Systém krevních skupin ABO - ABO blood group system

Antigeny krevních skupin ABO přítomné na červených krvinkách a protilátky IgM přítomné v séru

Systém krevních skupin ABO se používá k označení přítomnosti jednoho, obou nebo žádného z antigenů A a B na erytrocytech . Při transfuzi lidské krve je to nejdůležitější ze 38 v současné době uznávaných klasifikačních systémů různých krevních skupin (nebo skupin). Nesoulad (v moderní medicíně velmi vzácný) v tomto nebo jiném sérotypu může způsobit potenciálně smrtelnou nežádoucí reakci po transfuzi nebo nežádoucí imunitní odpověď na transplantaci orgánu. Přidružené anti-A a anti-B protilátky jsou obvykle IgM protilátky, produkované v prvních letech života senzibilizací na látky prostředí, jako jsou potraviny, bakterie a viry.

Krevní skupiny ABO objevil Karl Landsteiner v roce 1901; za tento objev obdržel v roce 1930 Nobelovu cenu za fyziologii nebo medicínu . Krevní skupiny ABO jsou přítomny také u jiných primátů, jako jsou opice a opice Starého světa .

Dějiny

Objev

Krevní skupiny ABO poprvé objevil rakouský lékař Karl Landsteiner pracující na Patologicko-anatomickém institutu Vídeňské univerzity (nyní Lékařská univerzita ve Vídni ). V roce 1900 zjistil, že se červené krvinky při smíchání ve zkumavkách se séry různých osob shluknou ( aglutinují ) a že některá lidská krev také aglutinuje se zvířecí krví. Napsal poznámku pod čarou se dvěma větami:

Sérum zdravých lidí nejenom aglutinuje zvířecí červené krvinky, ale také často ty lidského původu, od jiných jedinců. Zbývá zjistit, zda tento vzhled souvisí s vrozenými rozdíly mezi jednotlivci, nebo je výsledkem nějakého poškození bakteriálního druhu.

Toto byl první důkaz, že u lidí existují krevní variace - věřilo se, že všichni lidé mají podobnou krev. Příští rok, v roce 1901, učinil definitivní pozorování, že krevní sérum jedince by aglutinovalo pouze s těmi určitých jedinců. Na základě toho klasifikoval lidskou krev do tří skupin, jmenovitě skupiny A, skupiny B a skupiny C. Definoval, že krev skupiny A aglutinuje se skupinou B, ale nikdy s jejím vlastním typem. Podobně krev skupiny B aglutinuje se skupinou A. Krev skupiny C je odlišná v tom, že aglutinuje s A i B.

Jednalo se o objev krevních skupin, za který Landsteiner získal v roce 1930 Nobelovu cenu za fyziologii nebo medicínu . Ve svém příspěvku označil specifické interakce krevních skupin jako isoaglutinaci a také představil koncept aglutininů (protilátek), který je skutečný základ reakce antigen-protilátka v systému ABO. Tvrdil:

[Lze] říci, že existují alespoň dva různé typy aglutininů, jeden v A, druhý v B a oba společně v C. Červené krvinky jsou inertní vůči aglutininům, které jsou přítomny ve stejném séru.

Objevil tedy dva antigeny (aglutinogeny A a B) a dvě protilátky (aglutininy-anti-A a anti-B). Jeho třetí skupina (C) naznačila nepřítomnost antigenu A i B, ale obsahuje anti-A a anti-B. Následující rok jeho studenti Adriano Sturli a Alfred von Decastello objevili čtvrtý typ (ale nepojmenovali jej a jednoduše jej označili jako „žádný konkrétní typ“).

Námořní uniforma na Ukrajině ukazuje krevní skupinu nositele jako „B (III) Rh+“.

V roce 1910 Ludwik Hirszfeld a Emil Freiherr von Dungern zavedli termín O (null) pro skupinu Landsteiner označenou jako C a AB pro typ objevený Sturli a von Decastello. Byli také první, kdo vysvětlil genetickou dědičnost krevních skupin.

