кровь человека содержит только агглютиногены при полном отсутствии антител, подобных альфа- и бета-агглютининам системы АВО. Различают 5 основных аг этой системы: D(RhO), C(rh’), c(hr’), E(rh), e(hr). Эти антигены, находясь на эритроцитах в различных сочетаниях образуют 27 групп системы резус.

Антиген Rho(D) - основной в системе резус, он содержится в эритроцитах 85% людей, у остальных 15% он отсутствует. Это характерно для европейцев. У монголоидной расы он содержится у 95%. В норме Rh-антител в сыворотке нет, они возникают во время беременности или в результате переливания крови резус-положительной крови резус-отрицательному пациенту. Последствиями сенсибилизации по резус-фактору у беременной женщины является рождение детей с гемолитической болезнью или внутриутробная гибель плода. Если же пациенту, в крови которого содержатся такие антитела, переливается резус-положительная кровь возникает резус-конфликт с гемолизом переливаемых эритроцитов. Поэтому Rh (отр) пациентам можно переливать только Rh (отр) кровь. Кроме того, D-антиген имеет слабые варианты, которые объединяются в группу D(week) или D(u). Частота этих вариантов не превышает 1%. Доноры, имеющие эти антигены, должны рассматриваться как резус-положительные, поскольку переливание их крови резус-отрицательным пациентам может вести к сенсибилизации, а у сенсибилизированных вызывать тяжелые трансфузионные реакции. Но, реципиенты, у которых имеется антиген D(u) должны рассматриваться, как резус-отрицательные, и им можно переливать только резус-отрицательную кровь, т.к. нормальный D антиген может приводить к сенсибилизации пациента с развитием конфликта как у резус-отрицательных лиц.

Эритроцитарные антигены резус-системы Келл, Кидд, Даффи и др. сравнительно редко ведут к сенсибилизации и приобретают практическую значимость при многократных гемотрансфузиях и повторных беременностях

Между организмом Rh-отрицательной матери, не содержащей Д антигены и резус-положительного плода, содержащего этот антиген, приводящие к гемолитической болезни плода.

Если у Rh (отр.) женщины плод наследовал Rh (+) отца, его антигены могут поступать через плаценту в организм матери, где индуцируют синтез Rh-антител, которые проникают через плаценту плода и вызывают разрушение его эритроцитов - гемолитическая анемия плода.

При беременности Rh-антигены проникают в организм матери лишь в небольшом количестве и высоких титров специф. антител не образуют, поэтому при первой беременности у Rh(отр) матери конфликта не бывает. Исключение: инфекция, повышение проницаемости плаценты.

Т.к. Rh-антигены проникают в организм матери в основном при родах, то каждой последующей беременности количество антител нарастает - резус-конфликт.

Для предотвращения резус конфликта Rh(отр) женщинам перед родами вводят сыворотку, блокирующую Rh-антигены и отменяющих продукцию анти-резусных антител.

Rh- конфликт может возникнуть и при переливании крови, если Rh(отр) пациенту перелить Rh(+) кровь - синтез а/рез. антител и при повторных переливаниях - резус-конфликт.

Антигены эритроцитов (ABO, Rh, Kell), принципы определения, клиническая значимость. Лабораторные методы контроля в трансфузиологии

Группы крови определяются различным сочетанием антигенов эритроцитов (агглютиногенов) и антигенов плазмы (агглютининов). Но понятие «группа крови» подразумевает все генетически наследуемые факторы, выявляемые в крови человека: сывороточные и клеточные факторы (эритроцитарные, лейкоцитарные, тромбоцитарные). Известно около 250 групповых антигенов, которые объединяются в системы. Для эритроцитов известно более 15 систем. Наиболее распространенная система – система АВО. Другие антигенные системы эритроцитов: *система Lewis, *система Kell, *система Duffy, групповая система MNS, система крови Резус, система Кидд.

Система групп крови АВО

Открыта в 1901г. Карлом Ландштейнером.

Аллели группы крови наследуются кодоминантно. Полиморфизм групп крови в системе определяется распространенностью и числом аллелей генов в популяции. Наиболее часто встречаются I и II группы.

Выделяют 4 группы крови в зависимости от сочетания агглютиногенов эритроцитов (А, В) и агглютининов плазмы (α, β). Уникальность системы АВО состоит в том, что в плазме у неиммунных людей имеются естественные антитела к отсутствующему на эритроцитах антигену: у лиц группы О (1) - антитела к А и В; у лиц группы А (П) - анти-В-антитела: у лиц группы В (ПI) – анти-А-антитела; у лиц группы АВ (IV) нет антител к антигенам системы АВО. Особенность анти-А-антител и анти-В-антител - способность к резкой активации комп­лемента, что обусловливает их клиническую значимость. При переливании АВО-несовместимой крови специфические антитела активируют комплемент, что ведет к внутрисосудистому лизису эритроцитов, развитию диссеминиро­ванного внутрисосудистого свертывания (ДВС) крови и острой почечной не­достаточности у реципиента.

