3.8. Антигени крові

Кров тварин і особливо ссавців дуже багата за складом і містить велику кількість різноманітних білків та інших органічних сполук. Більшість з них мають антигенні властивості і в деяких випадках можуть індукувати розвиток імунної відповіді, наприклад, при переливанні несумісної крові, гемолітичній хворобі новонароджених, аутоімунних гемолітичних анеміях, коли відбувається сенсибілізація власними еритроцитами.

Антигенні властивості крові перш за все пов’язані з поверхневими структурами еритроцитів і деякими сироватковими білками. В еритроцитах людини виділяють 3 основних різновиду антигенів:

• гетерофільні антигени (гетероантигени), які зустрічаються не тільки у людей, а й у багатьох тварин і бактерій (наприклад, антигени Форсмана);

• видові антигени, які характерні тільки для даного виду, тобто зустрічаються тільки у людей;

• специфічні групові антигени (ізоантигени), які містяться в еритроцитах одних людей і відсутні в еритроцитах інших.

Для практичної медицини найбільше значення мають антигени третьої з перелічених груп, а саме ізоантигени. У наш час у людини ідентифіковано вже понад 20 систем груп крові, що об’єднують більш ніж 200 еритроцитарних антигенів. Утворення цих антигенних структур генетично детерміноване, тобто антигени кожної системи кодуються відповідною групою генів (кластером). У кожній системі можливо існування двох або більшого числа фенотипів. Наприклад, для системи АВО характерна наявність 4 фенотипових варіантів – 0, А, В, АВ, які визначають відповідно І, ІІ, ІІІ, ІV групи крові; система Резус має два основних фенотипи – RhD⁺ i RhD‾, система MN – три (MM, MN, NN) тощо.

Найбільшу імуногенність серед багатьох антигенів крові мають антигени основних систем – АВО і Резус (Rh). Як правило, важливі ізоантигени крові присутні на еритроцитах у більшій кількості, тому саме вони обумовлюють найбільш сильні імунологічні трансфузійні реакції у несумісних реципієнтів. Враховуючи це та можливість контамінації крові бактеріями, вірусами, пріонами, робилися спроби використовувати кровозамісники, “штучну” кров, але кров донорів і в наш час досить широко застосовується при важких крововтратах, отруєннях, пологах, хірургічних операціях, при трансплантації органів і захворюваннях крові. Можливість виникнення трансфузійних реакцій (імунологічних конфліктів) при вливанні несумісної (алогенної) крові обумовлює необхідність дуже ретельно підходити до визначення ізоантигенів донорської крові.

3.8.1. Система ав0

Одним з перших, хто почав вивчати антигени крові, був К. Ландштейнер (1901 р.), який експериментально довів, що еритроцити людини можуть аглютинуватися у присутності сироватки крові інших людей. Це відбувається через наявність чи відсутність на еритроцитах тих чи інших індивидів певних антигенів – А і В. К. Ландштейнер запропонував поділяти всіх людей за групами крові А, В і С. На еритроцитах групи “С” відсутні А і В антигени. Надалі було встановлено, що в межах системи АВО існує не три, а чотири групи крові, які не тільки відрізняються наявністю певних еритроцитарних антигенів – аглютиногенів А і В, але й присутністю у плазмі відповідних до них антитіл – аглютининів α і β. Причому α-аглютинин склеює тільки еритроцити з антигеном А на поверхні, а β-аглютинин – тільки еритроцити з антигеном В. У крові однієї людини не можуть існувати одночасно аглютиноген А і аглютинин α аглютиноген В і аглютинин β, бо це викликало б зсідання крові. Здатність до синтезу антитіл α і β успадковується у кореляційному зв’язку з антигенами у вигляді трьох зчеплених ознак – Оαβ, Аβ і Вα.

Антитіла до еритроцитів (аглютинини α і β) можуть бути нормальні та імунні. Нормальні антитіла завжди присутні у плазмі у слідовій кількості. Існує припущення, що їх синтез пов’язаний з постійною стимуляцією імунної системи антигенами бактерій, які входять до складу нормальної мікрофлори і мають подібну до еритроцитарних антигенів просторову структуру (наприклад, антигени кишкової палички). Виникає логічне питання, а чому аглютинини α і β не викликають імунологічної реакції з антигенами А і В при вливанні донорської крові реципієнтам з іншою групою. Відповідь слід шукати в тому, що концентрація антитіл-аглютининів α і β у плазмі неімунізованої людини дуже низька, тому вони не здатні спричинити помітної шкоди, крім того, в організмі донора нормальні антитіла блокуються більш специфічними мікробними антигенами. Проте, враховуючи цей факт, в останні роки хворим при необхідності вливають не кров, а еритроцитарну масу. Імунні антитіла до антигенів еритроцитів можуть утворюватися при гемотрансфузіях (переливаннях крові). При цьому антитіла виникають тільки до тих “чужих” антигенів, які не представлені на власних еритроцитах.

