ABO血型不相容器官移植
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第二节 ABO血型抗体

Section 2 ABO blood group antibodies
ABO血型抗体是人体最重要的抗体之一,其与一般抗体在基本功能和生物学特性上有着许多共同的特点,ABO血型抗体与一般抗体的是个性与共性的关系,前面已充分阐述了一般抗体的基本规律和特点,本节重点介绍ABO血型抗体的个性特征。
在人的ABO血型系统中,红细胞膜上存在着血型抗原,其中最重要的是A抗原和B抗原,这两种抗原的碳水化合物连接糖蛋白或糖脂分布在大多数组织表面,包括血管系统的内皮细胞。根据红细胞膜上是否存在A抗原和B抗原可将血液分为四种ABO血型:即A型、B型、O型和AB型4种血型。A型血的人红细胞表面含有A抗原(又称凝集原),其血清中含有抗B抗体;B型血的人红细胞表面含有B抗原,其血清中含有抗A抗体;AB型血的人红细胞表面含有A和B两种抗原,其血清中既无抗A抗体也无抗B抗体;而O型血的人红细胞表面既无A抗原也无B抗原;其血清中则含有抗A抗体和抗B抗体。ABO血型系统中又可分为几种亚型,对A型血而言,至少有A1和A2型两种亚型,在A1型红细胞膜上有A和A1两种抗原,A2型红细胞膜上仅含有A抗原,A1型血的血清中只含有抗B抗体,而A2型血的血清中含有抗B抗体和抗A1抗体。A型分为A1型和A2型,使得AB型也分为A1B型和A2B型两种亚型。在上述几种血型中,根据各血型红细胞膜上抗原分布的情况,各血型抗原的抗原性强弱各不相同,AB血型抗原的抗原性最强,O型血抗原的抗原性最弱,其他血型抗原的抗原性强弱依次为:A1B>A>A2B>B>A2。
人类ABO血型系统的遗传是由9号染色体上的等位基因IA、IB和i来控制的。在一对染色体上只可能出现上述3个基因中的两个,分别由父母双方各遗传一个给子代(罕见的CisAB血型除外)。3个基因可组成6组基因型,由于A和B基因在遗传上属于显性基因,O型属于隐性基因,故血型的表现性仅有4种,血型相同的人其遗传型并不一定相同(表3-1)。例如,表现型为A型血型的人,其遗传型可为A1A1或A1O;表现型为A2型血型的人,其遗传型可为A2A2或A2O;但红细胞上表现型为O型者,其基因型只能是OO。由于表现型为A或B者可能分别来自AO和BO基因型,故A型或B型血型的父母完全可能生下表现型为O型的子女。
表3-1 ABO血型的基因型、表现型及其抗原与抗体
注:上述所有血型红细胞表面一般具有一定的H抗原,因此不会产生抗H抗体(但是也有研究报道称约3%的A1B型血的人含有抗H抗体),为了表示A2抗原程度弱于A1,在上表中部分血型未有标注H抗原
在美国,大约有20%的血型A个体表现为A2,而大多数表现为A1。相比之下,在日本A2极其罕见 [4]。而在我国汉族人中虽然A2型和A2B型者分别占A型和AB型人群的较少部分,但由于A1型红细胞可与A2型血清中的抗A1抗体发生凝集反应,并且A2型和A2B型红细胞比A1型和A1B型红细胞的抗原性要弱。因此,鉴于A2型血的这一特点,在ABOi(ABO血型不相容)器官移植中,研究表明 [4,5],来自于A2血型供体的肾脏,在术前和术后的相应处理技术下经历抗体介导的移植损伤的程度较其他血型供体肾脏要轻。这一实验结果在一定程度上又印证了A2型红细胞的抗原性较A1红细胞弱的观点,并且对移植事业今后的发展有一定的作用。
ABO血型抗体分为天然抗体和免疫抗体两类,这些血型抗体主要是IgM和IgG类抗体,还有极少数是IgA抗体。人类血型抗体的产生原因未能彻底清楚,一般认为是接触环境(细菌、病毒、动植物等)中的A、B血型抗原或其类似物而产生的,这些产生的抗体可以和人类血型物质交叉反应。如A型个体接触B型抗原产生抗B抗体。这样产生的抗体以IgM为多。而怀孕、输血和接受移植等有产生的血型抗体则多是IgG。生理情况下,新生儿尚未发育完全,故血液尚无ABO血型系统的抗体,出生后2~8个月开始产生,18个月时达到稳定状态,8~10岁时达到高峰。由于天然抗体多为IgM,分子量大,不能通过胎盘,因此,孕妇与胎儿血型不符时,孕妇机体内的天然抗体不会通过胎盘进入胎儿体内,不会使胎儿的红细胞发生凝集反应。免疫抗体是机体接受自身所不存在的红细胞抗原刺激而产生的。免疫性抗体多属于IgG抗体,其分子量小,能通过胎盘进入胎儿体内。因此,若母体过去因外源性A或B抗原进入体内(如输血)而产生免疫性抗体时,在与胎儿ABO血型不合的孕妇,可因母体内免疫性血型抗体进入胎儿体内而引起胎儿红细胞破坏,发生新生儿溶血病。
