18.2. Резус-фактор
История вопроса. В 1939г. Левин и Стетсон исследовали сыворотку крови женщины, которая родила мертвый плод и в анамнезе которой имело место переливание крови мужа, совместимой по АВ0 группе. При этом ими были обнаружены особые антитела. Позже Левин и Стетсон показали, что из 1010 образцов крови только 21 дал отрицательную реакцию с этими антителами. Выявленные антитела никакой связи с системами групп крови АВ0, MN и Р не имели.
В 1949 г. Ландштейнер и Винер при иммунизации кроликов эритроцитами макака-резуса получили сыворотку, которая агглютинировала эритроциты 39 из 45 особей. При сравнении этих антител с антителами, обнаруженными Левином и Стетсоном, авторы пришли к выводу, что в обоих случаях реакция происходит с одним и тем же антигеном. В дальнейшем оказалось, что это не совсем так. В настоящее время антиген, открытый с помощью истинного анти-резус-антитела, называется LW – в честь Ландштейнера и Винера, а Rh-типирование у человека всегда проводится с сывороткой человеческого происхождения, как это было сделано в работе Левина и Стетсона. Позднее стало понятно, что именно резус-несовместимость матери и плода является причиной эритробластоза плода и гемолитической болезни новорожденных. Оказалось, что эритроциты примерно 85% всех представителей белой расы дают положительные реакции с анти-Rh-сыворотками. Семейными исследованиями было установлено, что Rh-положительные индивиды являются гомозиготами Rh/Rh или гетерозиготами Rh/rh, тогда как rh-отрицательные индивиды – это гомозиготы rh/rh.
Гипотеза Винера. В 1941 г. Винер открыл другие антитела, которые реагировали с эритроцитами 70% всех индивидов и отличались от основного фактора Rh (Rh’ по Винеру). Третий родственный фактор был открыт в 1943г.. В семейно-популяционных исследованиях выявлены все возможные комбинации этих трех факторов, причем наследовались совместно именно комбинации. Винер выдвинул гипотезу, согласно которой эти серологические "факторы" являются "агглютиногенами" и что каждый из них детерминируется одним аллелем из серии множественных аллелей одного гена.
Гипотеза Фишера. В 1943г. Фишер сформулировал более конкретную гипотезу. В то время удалось выявить еще одно антитело, анти-Hr, и Фишер, анализируя подготовленные Рейсом полные таблицы серологических данных, обнаружил, что Rh’- и Hr-факторы комплементарны. У каждого человека в крови присутствует либо антиген Rh’, либо Hr, либо оба антигена. Индивид, имеющий оба антигена, никогда не передает их вместе одному потомку, т.е. ребенок всегда получает только один антиген из двух. Для объяснения этих фактов Фишер предложил модель, согласно которой пара аллелей определяет один из двух антигенов. Эта пара была названа С/с. Аналогично была постулирована дополнительная пара аллелей D/d для исходных антигенов Rh+ и rh-, а также третья пара аллелей для уже открытого тогда третьего серологического фактора. Кроме того, чтобы согласовать генетические данные о наследовании всех трех факторов, постулировалось наличие тесного сцепления между этими тремя локусами.
Гипотеза Фишера предполагала открытие двух недостающих (комплементарных D и E) антигенов d и e. Это предсказание подтвердилось для антигена е, но не для d. По-видимому этот хромосомный район не содержит то "нечто", что приводит к образованию антител. В развитии данной гипотезы Фишер сделал важный шаг вперед. В британской популяции наиболее частыми были три класса комплексов Rh-генов. По мнению Фишера, редкие комбинации появляются вследствие изредка происходящего кроссинговера. Действительно, все четыре комбинации, относящиеся к редким классам, могут возникнуть в результате кроссинговера между более частыми комбинациями, но для CdE это не так. Для появления этой комбинации нужен двойной кроссинговер. Следовательно, гипотеза объясняет, почему комбинация CdE так редка. Возможно и другое объяснение. При каждом кроссинговере, приводящем к возникновению Cde, CDE или cde, должна возникать также и комбинация cDe. Отсюда следует, что суммарная частота первых трех комбинаций должна быть равна частоте cDe. Действительно, найденные частоты были такими: cDe – 0.0257 и Cde+cdE+CDE-0.0241 (среди негров, однако, частота cDe была выше).
Кроме того, Фишер предположил, что три указанных локуса расположены в последовательности D-C-E, поскольку комбинация cdE, которая возникает вследствие кроссинговера между локусами D и E в генотипе cDEcde, встречается намного чаще относительно этого генотипа, чем комбинация CDE относительно генотипа CDe/Cde (кроссинговер между С и Е).
После исследований Фишера было сделано много новых наблюдений. Наиболее важным для решения вопроса о порядке расположения генов было выявление комбинированных антигенов, например се. Существование этого составного антигена, по-видимому, не противоречит последовательности D-C-E, тогда как составные антигены, предполагающие тесное сцепление между D/d и E/e, не были обнаружены. Гипотеза Фишера поставила два вопроса.
