II.1. Антигены и антитела системы rh

II.1.1. Номенклатура антигенов системы rh

Система группы крови RH – одна из наиболее полиморфных систем групп крови человека. Она представлена несколькими десятками антигенов, многие из которых возникли вследствие генных мутаций.

В наши дни в научной литературе в основном применяются две номенклатуры антигенов системы Резус - Фишера-Рeйса (Fisher-Race) и Винера (Weiner). По Фишеру-Рeйсу наиболее клинически значимые антигены системы Rh обозначаются литерами D, С, Е, с и е, по Винеру – Rh0, rh΄, rh΄΄, hr΄и hr΄΄ соответственно.

По рекомендации Международного общества переливания крови (ISBT) антигенам системы RH присваиваются определенные номера, например, антигену D - номер 1, антигену С – 2, антигену Е – 3 и т. д.

В соответствии с убыванием иммуногенности резус-антигены располагаются в следующей последовательности – D, c, E, C и e. Антиген D встречается у 85 % европейцев, С - у 70 %, с – у 85 %, Е – у 30 % и е - у 97 %.

II.1.2. Гены. Структура антигенов

Клинически значимые резус-антигены кодируются двумя тесно связанными генами – RHD и RHСЕ. Эти гены располагаются в локусе RH 1-й хромосомы. Ген RHСЕ имеет аллели RHce, RHCe и RHcE. Ген RHD парного аллеля не имеет. Отсутствие гена RHD, связанное, чаще всего, с его делецией, принято обозначать прописной литерой d. Аллели локуса RH всегда наследуются вместе в различных комбинациях: DCE, DCe, DcE, Dce, dCE, dCe, dcE и dce.

Лица, у которых ген RHD присутствует на обеих гомологичных хромосомах или на одной из них, являются D-положительными (резус-положительными). Люди, у которых ген RHD отсутствует на обеих гомологичных хромосомах, считаются D-отрицательными (резус-отрицательными).

Среди европейцев D-отрицательных людей 15-17 %, в Южной Африке – 5 %, в Японии, Китае, Монголии и Корее – 3 %. Напротив, у басков лишь 34 % D-положительных лиц. Отметим, что у европецев основной причиной D-отрицательности является делеция гена RHD, в то время как у африканцев и азиатов часто выявляется неактивный (молчащий) ген RHD или гибридный ген RHD-СЕ-D, не экспрессирующий антиген D. 20 % D-отрицательных японцев имеют резус-фенотип DEL, характеризующийся очень низким уровнем экспрессии антигена D.

Прорыв в понимании молекулярных основ системы Резус произошел в последние 15-19 лет, когда в начале 90-х годов прошлого века были клонированы гены локуса RH – ген RHD и ген RHСЕ. Выяснилось, что эти гены кодируют две белковые молекулы, встраивающиеся в мембрану эритроцитов, - белок RhD и белок RhCE. Частью аминокислотной структуры одного из этих белков – белка RhD - является антиген D. Белок RhCE, в отличие от белка RhD, формирует два резус-антигена - антиген С (или с) и антиген Е (или е), наследуемых в блоке в разных комбинациях: СЕ, Се, сЕ или се. Наличие двух различных антигенных детерминант в одной молекуле белка подтверждается выработкой двух типов антител в ходе иммунного ответа, инициированного белком RhCE, – анти-С (или анти-с) и анти-Е (или анти-е).

Белки RhD и RhCE на 92 % идентичны по структуре (аминокислотному составу и конформации) в связи с высокой гомологичностью кодирующих их генов RHD и RHСЕ, обусловленной, вероятно, генной дупликацией. Оба белка состоят из 416 аминокислот и отличаются лишь 35 аминокислотами. В мембране одного эритроцита содержится от 10 до 30 тысяч молекул ключевых резус-антигенов.

Резус-протеины RhD и RhCE - это молекулы, 12 раз пересекающие мембрану эритроцитов в направлении от внутренней поверхности к наружной и затем вновь ко внутренней с С- и N-концами, ориентированными к цитоплазме (рис. 14).

Рис. 14. Структурная организация протеина RhD

(из Conroy M. et al., Br. J. Haematol., 2005).