Klasifikační systémy

Jan Janský, který vynalezl systém typu I, II, III, IV.

Český sérolog Jan Janský nezávisle zavedl klasifikaci krevních skupin v roce 1907 v místním časopise. Použil římské číslice I, II, III a IV (odpovídající moderním O, A, B a AB). Neznámý pro Janského, americký lékař William L. Moss vymyslel mírně odlišnou klasifikaci pomocí stejné číselné hodnoty; jeho I, II, III a IV odpovídající moderním AB, A, B a O.

Tyto dva systémy způsobily v lékařské praxi zmatek a potenciální nebezpečí. Mossův systém byl přijat v Británii, Francii a USA, zatímco Janský byl preferován ve většině evropských zemí a některých částech USA. K vyřešení chaosu vydala Americká asociace imunologů , Společnost amerických bakteriologů a Asociace patologů a bakteriologů v roce 1921 společné doporučení, aby byla Janského klasifikace přijata na základě priority. Nebylo to však dodržováno, zejména tam, kde byl použit Mossův systém.

V roce 1927 Landsteiner, který se přestěhoval do Rockefellerova institutu pro lékařský výzkum v New Yorku, a jako člen výboru Národní rady pro výzkum zabývající se skupinami krve navrhl nahradit Janského a Mossův systém písmeny O, A, B a AB. (Došlo k dalšímu zmatku v používání obrázku 0 pro německou nulu, jak zavedli Hirszfeld a von Dungern, protože jiní používali písmeno O pro ohne , což znamená bez nebo nulu; Landsteiner vybral to druhé.) Tuto klasifikaci přijal národní výzkum. Rada a stala se různě známá jako klasifikace Národní rady pro výzkum, mezinárodní klasifikace a nejpopulárněji „nová“ Landsteinerova klasifikace. Nový systém byl postupně přijat a počátkem padesátých let minulého století byl všeobecně dodržován.

Další vývoj

První praktické použití typizace krve při transfuzi provedl americký lékař Reuben Ottenberg v roce 1907. A aplikace ve velkém měřítku začala během první světové války (1914-1915), kdy byla jako prevence krevních sraženin vyvinuta kyselina citrónová . Felix Bernstein prokázal správný vzor dědičnosti krevních skupin více alel na jednom lokusu v roce 1924. Watkins a Morgan v Anglii zjistili, že epitopy ABO byly získány cukry, konkrétně N-acetylgalaktosaminem pro typ A a galaktosu pro typu B. Po hodně publikované literatuře, která tvrdí, že všechny látky ABH byly připojeny ke glykosfingolipidům, Finne et al . (1978) zjistili, že lidské erytrocytové glykoproteiny obsahují polylaktosaminové řetězce, které obsahují navázané látky ABH a představují většinu antigenů. Jako hlavní glykoproteiny nesoucí antigeny ABH byly identifikovány proteiny Band 3 a Band 4,5 a glykoforin. Později Yamamotova skupina ukázala přesnou sadu glykosyltransferázy, která propůjčuje epitopy A, B a O.

Diagram ukazující uhlovodíkové řetězce, které určují krevní skupinu ABO

Krevní test studenta. Tři kapky krve se smíchají se sérem anti-B (vlevo) a anti-A (vpravo). Aglutinace na pravé straně označuje krevní skupinu A.

U lidí existují tři základní varianty imunoglobulinových antigenů, které mají velmi podobnou chemickou strukturu, ale jsou výrazně odlišné. Červené kruhy ukazují, kde jsou rozdíly v chemické struktuře v antigenu vázajícím místě (někdy nazývaném místo kombinující protilátky) lidského imunoglobulinu. Všimněte si, že antigen typu O nemá vazebné místo.

Genetika

A a B jsou codominant , což dává AB fenotyp .