Если вследствие кроссинговера формируются иногда редкие комбинации из более частых, то в семейных исследованиях должны обнаруживаться случаи кроссинговера. Действительно, имелось сообщение об одной такой семье: у отца с генотипом CDe/cde и матери с генотипом cde/cde было четверо детей cde/cde и трое - CDe/cde, что находится в полном соответствии с генетической теорией. Однако, шестой в порядке рождения детей имел генотип Cde/cde. Этот факт можно было бы объяснить тем, что ребенок внебрачный. Однако такое объяснение кажется малоправдоподобным, если исходить из данных по другим группам крови и сывороточным факторам, а также учитывая принадлежность этой семьи к секте с особо строгими нравами. Однако, других семей, подобных этой, обнаружено не было. Вполне вероятно, что многие исследователи не просто не станут учитывать такой атипичный случай, поскольку заподозрят здесь методическую ошибку.
Какова должна быть структура Rh-локуса(ов) в свете достижений молекулярной генетики? Имеются две принципиальные возможности:
А) Rh-комплекс – это один цистрон с многими мутационными сайтами. Мутационные изменения выражаются в антигенных различиях;
Б) Rh-комплекс состоит из нескольких тесно сцепленных цистронов (возможно, трех), и основные антигены отражают генетическую изменчивость по этим цистронам. В отсутствие каких-либо неопровержимых биохимических данных этот вопрос оставался неразрешенным. Определенные выводы могли сделать на основании цис-транс-теста. Поскольку составной антиген се обнаруживается только в цис-положении СЕ/се, но не в транс-положении Се/сЕ, Рейс и Сэнгер высказали гипотезу, согласно которой С/с и Е/е относятся к одному функциональному гену.
В последнее время накоплено множество фактов, которые свидетельствуют о том, что не только в структурном, но и в количественном отношении экспрессия Rh-фактора находится под строгим генетическим контролем. Розенфельд и соавт. (1973) попытались обобщить все имеющиеся данные на основе новой модели структуры Rh-локуса. Согласно этой модели, Rh-локус состоит из нескольких областей (структурных генов), несущих информацию о мембранных полипептидах. Эти области находятся под контролем общего оператора или промотора, который регулирует количественную экспрессию, возможно, благодаря нескольким операторным районам, приближенным к единственному структурному гену. Эта модель объединяет фишерскую концепцию с более поздними результатами молекулярной биологии.
В настоящее время известно, что система резус (Rh) сложна как генетически, так и фенотипически. Антигены этой системы обозначаются DdCcEe и кодируются соответствующими генами. Компонент d представляет собой молчащий аллель, наличие которого не приводит к экспрессии антигена. В соответствии с упрощенной моделью экспрессия антигенов данной группы крови контролируется двумя соседними локусами генов на хромосоме 1. В локусе 1 активным может быть молчащий ген d или ген D, кодирующий антиген D. В соседнем локусе расположены 4 аллеля: CE, Ce, cE и ce. Гены двух локусов являются кодоминантными. Другими словами, продукт гена из первого локуса экспрессируется вместе с геном из второго локуса. В результате возможны следующие комбинации: DCE, DCe, DcE, Dce, dCE, dCe, dcE, dce. Поскольку каждый человек наследует один аллель от отца, а другой от матери, то разнообразие генотипов достаточно велико. Тип людей у которых происходит экспрессия продукта гена D, называют резус-положительными (Rh+), а тип людей с генотипами, в которых антиген D потерян (активен молчащий аллель d), называют резус-отрицательными (Rh-). Антиген D по иммуногенности намного превосходит другие антигены.
Аллоимунизация против антигенов группы резус. Аллоимунизация против резусных антигенов происходит при попадании в кровь несовместимых эритроцитов. Например, это может случиться при переливании резус-отрицательному пациенту резус-положительных эритроцитов. Всего лишь 1мл Rh+ крови в 15 % случаев приводит к выработке анти-D антител класса IgM; у 80 % Rh-отрицательных индивидов выработка анти-D антител происходит после введения 250 Rh+ эритроцитов. Повторное введение даже очень малых количеств Rh+ эритроцитов может вызвать быстрое образование антител Ig G против антигена D. Важным клиническим примером служит гемолитическая болезнь новорожденных (ГБН). После родов резус-негативной матерью резус-положительного ребенка в ее организме начинают вырабатываться анти-D антитела (Ig M), что связано с соприкосновением эритроцитов плода с кровеносной системой матери (обычно в момент родов). При последующей беременности контакт даже с малыми количествами эритроцитов плода активирует выработку антител IgG, проникающих сквозь плаценту. Плод может погибнуть в утробе матери в результате тяжелой гемолитической анемии (эритробластоз плода). Продуктов расщепления гемоглобина могут попадать в головной мозг, особенно в мозговой ствол (ядерная желтуха).
Рис. 18.3. Система резус и другие системы групп крови.
Рис. 18.4. Механизмы гемолиза и детекции антител.
Для предотвращения иммунизации резус-негативным матерям в течение 72 часов после родов, амниоцентеза, выкидыша или аборта следует ввести анти-D иммуноглобулины.
Введение этих антител немедленно удалит любые эритроциты плода, которые могли попасть к матери, и тем самым предотвратит стимуляцию материнской иммунной системы и синтез антител.
Существуют и другие системы групп крови, такие как Келл, Даффи и.т.д.