输血相容性检测及疑难病例分析
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第三节 红细胞血型抗体

一、红细胞血型抗体的分类

1.红细胞血型抗体的分类
按起源可将红细胞血型抗体分为天然抗体(natural antibody)和免疫抗体(immunity antibody)。天然抗体是指机体未明显经特定抗原刺激,而其血清中却有与该抗原对应的抗体,主要存在于ABO、MN、P1和Lewis血型系统中。免疫抗体是指经可查知的抗原刺激后产生的抗体。其产生一般有输血、妊娠和注射三种方式。
按在盐水介质中与相应红细胞血型抗原凝集反应的表现,可将红细胞血型抗体分为完全抗体(complete antibody)和不完全抗体(incomplete antibody)。完全抗体是指在盐水介质中能与含有相应抗原的红细胞相结合,出现肉眼可见的凝集反应的血型抗体。完全抗体主要是IgM类的免疫球蛋白。不完全抗体是指在盐水介质中能与含有相应抗原的红细胞相结合,使红细胞致敏,但不能凝集有相应抗原的红细胞,无肉眼可见的凝集现象。不完全抗体主要是IgG类的免疫球蛋白。
2.类似抗体与类抗原
(1)类似抗体:
国外大部分相关书籍上没有定义这类抗体,唯一可以找到的是Issitt及Daneils所提到的“mimicking”,朱自严教授在《人类血型》书中将其翻译为“类似”。如CCDee的患者产生了抗-E(对CCDee的患者来说,这应是同种抗体),若会造成直抗阳性,且可从自身放散出抗-E,它有些类似自身抗体,所以命名为“mimicking”。
(2)类抗原:
类抗原抗体就只有Ce-like(Rh41)等。意思就是CwCCDee产生了抗-Ce,它好像是自身抗体,但实际上不然,它是同种抗体,因为和Ce很像,所以叫Ce-like;实际上这个抗原不是Ce抗原而是Rh41抗原,所以可以说该抗体是抗-Ce-like抗体,也即抗-Rh41抗体了。其他的类抗原包括类C(Rh39)、类c(Rh26)等抗原。
这种被称为类抗体的抗体不应该叫类抗体,因为会和抗-Ce-like、mimicking概念混淆,常见自身抗体有特异性,其对自身抗原阳性的凝集较强,对自身抗原阴性的凝集较弱(如CCDee的患者产生了抗-C特异性的自身抗体,就是对C+的凝集比对C-的凝集强),这种抗体本质上就是具有广谱性的特异性自身抗体,所以不能使用类抗体名称。
3.红细胞血型抗体的特点
天然抗体通常是IgM抗体,但也有IgG抗体。免疫抗体通常是IgG抗体,但也有IgM抗体。天然抗体的最适反应温度是0~25℃,免疫抗体的最适反应温度是37℃。
如果用足够多的IgG抗-Rh 0(D)致敏RhD阳性红细胞后,再加盐水介质反应的抗-Rh 0(D)就不会与之发生凝集,这是因为Rh阳性红细胞上的抗原全部被IgG抗体封闭,不再与后加的盐水抗体结合,故不发生凝集现象。因此IgG抗体有时被称为封闭抗体(blocking antibody)。
为检出不完全抗体,可适当添加胶体溶液如小牛血清、高分子量右旋糖酐等以取代生理盐水来制备红细胞悬液,进行红细胞凝集反应。也可应用蛋白水解酶如菠萝蛋白酶、胰蛋白酶或木瓜蛋白酶处理红细胞,破坏红细胞膜上的唾液酸,使膜电荷减少,静电排斥减少,红细胞与相应的不完全抗体反应而发生凝集。检出不完全抗体的经典方法是抗人球蛋白试验(Coombs’试验),它是以抗人球蛋白试剂搭桥,使不完全抗体致敏的红细胞连接并发生凝集。一些血型系统抗原,如Kell血型抗原和Duffy血型抗原,对抗人球蛋白方法敏感。
4.红细胞血型抗体的临床意义
红细胞血型抗体的主要临床意义是与红细胞的表面抗原结合,通过补体作用,导致红细胞破坏,产生血管内或血管外溶血。受血者如果输入红细胞血型不合的血液,其血型抗体与输入血液红细胞血型抗原相结合,可引起严重的溶血性输血反应。
IgG类的血型抗体如Rh抗体能通过胎盘。如果母亲与胎儿血型不合,母亲体内的IgG类的血型抗体可通过胎盘,与胎儿红细胞血型抗原结合,破坏胎儿有相应抗原的红细胞,从而引起新生儿溶血病。
当少量血型不合红细胞进入受者体内时,可输注相应抗体以防止红细胞血型抗原引起的初次免疫。