Krevní skupiny se dědí po obou rodičích. Typ ABO krevní je ovládán jediným genem (dále ABO gen ) se třemi typy alel odvozených od klasické genetiky : I , I ^A a I ^B . Označení I znamená isoaglutinogen , další termín pro antigen . Gen kóduje glykosyltransferázu - tj. Enzym, který upravuje obsah uhlohydrátů v antigenech červených krvinek . Gen se nachází na dlouhém rameni devátého chromozomu (9q34).

I alela poskytuje typu A, I ^B dává typ B, a i dává typ O. Jak jak jsem a I ^B jsou dominantní nad i jen ii lidé mají typ O krev. Jedinci s I ^A I ^A nebo I ^A i mají typ A krev, a jedinci s I ^B I ^B nebo I ^B i mít typu B. I I ^B lidé mají oba fenotypy , protože A a B vyjádřit zvláštní vztah dominance: kodominance , což znamená, že rodiče typu A a B mohou mít dítě AB. Pár s typem A a typem B může mít také dítě typu O, pokud jsou oba heterozygotní ( I ^B i , I ^A i ). Cis-AB fenotyp má jeden enzym, který vytváří oba antigeny A a B. Výsledné červené krvinky obvykle neexprimují antigen A nebo B na stejné úrovni, jakou by se dalo očekávat u červených krvinek běžné skupiny A ₁ nebo B, což může pomoci vyřešit problém zjevně geneticky nemožné krevní skupiny.

Výše uvedená tabulka shrnuje různé krevní skupiny, které mohou děti zdědit po rodičích. Genotypy jsou uvedeny ve druhém sloupci a malým písmem pro potomky: AO a AA oba testují jako typ A; Test BO a BB jako typ B. Čtyři možnosti představují kombinace získané po odebrání jedné alely od každého rodiče; každý má 25% šanci, ale některé se vyskytují více než jednou. Text nad nimi shrnuje výsledky.

Historicky byly při testování otcovství použity krevní testy ABO , ale v roce 1957 je pouze 50% Američanů falešně obviněných dokázalo použít jako důkaz proti otcovství. Krevní typy dětí někdy nejsou v souladu s očekáváními - například dítě typu O se může narodit rodiči AB - kvůli vzácným situacím, jako je fenotyp Bombay a cis AB .

Podskupiny

Krevní skupina A obsahuje asi 20 podskupin, z nichž nejčastější jsou A1 a A2 (přes 99%). A1 tvoří asi 80% veškeré krve typu A, přičemž A2 tvoří téměř celý zbytek. Tyto dvě podskupiny nejsou vždy zaměnitelné, pokud jde o transfuzi, protože někteří jedinci A2 produkují protilátky proti antigenu A1. Ve vzácných případech mohou při psaní krve někdy nastat komplikace.

S rozvojem sekvenování DNA bylo možné identifikovat mnohem větší počet alel v lokusu ABO, z nichž každou lze z hlediska reakce na transfuzi kategorizovat jako A, B nebo O, ale které lze rozlišit variacemi v sekvenci DNA . Existuje šest běžných alel u bílých jedinců genu ABO, které produkují krevní skupinu:

Stejná studie také identifikovala 18 vzácných alel, které mají obecně slabší glykosylační aktivitu. Lidé se slabými alelami A mohou někdy exprimovat protilátky proti A, i když tyto nejsou obvykle klinicky významné, protože při tělesné teplotě stabilně neinteragují s antigenem.

Cis AB je další vzácná varianta, ve které jsou geny A a B přenášeny společně od jednoho rodiče.

Distribuce a evoluční historie

Distribuce krevních skupin A, B, O a AB se v různých částech světa liší podle populace. Existují také rozdíly v distribuci krevních typů v lidských subpopulacích.

Ve Velké Británii distribuce frekvencí krevních skupin v populaci stále vykazuje určitou korelaci s distribucí názvů míst a následnými invazemi a migracemi, včetně Keltů , Seveřanů , Dánů , Anglosasů a Normanů, kteří přispěli morfémy k názvům míst a jsou geny pro obyvatelstvo. Původní Keltové mívali více krve typu O, zatímco ostatní populace mívali více typu A.

