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1、红细胞血型系统,刘 峰 华中科技大学同济医学院检验系,目的要求与教学内容,目的要求 重点掌握 红细胞血型系统概要、ABO及Rh血型系统基因、抗原、抗体的存在及特点。 熟悉 ABO亚型分类及血型血清学特点，分泌型与非分泌型，弱D亚型表现及临床意义。 了解 其他血型系统抗原与抗体及其临床意义。,教学内容 红细胞血型系统概要 ABO血型系统 Rh血型系统 其他血型系统,红细胞血型抗原和抗体,1900年，奥地利维也纳大学助教 Landsteiner第一个发现RBC血型，只发现人类RBC血型、三型，1930年获得诺贝尔奖，并赢得了“血型之父”的美誉。 1902年他的学生Decastello和Sturli
2、又发现了型 国际联盟卫生保健委员会将这4型正式命名为、型，这就是现在人们熟知的RBC 血型系统,血型是人类血液的主要特征之一，表达了血液各种成分的抗原的遗传性状。,红细胞血型研究的百年历史大致可分为三个阶段：, 1901年到1950年，使用血型血清学方法发现和检测各种血型抗原，阐明它们的遗传特点： Rh血型系统 Levine和Stetson（1939年）、 Landsteiner和Wiener（1940年） Lutheran血型系统 Callender等（1945年） Kell血型系统 Coombs等（1946年） Lewis血型系统 Mourant （1946年） Duffy血型系统 Cut
3、bush等（1950年） Kidd血型系统 Allen等（1951年） MN血型和P血型系统 Levine（1987年）, 60年代到70年代，研究血型抗原的生物化学本质 80年代始，血型的研究进入以分子生物学为基础的新时代，逐步集中于： 阐明血型抗原的成分 遗传多态性的分子基础 血型基因的结构和组织特异性表达 生物功能和演化等方面,红细胞血型抗原的分类及统一命名,国际输血协会（ISBT）成立了ISBT红细胞表面抗原命名术语委员会（the ISBT Committee on Terminology for Red Cell Surface Antigens），规定了： 血型抗原必须是用相应抗体
4、检测到的红细胞表面抗原 属于遗传性状 人类红细胞血型抗原分成 血型系统 （blood group systems） 血型集合 （blood group collections） 高、低二个抗原频率组 (high and low incidence antigens) 更新至2009年2月，已将所发现的人类红细胞的近260种血型抗原，分为30个血型系统、6个集合群和高(8个901 series )低(18个700 series )两个频率组,Updated August 2008,红细胞血型抗原的生化结构,有二组基本类型： 一组血型抗原决定簇:结合到蛋白或脂上的碳水化合物（多糖），决定抗原的特异
5、性，该组抗原基因，编码一个中间体分子，通常是酶，能转移糖分子到蛋白或脂上而产生抗原特异性，属于这一组的抗原有ABO、Lewis、Hh、P、Ii等 一组是由蛋白的氨基酸序列所决定，由基因直接控制抗原的多态性，大多数的血型抗原属于这组结构类型，如Rh,12,血型抗原的免疫原性,不同血型抗原的相对免疫原性如下：,13,抗原位点数、剂量效应、位置效应,（一）抗原位点数 取决于遗传因素和抗原种类，红细胞上抗原位点数影响其对相应抗体的反应强度。,14,（二）剂量效应 当控制某血型抗原的基因为纯合子时，红细胞上该抗原为双剂量，杂合子时为单剂量。某些血型抗体只与纯合子红细胞发生反应，如Kidd系统抗体 与纯合
