Система групп крови ABO

Классификация групп крови

Группа крови ABO Антигены присутствуют в эритроцитах и IgM антитела, присутствующие в сыворотке

Система групп крови ABOиспользуется для обозначения наличия одного, обоих, или ни один из антигенов A и B на эритроцитах. При переливании крови человека это самая важная из 38 различных систем классификации (или групп) крови, признанных в настоящее время. Несоответствие (очень редко в современной медицине) этого или любого другого серотипа может вызвать потенциально смертельную побочную реакцию после переливания крови или нежелательный иммунный ответ на пересадку органа. Связанные анти-A и анти-B антитела обычно представляют собой антитела IgM, вырабатываемые в первые годы жизни путем сенсибилизации к веществам окружающей среды, таким как пища, бактерии и вирусы.

Группы крови ABO были обнаружены Карлом Ландштейнером в 1901 году; за это открытие он получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 1930 году. Группы крови ABO также присутствуют у других приматов, таких как обезьяны и обезьяны Старого Света.

Содержание

• 1 История
• 2 Генетика
  • 2.1 Подгруппы
  • 2.2 Распространение и эволюционная история
  • 2.3 Теории происхождения
• 3 Клиническая значимость
  • 3.1 Кровотечение и тромбоз (фактор фон Виллебранда)
  • 3.2 Риск заболеваний
  • 3.3 Гемолитическая болезнь ABO новорожденных
  • 3.4 Клинические применения
  • 3.5 Клинический маркер
• 4 Изменение антигенов ABO для переливания
• 5 Псевдонаука
• 6 См. Также
• 7 Ссылки
• 8 Дополнительная литература
• 9 Внешние ссылки

История

Группа крови ABO была впервые обнаружена австрийским врачом Карлом Ландштейнером, работающим в Патолого-анатомическом институте Венского университета (ныне Венский медицинский университет ). В 1900 году он обнаружил, что красные кровяные тельца слипаются (агглютинируют ) при смешивании в пробирках с сыворотками разных людей, и что некоторая человеческая кровь также агглютинируется с кровью животных. Он написал сноску из двух предложений:

Сыворотка здоровых людей не только агглютинирует эритроциты животных, но также часто и человеческие эритроциты других людей. Еще неизвестно, связана ли эта внешность с врожденными различиями между людьми или это результат некоторого повреждения бактериального типа.

Это было первое доказательство того, что у людей существуют вариации крови - считалось, что все люди имеют одинаковые кровь. В следующем году, в 1901 году, он сделал однозначное наблюдение, что сыворотка крови человека агглютинируется только с сыворотками определенных людей. На основании этого он классифицировал человеческую кровь на три группы, а именно группу A, группу B и группу C. Он определил, что кровь группы A агглютинирует с группой B, но никогда со своим собственным типом. Точно так же кровь группы B агглютинируется с группой A. Кровь группы C отличается тем, что она агглютинирует как с A, так и с B. Это было открытие групп крови, за которое Ландштейнер был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине в 1930 году. , он назвал специфические взаимодействия групп крови изоагглютинацией, а также ввел понятие агглютининов (антител), которые являются фактической основой реакции антиген-антитело в системе ABO. Он утверждал:

[Можно] сказать, что существует по крайней мере два различных типа агглютининов: один в A, другой в B и оба вместе в C. Красные кровяные тельца инертны по отношению к агглютининам, которые присутствуют. в той же сыворотке.

Таким образом, он обнаружил два антигена (агглютиногены A и B) и два антитела (агглютинины - анти-A и анти-B). Его третья группа (C) указала на отсутствие антигенов A и B, но содержит анти-A и анти-B. В следующем году его ученики Адриано Стурли и Альфред фон Декастелло открыли четвертый тип (но не назвали его, а просто назвали «не конкретным типом»).

Украина отпечаток морской униформы, показывающий кровь владельца введите "B (III) Rh +".

В 1910 году Людвик Хирсфельд и Эмиль Фрейхерр фон Дунгерн ввели термин O (ноль) для группы Landsteiner, обозначенной как C, и AB для типа, открытого Стурли и фон Декастелло. Они также были первыми, кто объяснил генетическую наследственность групп крови.

Ян Янский, который изобрел систему типов I, II, III, IV.