术后排斥反应是ABOi器官移植所面临的一个重大难题,急性排斥反应一直是阻碍ABOi器官移植远期存活率的主要因素。随着血型抗体去除技术在器官移植中的应用和发展,人们开始认识到该技术将成为决定移植成败至关重要的一项技术。其意义在于将患者体内的ABO血型抗体(主要是IgG和IgM)清除或降低其在体内的滴度,从而使ABOi移植器官的排斥反应降低或缓解,以到达有效提高移植物存活率或延长患者生命的目的。
血型抗体去除化技术包括:血浆置换技术、免疫吸附技术和血浆双重滤过技术等。
1.血浆置换技术
是通过血浆分离装置,利用体外循环的方法将患者的血浆分离并滤出,去除异常血浆,并回收补充血液的有形成分,将血浆所存在的一些自身抗体剔除的一种方法。在ABOi器官移植中,血浆置换技术最主要的目的是清除患者体内的抗A、抗B抗体,减轻术后急性排斥反应发生。血浆置换技术能有效清除体内的小、中、大分子物质,特别是能与蛋白质结合的物质,如毒素、抗体等物质。在ABO血型抗体中,血浆置换术对各种血型抗体的滤过作用如图3-1所示,3种血型抗体中,抗体IgG分子量最小,IgM分子量最大,因此,血型抗体IgG的率过滤最高,IgA其次,IgM抗体率过滤最低,由此可知,在3种血型抗体中,血型抗体IgM在血液置换中最容易被清除。血浆置换技术在美国和日本广泛应用,其一次应用所清除的抗-ABO血型抗体达20%左右 [6]。血浆置换技术在清除ABO血型抗体的应用中,其主要的优点是:如用新鲜冻干AB型血浆置换,在清除血型抗体同时可以补充凝血因子;而其主要的缺点在于:有病毒等感染的风险,易发生过敏反应并且治疗费用较昂贵。血浆置换技术一方面可以单独应用于清除血型抗体,也可以与血浆双重滤过技术联合应用除去血型抗体。某滤过柱对ABO血型抗体在血浆置换中的滤过成分及比例(图3-1)。
图3-1 ABO血型抗体在血浆置换中的滤过成分及比例
2.免疫吸附技术
是近15年来在血浆置换的基础上发展起来的一种血液净化技术,其原理是分离的血浆再通过吸附器选择性清除相关抗体。在ABOi器官移植中,免疫吸附通过体外循环,将高度特异性的抗原-抗体与吸附材料结合制成吸附柱,选择性将血浆中的抗体清除,从而减轻移植术后的排斥反应。免疫吸附在一次单一治疗中所清除的抗-A和(或)抗-B IgM抗体大约为30%,而所清除的抗-A和(或)抗-B IgG抗体大约为20%,并且不会引起其他抗体的改变 [7]。在ABO不相容器官移植中,免疫吸附技术清除血型抗体的种类和百分比为:IgG1、2、3(100%),IgG3(30%~80%),IgM(56%),IgA(69%)。免疫吸附技术与血浆置换技术相比,在疗效和安全性等方面具有明显的优势,如:特异性吸附血型抗体,无白蛋白等血浆成分丢失,无需补充液且无病毒等感染风险。但免疫吸附技术也存在自身的缺点,如:需用特异性吸附器并且吸附器价格较贵等。
3.血浆双重滤过技术
是将分离出来的血浆再通过膜孔更小的血浆成分分离器,将体内较大分子量的蛋白质清除,而留下小分子量的白蛋白等有效成分,并加上补充液一并输回的治疗方法。血浆双重滤过技术是一项选择性很高的血液净化技术,它利用两个不同孔径的滤过器,一个是血浆分离器,通过离心分离或者过滤产生作用;另外一个是血浆滤过器,其孔径主要允许不大于或小于白蛋白的分子通过,而大于白蛋白的物质就会被清除出去。在ABOi器官移植的应用中,由于血浆滤过器膜孔径不同,对血型抗体的阻遏率亦不相同,因而治疗时应根据致病物质分子量的不同选择不同膜孔径的血浆滤过器,使之既能保证完全清除相应的抗体,又可最大限度地减少白蛋白的丢失。血浆双重滤过技术在ABOi器官移植中对不同成分的滤过作用和比例如图3-2所示,因血型抗体IgM的分子量大,则不易透过血浆滤过器而被有效地清除,而血型抗体IgG的分子量相对较小,与IgM相比,其通过血浆滤过器要相对容易些。血浆双重率过技术在清除血型抗体时的主要优点是:相对选择性清除ABO血型抗体和HLA抗体,白蛋白丢失量减少,一般可用白蛋白液补充,能有效减少病毒等感染风险及过敏反应。而其缺点主要是:有大量的凝血因子和大分子蛋白质丢失。
ABO血型抗体在血浆双重滤过中使用某型号吸附柱所滤过的成分及比例,如图3-2。
图3-2 ABO血型抗体在血浆双重滤过中所滤过的成分及比例
血浆置换技术、免疫吸附技术和血浆双重滤过技术是ABOi器官移植史上的重要突破性进展,这三项技术单独应用或相互联合应用时,能有效清除患者体内的抗A、抗B抗体,有效地减轻了移植后急性排斥反应的发生,大大提高了移植物和患者的生存率,对ABOi器官移植的发展起着重要作用。