Определение группы крови необходимо для совместимого переливания крови. Эритроциты донора не должны содеожать антигена, соответствующего антителам реципиента, т.е. А и α , В и β , так как иначе произойдёт массивный гемолиз введённых эритроцитов антителами реципиента.

Существуют разновидности (слабые варианты) антигена А (в большей степени) и реже антигена В. Что касается антигена А, имеются варианты: "сильный" А1 (более 80%), слабый А2 (менее 20%), и еще более слабые (А3, А4, Ах - редко). Это теоретическое понятие имеет значение для переливания крови и может вызвать несчастные случаи при отнесении донора А2 (II) к группе 0 (I) или донора А2В (IV) - к группе В (III), поскольку слабая форма антигена А иногда обуславливает ошибки при определении группы крови системы АВO. Правильное определение слабых вариантов антигена А может требовать повторных исследований со специфическими реагентами. Снижение или полное отсутствие естественных агглютининов альфа и бета иногда отмечается при иммунодефицитных состояниях: 1) новообразования и болезни крови - болезнь Ходжкина, множественная миелома, хроническая лимфатическая лейкемия; 2) врожденные гипо- и агаммаглобулинемия; 3) у детей раннего возраста и у пожилых; 4) иммуносупрессивная терапия; 5) тяжелые инфекции. Трудности при определении группы крови вследствие подавления реакции гемагглютинации возникают также после введения плазмозаменителей, переливания крови, трансплатации, септицемии и пр.

Определение групп крови по с-ме АВО:

1. При помощи стандартных изогемагглютинирующих сывороток. Устанавливают наличие или отсутствие агглютиногенов, делают заключение о групповой принадлежности крови.

2. Определение группы крови перекрёстным способом, т.е одновременно при помощи стандартных гемагглютинирующих сывороток и стандартных эритроцитов. Определяют наличие или отсутствие агглютиногенов и групповых агглютининов.

3. Определение группы крови с помощью моноклональных антител (ЦОЛОКЛОНов).

Система групп крови Lewis

Антигены этой системы не синтезируются эритроидными клетками-предшественниками, а адсорбируются эритроцитами из плазмы. Антигены экспрессируются во многих тканях организма, в частности, на эпителии дыхательных, мочевыводящих путей, ЖКТ.

Антигены системы кодируются генами на 19 хромасоме.

Существует 3 главных фенотипа системы Lewis: 1. Le a + b - 2. Le a - b + 3. Le a - b -

Антигены системы Le участвуют в воспалительном ответе. Они связывают нейтрофилы и моноциты с эндотелием сосудов и помогают им мигрировать через эндотелий во внесосудистые очаги воспаления. Лица с Le a - b - имеют дефект противоинфекционной резистентности.

Система групп крови Duffy

Гликопротеин Duffy – рецептор ростовых факторов, связывает цитокины, по структуре принадлежит к суперсемейству рецепторов, ассоциированных с G-белками. Функция до конца не изучена.

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 новорожденных и гемотрансфузионных осложнений. Наиболее иммуногенен KEL7.

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.

Групповая система MNS является сложной системой; она состоит из 9 групп крови. Антигены этой системы активны, могут вызвать образование изоиммунных антител, т. е. привести к несовместимости при переливании крови; известны случаи гемолитической болезни новорожденных, вызванные антителами, образованными к антигенам этой системы.

Система крови Резус

Открыта в результате иммунизации кроликов кровью макак Резус.

Полиморфная система, подразделяется на 5 основных групп: D, C, c, E, e. Основная подгруппа – D, встречается у 80% европейцев и у 100% лиц монголоидной расы.

Антиген Rh экспрессируется на мембране эритроцита в присутствие вспомогательного гликопротеина Rh50. Аминокислотная последовательность этого белка имеет 40%-гомологию с белком Rh. Все белки Rh образуют структуру, 12 раз пронизывающую мембрану.

Обнаружена связь между Rh матери и гемолитической болезнью новорожденных (у Rh - -матери образуются антитела к эритроцитам Rh + -плода).

Rh + -людей – 85%, Rh - -людей –15%.

Определение с помощью двух серий стандартных сывороток антирезус.

Антигенная система лейкоцитов и тромбоцитов

Лейкоциты имеют более 90 антигенов. Основные антигены лейкоцитов – антигены МНС первого типа (подгруппы А, В, С) и второго типа (подгруппы DR, DQ, DP).

Основные антигены тромбоцитов – 5 антигенов типа HPA (1, 2, 3, 4, 5). При участии антител к HPA развивается тромбоцитопеническая пурпура новорожденных, посттрансфузионная пурпура и развивается рефрактерность к траксфузиям тромбоцитов.