Чешский серолог Ян Янский независимо ввел группу крови классификация 1907 г. в местном журнале. Он использовал римские числа I, II, III и IV (соответствующие современным O, A, B и AB). Без ведома Янски, американский врач Уильям Л. Мосс разработал несколько иную классификацию, используя те же числа; его I, II, III и IV соответствуют современным AB, A, B и O. Эти две системы создавали путаницу и потенциальную опасность в медицинской практике. Система Мосса была принята в Великобритании, Франции и США, в то время как система Янски была предпочтительнее в большинстве европейских стран и некоторых частях США. Чтобы разрешить этот хаос, Американская ассоциация иммунологов, Общество американских бактериологов и Ассоциация патологов и бактериологов в 1921 году сделали совместную рекомендацию о принятии классификации Янского на основе приоритет. Но особенно там, где использовалась система Мосса, этого не следовало. В 1927 году Ландштейнер, который переехал в Институт медицинских исследований Рокфеллера в Нью-Йорке и в качестве члена комитета Национального исследовательского совета, занимавшегося группировкой крови, предложил заменить Системы Янского и Мосса с буквами O, A, B и AB. (Была еще одна путаница с использованием цифры 0 для немецкого нуля, введенной Хирсфельдом и фон Дунгерном, потому что другие использовали букву O для ohne, что означает без или ноль; Ландштайнер выбрал последнее.) Эта классификация была принята Национальным исследованием Совета и стали по-разному известными как классификация Национального исследовательского совета, Международная классификация и наиболее популярная «новая» классификация Ландштейнера. Постепенно новая система была принята, и к началу 1950-х ей повсеместно следовали.

Первое практическое использование группы крови при переливании было сделано американским врачом Рубеном Оттенбергом в 1907 году. широкомасштабное применение началось во время Первой мировой войны (1914-1915), когда лимонная кислота была разработана как предотвращение образования тромбов. Феликс Бернштейн продемонстрировал правильную группу крови паттерн наследования множественных аллелей в одном локусе в 1924 году. Уоткинс и Морган в Англии обнаружили, что эпитопы ABO были переданы сахарами, а именно N-ацетилгалактозамин для A -типа и галактозы для B-типа. После большого количества опубликованной литературы, в которой утверждается, что все вещества ABH связаны с гликосфинголипидами, Finne et al. (1978) обнаружили, что гликопротеины эритроцитов человека содержат цепи полилактозамина, которые содержат присоединенные вещества ABH и представляют собой большинство антигенов. Основными гликопротеинами, несущими антигены ABH, были белки Band 3 и Band 4.5 и гликофорин. Позже группа Ямамото показала точный набор гликозилтрансфераз, который дает эпитопы A, B и O.

Диаграмма, показывающая углеводные цепи, которые определяют группу крови ABO Анализ крови студента. Три капли крови смешивают с сывороткой анти-B (слева) и анти-A (справа). Агглютинация справа указывает на группу крови А. Существует три основных варианта иммуноглобулиновых антигенов у людей, которые имеют очень похожую химическую структуру, но заметно отличаются. Красные кружки показывают различия в химической структуре антигенсвязывающего сайта (иногда называемого сайтом связывания антител) человеческого иммуноглобулина. Обратите внимание, что антиген O-типа не имеет сайта связывания.

Генетика

A и B являются кодоминантными, что дает фенотип AB .

Группы крови унаследованы от обоих родителей. Группа крови ABO контролируется одним геном (ген ABO ) с тремя типами аллелей, выведенными из классической генетики : i , I и I. Обозначение I означает изоагглютиноген, другой термин для антигена. Ген кодирует гликозилтрансферазу, то есть фермент, который изменяет углеводное содержание антигенов красных кровяных телец. Ген расположен на длинном плече девятой хромосомы (9q34).

Аллель I дает тип A, I - тип B, а i - тип O. Поскольку и I, и I доминируют над i, только у ii людей кровь группы O. Люди с II или Ii имеют кровь типа A, а люди с II или Ii имеют тип B. II люди имеют оба фенотипа, потому что A и B выражают особые отношения доминирования: кодоминирование, Это означает, что родители типа A и B могут иметь ребенка AB. Пара с типом A и типом B также может иметь ребенка типа O, если они оба гетерозиготны (Ii, Ii). Фенотип цис-AB содержит единственный фермент, который создает антигены как A, так и B. Образующиеся эритроциты обычно не экспрессируют антиген A или B на том же уровне, который можно было бы ожидать от обычных красных кровяных телец группы A 1 или B, что может помочь решить проблему очевидно генетически невозможной крови.