二、影响红细胞血型抗原抗体反应的因素

红细胞血型抗原抗体反应属于抗原抗体反应类型中的凝集反应。红细胞表面有唾液酸,带大量负电荷,使得红细胞之间保持一定的距离,大约为250Å。这可以保证红细胞在血管内均匀分布,而且不会在流动过程中形成凝集。IgM抗体大小为400~950Å,可以直接在红细胞间搭桥,形成肉眼可见的凝集现象。而IgG抗体的两个Fab片段大小为150~250Å,只能使红细胞致敏而无法形成肉眼可见的凝集反应。
红细胞凝集反应最重要的先决条件是抗原决定簇与抗体分子超变区特定部位之间的空间结构必须相互吻合、相互作用。在凝集反应的第一个阶段,抗原与相应的抗体间通过足够的结合力结合在一起。抗原与抗体的结合是通过非共价键结合,结合方式类似蛋白质与细胞受体或酶与底物之间的结合。抗原与抗体这种弱的结合力涉及静电引力、范德华力、氢键、疏水作用力这几种分子间的作用力。在凝集反应的第二个阶段,溶液电解质开始中和抗原抗体复合物电荷,破坏水化层,缩短红细胞间距,继而形成块状凝集。
影响红细胞凝集反应的因素很多。在凝集反应的第一个反应阶段主要影响抗原抗体结合的有温度、离子强度、pH、孵育时间等。
1.温度
温度影响平衡常数,也影响反应速度。在抗原抗体反应中,正方向是放热反应:Ag+Ab→Ag-Ab+热量。这在红细胞中反应是很明显的,温度升高时凝集现象减弱或消失,温度降低时,凝集现象增强。对于冷抗体来说,最适反应温度是0~4℃,高于这个温度,抗原抗体复合物逐步解离;对于温抗体来说,最适反应温度是37℃,高于这个温度,反应则反方向进行,抗体从红细胞中释放。这是温度对平衡常数的影响。温度对反应速度也有影响,抗原抗体反应和化学反应类似,需要一定的温度使反应物活化,达不到一定的温度则反应减慢。如抗-D,若反应温度从37℃降至4℃,反应速度则降低20倍。在有足够的活化能和K值最大的温度,即为最适反应温度。
2.离子强度
抗原、抗体分子一般是胶体粒子,而反应体系的pH通常高于它们的等电点。抗原、抗体颗粒带负电荷,与介质的离子形成双电层。介质的离子强度越大,抗原、抗体分子间的“屏障”作用则越大,平衡常数减小,反应速度变慢;离子强度越小,抗原、抗体分子间的“屏障”作用则越小,平衡常数增大,反应速度加快。低离子强度介质常用来加快抗原与抗体结合的速度。大多数血型抗体的效价都会因离子强度的降低而提高。
3.pH
pH太高和太低,都可能使抗原和抗体变性。pH在5.5~8.5之间,平衡常数变化不大;pH在6.5~7.0之间,平衡常数最大。
第二个反应阶段主要影响因素是红细胞表面负电荷、红细胞间距和红细胞抗原抗体比例。红细胞表面负电荷越多、红细胞间距越大,红细胞越难聚集。可通过减少细胞表面负电荷,缩短细胞距离来增加抗原抗体反应性,可应用蛋白酶如木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、胰蛋白酶、无花果蛋白酶破坏红细胞膜上的唾液酸,使红细胞表面电荷减少。可通过改变反应介质、利用胶体蛋白介质代替盐离子、利用低离子介质降低溶液离子强度来减少红细胞周围的阳离子云,促进抗体与抗原结合。抗原和抗体的浓度比例也会影响反应结果的观察,即所谓的带现象。当抗体比例过高有时会造成前带现象(prozone phenomenon),过多的抗体会防止抗原抗体复合物的形成;同样的,抗原比例高于抗体时,也会造成后带现象(postzone phenomenon)(图2-2)。在抗原抗体反应中,若第一阶段抗原或抗体过多,则难以进入第二阶段形成晶格,肉眼可见的反应物减少。
图2-2 抗原抗体的前带和后带现象

三、补体在免疫性溶血中的作用

补体是存在于正常人和动物血清与组织液中的一组不耐热的经活化后具有酶活性、可介导免疫应答和炎症反应的蛋白质,包括固有成分、调控蛋白和受体等30多种可溶性蛋白和膜结合蛋白,也称为补体系统。补体可通过三种既独立又交叉的途径被激活,即经典激活途径(即以抗原抗体复合物为主要刺激物,使补体固有成分以C 1、C 4、C 2、C 3、C 5~C 9顺序发生酶促连锁反应,产生一系列生物学效应和最终发生细胞溶解作用的补体活化途径)、旁路激活途径、凝集素激活途径。补体活化过程及其活化的产物可介导细胞溶解、调理吞噬、炎症反应、清除免疫复合物等一系列重要的生物学效应。补体系统是一个高度复杂的生物反应系统,其不仅是机体固有免疫防御的重要组成部分,也是固有免疫与适应性免疫之间的重要桥梁。补体缺陷、功能障碍、异常活化等参与多种疾病的发生和发展。
补体介导的免疫溶血作用与补体依赖的细胞毒作用以及补体介导的免疫调理作用相关。
由于输入主侧不相容的血液、母体的血型同种抗体进入血型不合的胎儿体内、自身免疫产生针对自身红细胞血型抗原的抗体等原因,红细胞表面血型抗原与其相应的抗体结合,抗体Fc段发生构象改变,使C1q得以与抗体的补体结合位点接近、结合,从而触发补体通过经典途径激活,最终在红细胞膜上形成膜攻击复合物(MAC),MAC在红细胞膜上形成小孔,使得可溶性小分子、离子及水分可自由透过胞膜,但蛋白质等大分子却难以从胞质中溢出,导致细胞内渗透压降低,细胞发生溶解。此外,末端补体成分插入胞膜也能使致死量钙离子向细胞内被动弥散,最终导致细胞死亡。补体介导的免疫溶血作用主要是输血时因输错血型,抗原抗体结合以后激活补体形成免疫复合物,通过经典激活途径激活补体之后,而导致了溶血反应的发生。
(易 静 尹 文)