Некоторые участки этих белковых молекул, выступающие шестью петлями над наружной поверхностью мембраны эритроцитов, обладают свойствами эпитопов – детерминантных областей антигена. Применение моноклональных антител, способных взаимодействовать с эпитопами лишь одного типа, позволило выявить в молекуле протеина RhD эпитопы 36 различных типов.

Есть основания полагать, что в мембране эритроцитов D-положительных людей два ключевых резус-протеина RhD и RhCE образуют Резус-комплекс (рис. 15) с двумя молекулами резус-ассоциированного гликопротеина – RhAG (по классификации ISBT - RН50). У D-отрицательных лиц Резус-комплекс, возможно, содержит две RhCE субъединицы (обычно се) и две RhAG субъединицы.

Рис. 15. Модель Резус-комплекса в мембране эритроцита D-положительного

лица (из Heitman J., Agre P., Nature Genetics, 2000).

Гликопротеин RhAG на 40 % идентичен белкам RhD и RhCE, что указывает на его принадлежность к семейству резус-протеинов, и он, также как белки RhD и RhCE, 12 раз пересекает мембрану эритроцитов (рис.16).

Рис. 16. Структурная организация протеина RhAG

(из Conroy M. et al., Br. J. Haematol., 2005).

Семейство резус-протеинов составляют ключевые резус-белки эритроцитов - носители антигенов D, С (или с), Е (или е) - и резус-ассоциированный гликопротеин RhAG. С резус-семейством ассоциированы десятки дополнительных (accessory) гликопротеинов.

Очевидно, что столь значительное разнообразие антигенных белков системы Резус, связанное с выпадением отдельных нуклеотидов, точечными нуклеотидными заменами в цепи ДНК, транслокацией, изменением экспрессии антигенов и пр., делает эту систему самой полиморфной из всех известных на сегодняшний день систем групп крови. Генетические исследования последних лет выявили случаи обменов между генами RHD и RHСЕ. Мутантные гены кодировали гибридные резус-протеины, у которых имелись RhD-специфические области в молекуле Rhсе-протеина и наоборот. Эритроциты, содержащие гибридные резус-протеины Rhсе, могли взаимодействовать с некоторыми моноклональными антителами анти-D.

Показано, что для экспрессии белков RhD и RhCE в мембрану эритроцитов необходим гликопротеин RhAG. В отсутствие протеина RhAG нарушается процесс сборки и переноса из цитоплазмы в мембрану эритроцитов ключевых белков резус-комплекса – белков RhD и RhCE. Это подтверждается одним из фенотипов системы RH – фенотипом резус-ноль (Rhnull).

Rhноль может быть следствием мутации одного из генов большого комплекса резус-генов – гена RHAG, блокирующей образование резус-ассоциированного гликопротеина RhAG. Оказалось, что в мембране эритроцитов лиц фенотипа Rhноль отсутствуют не только молекулы протеина RhAG, но и резус-протеины RhD и RhСЕ. При этом лица Rhноль могут передавать по наследству антигены семейства Резус своим детям (по аналогии с Бомбейским фенотипом). Имеются сведения о наличии у лиц фенотипа Rhноль естественных антител ко всем ключевым антигенам системы Резус.

Важно отметить, что у носителей фенотипа Rhноль были выявлены морфологические и физиологические изменения эритроцитов. В красных клетках крови повышалось осмотическое давление, они приобретали форму сфероцитов, уменьшалась продолжительность их жизни, наступал гемолиз.

Эти наблюдения, а также множество специальных исследований убеждают в том, что семейство резус-белков является существенной составляющей цитоскелета эритроцитов, и участвует в транспорте воды и аммония через его мембрану.

Ключевые антигены системы RH начинают синтезироваться примерно с 6 недели внутриутробного развития плода. Экспрессия белков с резус-антигенами в мембрану пронормобластов отмечается уже на 38-42 день эмбриогенеза.

Неэритроидные гомологи резус-белков обнаружены в печени, почках, головном мозге и коже. Эти белки осуществляют трансмембранный перенос аммония в клетках, составляющих эти органы.