Наследование по группе крови
Группа крови		O	A		B		AB
	Генотип	ii (OO)	Ii (AO)	II(AA)	Ii (BO)	II(BB)	II(AB)
O	ii (OO)	O OO OO OO OO	O или A AO OO AO OO	A AO AO AO AO	O или B BO OO BO OO	B BO BO BO BO	A или B AO BO AO BO
A	Ii (AO)	O или A AO AO OO OO	O или A AA AO AO OO	A AA AA AO AO	O, A, B или AB AB AO BO OO	B или AB AB AB BO BO	A, B или AB AA AB AO BO
	II(AA)	A AO AO AO AO	A AA AO AA AO	A AA AA AA AA	A или AB AB AO AB AO	AB AB AB AB AB	A или AB AA AB AA AB
B	Ii (BO)	O или B BO BO OO OO	O, A, B или AB AB BO AO OO	A или AB AB AB AO AO	O или B BB BO BO OO	B BB BB BO BO	A, B или AB AB BB AO BO
	II(BB)	B BO BO BO BO	B или AB AB BO AB BO	AB AB AB AB AB	B BB BO BB BO	B BB BB BB BB	B или AB AB BB AB BB
AB	II(AB)	A или B AO AO BO BO	A, B или AB AA AO AB BO	A или AB AA AA AB AB	A, B или AB AB AO BB BO	B или AB AB AB BB BB	A, B, или AB AA AB AB BB

В приведенной выше таблице приведены различные группы крови, которые дети могут унаследовать от своих родителей. Генотипы потомства показаны во втором столбце мелким шрифтом: АО и АА тестируют как тип А; BO и BB тест как тип B. Четыре возможности представляют собой комбинации, полученные при взятии одного аллеля от каждого родителя; у каждого есть шанс 25%, но некоторые случаются более одного раза. Текст над ними резюмирует результаты.

Наследование группы крови только по фенотипу
Группа крови	O	A	B	AB
O	O	O или A	O или B	A или B
A	O или A	O или A	O, A, B или AB	A, B или AB
B	O или B	O, A, B или AB	O или B	A, B или AB
AB	A или B	A, B или AB	A, B или AB	A, B или AB

Исторически анализы крови ABO использовались в тестировании на отцовство, но в 1957 году только 50% ложно обвиняемых американцев могли использовать их в качестве доказательства против отцовства. Иногда группы крови детей не соответствуют ожиданиям - например, ребенок типа O может родиться от родителя AB - из-за редких ситуаций, таких как фенотип Бомбея и цис AB.

Подгруппы

Группа крови A содержит около 20 подгрупп, из которых A1 и A2 являются наиболее распространенными (более 99%). A1 составляет около 80% всей крови A-типа, а A2 составляет почти всю остальную кровь. Эти две подгруппы не всегда взаимозаменяемы в том, что касается переливания крови, поскольку некоторые люди A2 вырабатывают антитела против антигена A1. В редких случаях при типировании крови могут возникать осложнения.

С развитием секвенирования ДНК стало возможным идентифицировать гораздо большее количество аллелей в локусе ABO, каждый из которые можно классифицировать как A, B или O с точки зрения реакции на переливание, но которые можно отличить по вариациям в последовательности ДНК. Существует шесть общих аллелей у белых людей гена ABO, которые определяют группу крови:

A	B	O
A101 (A1) A201 (A2)	B101 (B1)	O01 (O1) O02 (O1v) O03 (O2)

В том же исследовании было выявлено 18 редких аллелей, которые обычно имеют более слабую активность гликозилирования. Люди со слабыми аллелями A иногда могут экспрессировать антитела против A, хотя они обычно не являются клинически значимыми, так как они не взаимодействуют стабильно с антигеном при температуре тела.

Cis AB - еще один редкий вариант, в котором A и гены B передаются вместе от одного родителя.

Распространение и история эволюции

Распределение групп крови A, B, O и AB варьируется по всему миру в зависимости от населения. Также существуют различия в распределении групп крови внутри человеческих субпопуляций.