Dvě běžné alely O, O01 a O02, sdílejí svých prvních 261 nukleotidů s alelou skupiny A01 skupiny A. Na rozdíl od alely skupiny A je guanosinová báze následně odstraněna. Předčasný stop kodon je výsledkem této mutace posunu rámce . Tato varianta se nachází po celém světě a pravděpodobně předchází lidské migraci z Afriky . Alela O01 je považována za předcházející alele O02.

Někteří evoluční biologové se domnívají, že existují čtyři hlavní linie genu ABO a že mutace vytvářející typ O se u lidí vyskytly nejméně třikrát. Od nejstarší k nejmladší, tyto linie zahrnují tyto alely: A101 / A201 / O09 , B101 , O02 a O01 . Předpokládá se, že pokračující přítomnost alel O je výsledkem vyvážené selekce . Obě teorie odporují dříve zastávané teorii, že krev typu O se vyvinula jako první.

Teorie původu

Je možné, že potravinové a environmentální antigeny (bakteriální, virové nebo rostlinné antigeny) mají epitopy dostatečně podobné antigenům A a B glykoproteinu. Protilátky vytvořené proti těmto environmentálním antigenům v prvních letech života mohou zkříženě reagovat s červenými krvinkami nekompatibilními s ABO, se kterými přijdou do styku během transfuze krve později v životě. Předpokládá se, že protilátky anti-A pocházejí z imunitní odpovědi na chřipkový virus , jehož epitopy jsou dostatečně podobné a-DN-galaktosaminu na glykoproteinu A, aby mohly vyvolat zkříženou reakci. Předpokládá se, že protilátky anti-B pocházejí z protilátek produkovaných proti gramnegativním bakteriím , jako je E. coli , zkříženě reagujících s a-D-galaktózou na B glykoproteinu.

Je však pravděpodobnější, že vývoj hybnosti diverzity alel je jednoduše negativní na frekvenci závislý výběr; buňky se vzácnými variantami membránových antigenů jsou imunitním systémem snáze odlišeny od patogenů nesoucích antigeny od jiných hostitelů. Jedinci mající vzácné typy jsou tak lépe vybaveni k detekci patogenů. Vysoká diverzita v rámci populace pozorovaná v lidských populacích by pak byla důsledkem přirozeného výběru na jednotlivcích.

Klinický význam

Molekuly uhlohydrátů na povrchu červených krvinek mají roli v integritě buněčné membrány , buněčné adhezi , membránovém transportu molekul a působí jako receptory pro extracelulární ligandy a enzymy. Bylo zjištěno, že antigeny ABO mají podobnou úlohu na epiteliálních buňkách i na červených krvinkách.

Krvácení a trombóza (von Willebrandův faktor)

Antigen ABO je také exprimován na glykoproteinu von Willebrandova faktoru (vWF) , který se účastní hemostázy (kontrola krvácení). Ve skutečnosti má krev typu O predispozici ke krvácení, protože 30% z celkové genetické variace pozorované v plazmatickém vWF je vysvětleno účinkem krevní skupiny ABO a jedinci s krví skupiny O mají normálně výrazně nižší plazmatické hladiny vWF (a Faktor VIII ) než jednotlivci, kteří nejsou O. Kromě toho je vWF degradován rychleji díky vyšší prevalenci krevní skupiny O s variantou vWF Cys1584 ( polymorfismus aminokyselin ve VWF): gen pro ADAMTS13 ( proteáza štěpící vWF ) do pásma q34 lidského chromozomu . 2, stejný lokus jako krevní skupina ABO. Vyšší hladiny vWF jsou běžnější u lidí, kteří měli poprvé ischemickou cévní mozkovou příhodu (srážení krve). Výsledky této studie zjistily, že výskyt nebyl ovlivněn polymorfismem ADAMTS13 a jediným významným genetickým faktorem byla krevní skupina osoby.