6、子抗原红细胞反应较强的抗体被称为具有“剂量效应”，具有剂量效应的血型系统包括Rh（D除外）、Kidd、Duffy、MNSs、Lutheran系统 剂量效应往往出现于共显性基因的情况，在ABO血型系统中，AA和AO基因型之间、BB和BO基因型之间，产生的抗原强度无明显差异，反映不出剂量效应,（三）位置效应 指基因之间的互相影响 顺式效应：发生在同一染色体的基因之间，如cDE基因复合物产生的E抗原量比cdE基因复合物产生的E抗原量要少，系受同一染色体上D基因的影响 反式效应：发生在同源染色体上基因之间，如基因型为CDe/cde和Cde/cDe时，两者表型相同，但后者产生的D抗原较前者弱，是一条染色
7、体的C基因对另一条染色体上D基因的影响,16,复合抗原,有些基因复合体控制的相关表面结构称为复合抗原，能引起免疫应答，产生复合抗体。如复合基因DCe的产物有C, D, e三种抗原活性，同时也有顺式产物Ce的抗原活性，C、e基因不在同一条染色体上时，不产生Ce复合抗原。同样还有ce、cE、CE等。复合抗体只与复合抗原起反应，如抗Ce只与Ce复合抗原发生反应。,红细胞血型抗体,抗体是免疫球蛋白的主体，是体液免疫反应的主要效应分子，它们能特异性地结合或识别入侵的病原体（抗原），是免疫防御系统的重要组成部分 红细胞血型抗体的另一主要功能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
8、或血管外溶血,红细胞抗原和抗体反应基础,红细胞血型抗原和抗体在体外的试管反应中，常见有以下的几种形式： 凝集反应（agglutination） 沉淀反应（precipitation） 溶血反应（hemolysis）,影响红细胞凝集反应的因素,温度 离子强度 pH 孵育时间 抗原抗体比例 红细胞间距离 蛋白水解酶的作用 正电荷分子的作用,红细胞凝集反应中的特殊现象,缗钱状凝集 肉眼下与红细胞凝集无异，高倍镜下，红细胞形成钱币叠层堆积状 （MM，洗涤） 混合凝集现象 显微镜视野下标本中存在两群红细胞，一部分凝集，另一部分不凝集（异型输血或移植，RBC亚型检测A3与抗A）,红细胞血型学新技术的发展-
9、 分子生物学技术应用,血凝反应已在红细胞血型血清学技术中应用了100多年，但有时存在着检测样品的取材和定型血清的困难，以及只能鉴定血型抗原的表型，操作时干扰因素较多等问题，在血型工作的研究和应用上有很多限制性 分子基因定型技术有效地克服了血型血清学技术存在的问题，对血型学的发展和应用作出了巨大的贡献,目前研究和应用较广泛的以DNA为基础的血型基因定型技术有 PCR-RFLP（聚合酶链反应-限止性片段长度多态性） PCR-SSP（聚合酶链反应-序列特异性引物、 PCR-SSOP（聚合酶链反应-序列特异性寡核苷酸探针） SBT（DNA序列测定）,血型基因定型技术已应用于 疑难血型基因和抗原的鉴定
10、非侵入性的胎儿新生儿溶血病危险性鉴定 输血后供者血型等位基因的检测 造血干细胞移植后移植标记物的鉴定和追踪 抗原阴性细胞供者的大规模筛选 亲子鉴定、个体识别、人种研究等工作,ABO血型系统,ABO血型系统有其它血型系统所没有的独特的性质，表现在:,1、血清中常存在反应强的抗体，而红细胞上通常缺乏相应的特异性抗原 2、许多组织细胞上有规律地存在着A、B、H抗原，各种体液和分泌型分泌液中也存在着A、B、H物质 这两种独有的性质，形成了不配合输血的天然屏障，使ABO血型系统成为输血医学和器官移植中最重要的血型系统,常见ABO血型分类,ABO血型分布情况,ABO血型系统的抗原和抗体,ABO 血型抗原是
11、由ABO 血型抗原基因编码的特异性糖基转移酶催化合成的红细胞膜表面的糖蛋白和糖脂 ABO抗原决定簇共有5 种类型,由单糖经转移酶转移到特定核心多糖链的末端生成,分别决定血型抗原基础物质、H 抗原、A抗原、A1 抗原以及B 抗原的抗原表型,29,L-岩藻糖,D-半乳糖,N-乙酰半乳糖胺,N-乙酰葡萄糖胺,ABO 抗原决定簇的主要载体是糖蛋白,而只有25 %左右的ABO 位点位于糖脂 在56 周龄胚胎的红细胞上可以检测到ABO 抗原,但婴儿一般在18 个月后才能充分表现抗原性 A和B抗原在某些组织早期发育中会消失，但有时重新出现在恶性肿瘤组织上，因此可以作为某些癌症有用的预兆检测因子，例如：在正常