В Великобритании распределение частот групп крови среди населения все еще демонстрирует некоторую корреляцию с распределением топонимов и с последовательными вторжениями и миграциями, включая норманнов, датчане, саксы, кельты и норманны, которые внесли морфемы в топонимы и гены в популяцию.

Два общих аллеля O, O01 и O02, имеют общие 261 нуклеотиды с аллелем группы A A01. Однако, в отличие от аллеля группы А, впоследствии удаляется основание гуанозина. Преждевременный стоп-кодон является результатом этой мутации со сдвигом рамки считывания. Этот вариант встречается во всем мире и, вероятно, предшествует миграции людей из Африки. Считается, что аллель O01 предшествует аллелю O02.

Некоторые эволюционные биологи предполагают, что существует четыре основных линии гена ABO и что мутации, создающие тип O, встречались у людей как минимум три раза. Эти линии, от самых старых к самым молодым, включают следующие аллели: A101 / A201 / O09, B101, O02 и O01. Предполагается, что продолжающееся присутствие аллелей O является результатом балансирующего отбора. Обе теории противоречат ранее принятой теории о том, что кровь типа O возникла первой.

Теории происхождения

Возможно, пищевые и экологические антигены (бактериальные, вирусные или растительные антигены) имеют эпитопы. достаточно похожи на гликопротеиновые антигены A и B. Антитела, созданные против этих экологических антигенов в первые годы жизни, могут перекрестно реагировать с ABO-несовместимыми эритроцитами, с которыми они вступают в контакт во время переливания крови в более позднем возрасте. Предполагается, что антитела против A возникают в результате иммунного ответа на вирус гриппа, эпитопы которого достаточно похожи на α-D-N-галактозамин на гликопротеине A, чтобы вызвать перекрестную реакцию. Предполагается, что антитела против B происходят из антител, продуцируемых против грамотрицательных бактерий, таких как E. coli, перекрестно реагирующая с α-D-галактозой на гликопротеин B.

Однако более вероятно, что движущей силой эволюции разнообразия аллелей является просто отрицательный частотно-зависимый отбор; клетки с редкими вариантами мембранных антигенов легче отличить иммунной системой от патогенов, несущих антигены от других хозяев. Таким образом, люди, обладающие редкими типами, лучше подготовлены к обнаружению патогенов. Таким образом, высокое внутрипопуляционное разнообразие, наблюдаемое в человеческих популяциях, может быть следствием естественного отбора отдельных людей.

Клиническая значимость

Углеводные молекулы на поверхности эритроцитов играют роль в клеточная мембрана целостность, клеточная адгезия, транспортировка молекул через мембрану и действие в качестве рецепторов внеклеточных лигандов и ферментов. Обнаружено, что антигены ABO играют аналогичную роль в эпителиальных клетках, а также в красных кровяных тельцах.

Кровотечение и тромбоз (фактор фон Виллебранда)

Антиген ABO также экспрессируется на фактор фон Виллебранда (vWF) гликопротеин, который участвует в гемостазе (контроле кровотечения). Фактически, наличие крови типа O предрасполагает к кровотечению, так как 30% общей генетической изменчивости, наблюдаемой в плазме vWF, объясняется влиянием группы крови ABO, а у людей с кровью группы O обычно значительно ниже уровни vWF в плазме (и Фактор VIII ), чем у лиц, не относящихся к категории О. Кроме того, vWF разлагается быстрее из-за более высокой распространенности группы крови O с вариантом vWF Cys1584 (аминокислотный полиморфизм в VWF): ген ADAMTS13 (vWF -отщепление протеаза ) отображается на полосу q34.2 хромосомы 9 человека, тот же локус , что и группа крови ABO. Более высокие уровни vWF чаще встречаются у людей, впервые перенесших ишемический инсульт (из-за свертывания крови). Результаты этого исследования показали, что на возникновение не повлиял полиморфизм ADAMTS13, и единственным значимым генетическим фактором была группа крови человека.

Риск заболеваний

По сравнению с лицами из группы O, лица, не входящие в группу O (A, AB и B), имеют на 14% снижение риска плоскоклеточного рака и Снижение риска базальноклеточной карциномы на 4%. Напротив, кровь типа O связана со сниженным риском рака поджелудочной железы. Антиген B связан с повышенным риском рака яичников. Сообщается, что рак желудка чаще встречается в группе крови A и меньше всего в группе O.