ABO hemolytická nemoc novorozence

Inkompatibility krevních skupin ABO mezi matkou a dítětem obvykle nezpůsobuje hemolytické onemocnění novorozence (HDN), protože protilátky proti krevním skupinám ABO jsou obvykle typu IgM , které neprocházejí placentou. U matky typu O se však produkují protilátky IgG ABO a u dítěte se potenciálně může vyvinout hemolytické onemocnění ABO novorozence .

Klinické aplikace

V lidských buňkách byly alely ABO a jejich kódované glykosyltransferázy popsány v několika onkologických podmínkách. Pomocí anti-GTA/GTB monoklonálních protilátek bylo prokázáno, že ztráta těchto enzymů korelovala s maligním močovým měchýřem a orálním epitelem. Exprese antigenů krevních skupin ABO v normálních lidských tkáních navíc závisí na typu diferenciace epitelu. U většiny lidských karcinomů, včetně orálního, je významnou událostí jako součásti základního mechanismu snížená exprese A a B antigenů. Několik studií zjistilo, že relativní down-regulace GTA a GTB se vyskytuje u orálních karcinomů v souvislosti s vývojem nádoru. Nověji studie široké asociace genomu (GWAS) identifikovala varianty v lokusu ABO spojené s náchylností k rakovině slinivky břišní.

Klinický marker

Studie skóre lokálního genetického rizika založená na kombinaci 27 lokusů, včetně genu ABO, identifikovala jedince se zvýšeným rizikem jak incidentů, tak rekurentních příhod koronární arteriální choroby, jakož i zvýšený klinický přínos léčby statiny. Studie vycházela z komunitní kohortové studie (studie Malmo Diet and Cancer) a ze čtyř dalších randomizovaných kontrolovaných studií s kohortami primární prevence (JUPITER a ASCOT) a kohortami sekundární prevence (CARE a PROVE IT-TIMI 22).

Změna ABO antigenů pro transfuzi

V dubnu 2007 mezinárodní tým vědců oznámil v časopise Nature Biotechnology levný a účinný způsob převodu krve typů A, B a AB na typ O. To se provádí pomocí enzymů glykosidázy z konkrétních bakterií k odstranění antigenů krevních skupin z červených krvinek . Odstranění antigenů A a B stále neřeší problém antigenu krevní skupiny Rh na krvinkách Rh pozitivních jedinců, a proto je nutné použít krev od Rh negativních dárců. Druh krve se nazývá „enzym převedený na krev O“ (ECO). Než se na metodu lze v živých situacích spolehnout, budou provedeny zkoušky na pacientech. Jedna taková studie fáze II byla provedena na krvi B-to-O v roce 2002.

Dalším přístupem k problému krevního antigenu je výroba umělé krve , která by mohla v případě nouze fungovat jako náhrada.

Pseudověda

V třicátých letech minulého století se v Japonsku a dalších oblastech světa stalo populární spojení krevních skupin s osobnostními typy . Studie této asociace zatím její existenci definitivně nepotvrdily.

Mezi další oblíbené, ale nepodporované myšlenky patří používání diety podle krevních skupin, tvrzení, že skupina A způsobuje silné kocoviny , skupina O je spojena s dokonalými zuby a osoby s krevní skupinou A2 mají nejvyšší IQ . Vědecké důkazy na podporu těchto konceptů jsou přinejlepším omezené.

Viz také

• Stav sekretáře - sekrece antigenů ABO v tělních tekutinách

Reference

Další čtení

• Dean L (2005). „Kapitola 5: Krevní skupina ABO“ . Krevní skupiny a antigeny červených krvinek . Citováno 24. března 2007 .
• Farr A (1. dubna 1979). „Sérologie krevních skupin-první čtyři desetiletí (1900–1939)“ . Med Hist . 23 (2): 215–26. doi : 10,1017/s0025727300051383 . PMC  1082436 . PMID  381816 .

externí odkazy

• ABO ve společnosti BGMUT Blood Group Antigen Gene Mutation Database ve společnosti NCBI , NIH
• Encyclopædia Britannica, systém krevních skupin ABO
• Národní transfuzní služba krve
• Molekulárně genetické základy ABO