12、成人结肠组织中，A和B抗原是缺乏的，但是在结肠癌组织中A和B抗原重新表达,ABO血型抗体的产生,在正常的情况下，每个个体可针对自己所缺乏的A、B和H抗原，自然地产生相对的特异性抗体 婴儿出生时，通常没有抗体，但是，由于自然界中的一些生物体（如细菌）的细胞表面上具有类似于A、B和H结构的抗原，人体会在不自觉中被这些外来抗原不断地免疫，开始逐渐地产生了相应的抗-A，抗-B和抗-A,B抗体,婴儿在510岁时，抗体的产生达到最高峰，然后随年龄增长而逐渐下降 随着年龄的增长,抗体效价反而降低,老年人的抗-A和抗-B 水平一般低于年青人,ABO血型抗体血清学特征,型的抗-和型的抗-主要是IgM类抗体，在室
13、温中反应最强 O型的抗-A，抗-B和抗-A,B通常是IgG类抗体，能与A和B型抗原凝集反应 由于IgG抗体容易通过胎盘，因此O型的母亲容易引起ABO-HDN。而A或B型母亲所生的婴儿较少发现ABO-HDN,B型个体的血清中含有的抗-A及抗-A1两种抗体，B型个体的血清只能与A1及A2红细胞凝集。用A2红细胞吸收后的B型血清，只能与A1型红细胞反应 植物中的双花扁豆植物凝集素( Dolichos Biflorus lectin)，具有与抗-A1相似的凝集特异性,ABO基因及其遗传特点,ABO基因的结构图（包括外显子、内含子） ABO各种等位基因的结构大多有高度的相似性，但由于点突变或缺失等原因，
14、形成了ABO等位基因及各种亚型等位基因的差别，以及由它们转录产生的酶结构上的差异,分子生物学以及其他领域的高新技术，特别是分子克隆、PCR体外扩增和DNA测序技术，为红细胞血型学的发展和应用带来了无限生机和前途 PCR分型技术的应用，使ABO型别分析达到了更精细的水平，并因此发现了更多的ABO多态性。PCR-SSP和PCR-RFLP方法也在不断的发展和改进中，ABO的DNA分型技术现已成为血清学方法的竞争者和互补者,对小量含DNA的任何组织样品，即可以用DNA分型技术对红细胞抗原的基因型作鉴定，不受血清中自身抗体、不规则抗体以及疾病和假、弱凝集的影响 红细胞血型学的基因研究，为保证输血治疗的安
15、全和有效，作出了重大贡献，对于生命科学的发展有着无可估量的意义,ABO血型遗传示意,分泌型和非分泌型ABO血型系统与Hh、Lewis血型系统,ABO亚型简介,ABO亚型（ABO subgroups）： ABO血型抗原变异体的统称，根据血型血清学试验所表现的抗原性强弱程度的分级量化等血清学特征，可鉴别出各种ABO亚型 A抗原亚型最多：主要是A1（占80%）和A2亚型（占20%） ，其它的A亚型（A3、Am、Ax、Aint、Ael、Ay等）较少见或罕见 B抗原的亚型比A亚型少，较常见的有B1、B3、Bm、Bx、Bel等亚型 O型血型中，常把孟买型、类孟买型和一些H缺失型、Hm表型等归类为H抗原的亚
16、型,Hosoi, E. (2008). “Biological and clinical aspects of ABO blood group system.“ J Med Invest 55(3-4): 174-82.,A1 和 A2 亚型区别,A1型红细胞平均有100万A抗原数/细胞 A2型仅仅平均有25万A抗原数/细胞 A1、A2亚型都存在的“A”抗原- 2型A抗原 A1型还有另外两种抗原形式- 3、4型A抗原，这两种抗原在A2型上不存在,A1 和 A2 亚型区别,各型红细胞上H抗原数量：O A2 B A2B A1 A1B A1、A2转移酶（transferases）最佳PH值（酶此时具有最佳潜能和活性）： 转化A1和A1B时最佳PH为6.0 转化A2和A2B时最佳PH为7.0,A1 和 A2 亚型鉴别,最简单的方法是使用具有与抗-A1相似的外源性凝集素双花扁豆植物凝集素( Dolichos Bif