Согласно Глассу , Holmgren и др., Люди в группе крови O имеют повышенный риск заражения холерой, а у инфицированных лиц группы O более тяжелые инфекции. Механизмы, лежащие в основе этой связи с холерой, неясны в литературе.

Гемолитическая болезнь новорожденных по системе ABO

Несовместимость групп крови по системе ABO между матерью и ребенком обычно не вызывает гемолитической болезни новорожденный (HDN), потому что антитела к группам крови ABO обычно относятся к типу IgM, которые не проникают через плаценту. Однако у матери O-типа вырабатываются IgGABO-антитела, и у ребенка потенциально может развиться гемолитическая болезнь ABO у новорожденного.

Клинические применения

В клетках человека, аллели ABO и кодируемые ими гликозилтрансферазы были описаны при нескольких онкологических состояниях. Используя моноклональные антитела против GTA / GTB, было продемонстрировано, что потеря этих ферментов коррелировала со злокачественным мочевым пузырем и эпителием полости рта. Кроме того, экспрессия антигенов группы крови ABO в нормальных тканях человека зависит от типа дифференцировки эпителия. В большинстве карцином человека, включая карциному полости рта, важным событием как частью основного механизма является снижение экспрессии антигенов A и B. Несколько исследований показали, что относительное подавление GTA и GTB происходит при карциномах полости рта в связи с развитием опухоли. Совсем недавно в рамках полногеномного исследования ассоциации (GWAS) были выявлены варианты в локусе ABO, связанные с предрасположенностью к раку поджелудочной железы.

Клинический маркер

Исследование оценки генетического риска с множеством локусов Комбинация 27 локусов, включая ген ABO, выявила лиц с повышенным риском как эпизодов, так и рецидивов ишемической болезни сердца, а также увеличила клиническую пользу от терапии статинами. Исследование было основано на когортном исследовании сообщества (исследование Malmo Diet and Cancer) и четырех дополнительных рандомизированных контролируемых исследованиях когорт первичной профилактики (JUPITER и ASCOT) и когорт вторичной профилактики (CARE и PROVE IT-TIMI 22).

Изменение антигенов ABO для переливания

В апреле 2007 года международная группа исследователей объявила в журнале Nature Biotechnology о недорогом и эффективном способе преобразования крови типов A, B и AB. в тип O. Это достигается с помощью ферментов гликозидазы из определенных бактерий для удаления антигенов группы крови из красных кровяных телец. Удаление антигенов A и B все еще не решает проблему антигена группы крови Rh на клетках крови резус-положительных индивидуумов, поэтому необходимо использовать кровь от резус-отрицательных доноров. Сорт крови называется «фермент, превращенный в кровь O» (ECO). Прежде чем на этот метод можно будет положиться в реальных условиях, будут проведены испытания на пациентах. Одно из таких испытаний фазы II было проведено на крови B-to-O в 2002 году.

Другой подход к проблеме антигена крови - это производство искусственной крови, которая может выступать в качестве заменителя в крови.

Псевдонаука

В 1930-х годах связывание групп крови с типами личности стало популярным в Японии и других регионах мира. Исследования этой ассоциации еще не подтвердили ее существование окончательно.

Другие популярные, но неподдерживаемые идеи включают использование диеты по группе крови, утверждая, что группа A вызывает тяжелое похмелье, группа O связана с идеальными зубами, а у людей с группой крови A2 самый высокий IQ . Нет никаких научных доказательств в поддержку этих концепций.

См. Также

• Секреторный статус - секреция антигенов ABO в биологических жидкостях

Ссылки

Дополнительная литература

• Дин Л. (2005). «Глава 5: Группа крови ABO». Группы крови и антигены эритроцитов. Проверено 24 марта 2007 г.
• Фарр А. (1 апреля 1979 г.). «Серология группы крови - первые четыре десятилетия (1900–1939)». Med Hist. 23(2): 215–26. doi : 10,1017 / s0025727300051383. PMC 1082436. PMID 381816.

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы, связанные с системой групп крови ABO .

• ABO в BGMUT База данных мутаций генов антигенов группы крови в NCBI, NIH
• Объяснение групп крови, антител и антигенов ABO Образовательный видеоролик YouTube
• Encyclopædia Britannica, система групп крови ABO
• Национальная Служба переливания крови
• Молекулярно-генетическая основа ABO