Диференціювання крові людини за системою АВО базується на комбінаціях двох ізоантигенів на еритроцитах (аглютиногенів А і В) і двох видів антитіл у плазмі крові (аглютининів α і β). У табл. 3.1 наведено характеристику чотирьох груп крові системи АВО.

З табл. 3.1 видно, що люди з групою І (0) є універсальними донорами, і їх кров можна переливати особам з будь-якою іншою групою крові без ризику виникнення імунологічного конфлікту. Люди з групою ІV(АВ) – універсальні реципієнти, тобто їм можна вливати будь-яку кров, але донорами вони можуть стати тільки для осіб з такою ж групою крові. Людям з кров’ю другої і третьої груп можна переливати одногрупну кров і кров І-ї групи.

Таблиця 3.1

Характеристика груп крові людини за системою АВ0

Група крові Можливі Аглютиногени Аглютиніни

(фенотип) генотипи (антигени (антитіла

еритроцитів) у плазмі)

І (О) ОО Відсутні α і β

ІІ (А) АА, АО А β

ІІІ (В) ВВ, ВО В α

ІV (АВ) АВ А і В Відсутні

А і В антигени містяться не тільки на еритроцитах, а й на лейкоцитах, тромбоцитах, в різних тканинах, в розчинному вигляді їх знаходять у сироватці, сечі, сльозах, слині, спермі, секретах шлунку, молоці, амніотичній рідині. Однак вони відсутні у кришталику ока, шкірі, плаценті та спиномозковій рідині.

Було виявлено спорідненість між антигенами Le системи Льюіс (Lewis) та антигенами А, В і Н системи АВО. Антиген Н (або 0) зустрічається на еритроцитах І-ї групи крові. За хімічною природою всі перелічені антигени є глікопептидами і мають подібну будову. Усі вони складаються з поліпептидного ланцюга, що утворюється з 11 однакових амінокислот та вуглеводного компонента, який зв’язується з поліпептидом через серин або треонін.

Кінцеві фрагменти (епітопи) вуглеводних компонентів

антигенів крові

R

R

R

Антиген Le

(система Льюіс)

Антиген Н

(система АВ0,

І гр.)

Антиген А

(система АВ0,

ІІ гр.)

Антиген В

(система АВ0,

ІІІ гр.)

Рис. 3.1. Структура антигенів еритроцитів за системою АВ0

Позначення: R – консервативна частина вуглеводного компоненту, N-Ац-Глю – N-ацетилглюкозамін; D-Гал – D-галактоза; Фук – фукоза; N-Ац-Гал – N-ацетилгалактозамін.

До складу вуглеводного компонента входять дві основні ділянки: 1) консервативний олігосахаридний ланцюг з розташованими на кінці залишками N-ацетилглюкозаміну та D-галактози; 2) варіабельна частина, яка утворюється шляхом приєднання додаткових цукрів до термінальної D-галактози консервативного ланцюга. Так, на кінці вуглеводного компонента антигена Н (І група) розташована фукоза, для антигена А (ІІ група) – це фукоза та додатково N-ацетилгалактозамін, для антигена В (ІІІ група) – фукоза та ще один залишок D-галактози (рис. 3.1). Саме кінцеві N-ацетилгалактозамін і D-галактоза визначають специфічність антигенів ІІ і ІІІ груп крові, а їх комбінація - ІV групи, на які реагує імунна система при вливанні несумісної крові.

Встановлено, що структура вуглеводів антигенів Н, А, В, а також антигенів системи Льюїс, залежить від генів ферментів (специфічних трансфераз), що транспортують термінальні цукри і приєднують їх до консервативного вуглеводного компонента.

Еволюційно найбільш давньою є кров І групи, для еритроцитів якої характерна наявність антигену Н. Антиген Н можна назвати нульовим або базовим. Він утворився з антигену Le (системи Льюїс) шляхом приєднання до консервативної вуглеводної частини молекули фукози за участю трансферази – продукту гена Н. Антиген Н зустрічається у всіх людей та ссавців, тому імунна система не розпізнає його як чужерідний.

Пізніше, з появою в геномі ссавців додаткового гена А, специфічна трансфераза, що кодується цим геном, приєднує до антигену Н ще залишок N-ацетилгалактозаміну. Таким чином утворюється антиген А і з’являється ІІ група крові. Виникнення додаткового гена В і продукція відповідної трансферази зробили можливим приєднання до антигену Н іншого кінцевого цукру – додаткової D-галактози, що спричинило формування ІІІ групи крові. Тобто антиген Н є попередником у синтезі антигенів А і В та може перетворюватися в них за допомогою спеціальних ферментів. При цьому кожний приєднаний залишок цукру маскує попередні епітопи і сприяє появі нової антигенної специфічності. ІV група крові є “наймолодшою” і виникла у частини людської популяції в результаті комбінації генів А і В.