«Никогда два пациента не бывают в точности одинаковыми.»
Клод Бернар
Введение в изучение экспериментальной медицины, 1865. Часть II, глава II, § IX; фрагмент об индивидуальных различиях пациентов.
Историческая вводная
Кровь перестала быть иммунологически одинаковой
В 1901 году Карл Ландштейнер описал закономерные различия агглютинации при взаимодействии крови разных людей. Кровь оказалась неодинаковой не только по концентрациям клеток: существовали устойчивые особенности, определяющие совместимость. Это открытие стало основой системы групп крови и изменило понимание причин опасных реакций при переливании. [ИСТ20]
В 1945 году Робин Кумбс, Артур Мурант и Роберт Рейс описали антиглобулиновый тест для выявления слабых и неполных Rh-антител. Иммунное взаимодействие стало доступно обнаружению и тогда, когда его нельзя было увидеть как обычное непосредственное склеивание клеток. Метод расширил наблюдаемую часть реакции антиген — антитело. [ИСТ21]
Исторически это два разных достижения: сначала распознать, что клетки различаются по иммунологическим свойствам, затем научиться выявлять менее очевидное взаимодействие с антителами. Поэтому отсутствие видимой реакции не равнозначно отсутствию иммунного распознавания. Лабораторная совместимость — результат определённого исследования, а не впечатление о том, что любая человеческая кровь должна подходить другой. [ИСТ20], [ИСТ21]
К изучению главы. Изучая главу, последовательно разделяйте антиген на клетке, антитело в среде и способ обнаружения их взаимодействия. Это позволяет понять различие групповой принадлежности, сенсибилизации и индивидуальной совместимости.
Зачем необходимо знать иммуногематологию
Представьте эритроцит. С точки зрения физиологии это клетка, которая переносит кислород благодаря гемоглобину. Но иммунная система видит у неё ещё и своеобразный «паспорт»: набор молекул наружной мембраны. У одного человека часть этих молекул имеется, у другого отсутствует. Пока эритроциты находятся в собственном кровотоке, иммунологическая толерантность обычно не позволяет разрушать их. Когда же клетки другого человека попадают в сосудистое русло реципиента, совпадение «паспортов» становится вопросом безопасности: антитела могут распознать незнакомый антиген, запустить систему комплемента или привлечь макрофаги и разрушить перелитые клетки [23, 24, 31].
Иммуногематология помогает объяснить три на первый взгляд непохожие клинические картины. Первая — острая гемолитическая трансфузионная реакция, когда антитела реципиента взаимодействуют с антигенами донорских эритроцитов. Вторая — отсроченное разрушение перелитых клеток вследствие иммунологической памяти. Третья — гемолитическая болезнь плода и новорождённого, при которой материнские антитела пересекают плаценту и воздействуют на эритроциты ребёнка. Общий механизм один — специфическое распознавание антигена; различаются источник антител, время их возникновения и место, где проявляется повреждение [23, 28, 29].
Для клинического мышления полезно сразу задать четыре вопроса: чей антиген оказался в чужой иммунной среде, какие антитела присутствуют, могут ли они активировать комплемент либо взаимодействовать с макрофагами и как быстро это отразится на транспорте кислорода и функции органов. Последующие разделы последовательно дают ответы на каждый из этих вопросов.
Норма: эритроцит, его мембрана и иммунологическая толерантность
Зрелый эритроцит — безъядерная клетка, основная задача которой заключается в переносе кислорода и участии в транспорте углекислого газа. Нормальная эластичность мембраны позволяет ему многократно проходить через узкие капилляры и селезёночные синусоиды. На мембране имеются транспортные белки, рецепторы, молекулы адгезии, гликопротеины и гликолипиды. Некоторые различия их структуры наследуются и образуют антигены групп крови. Антигеном называют участок молекулы, который может специфически распознаваться антителом [31].
Иммунная система в норме формирует толерантность к собственным антигенам. Это не означает, что антител вообще нет: в плазме присутствуют естественные антитела к некоторым антигенам, отсутствующим у данного человека. Самый клинически важный пример — изогемагглютинины системы AB0. Напротив, иммунные антитела к антигенам Rh, Kell, Kidd и многих других систем чаще появляются после встречи с чужими эритроцитами: при беременности либо после трансфузии [23, 31].
Следует разделять три процесса. Агглютинация означает склеивание эритроцитов антителами в видимые или микроскопические агрегаты. Опсонизация — покрытие клетки антителами или фрагментами комплемента, облегчающее её распознавание фагоцитами. Гемолиз — разрушение эритроцита с потерей его целостности и освобождением гемоглобина. Агглютинация не всегда заканчивается гемолизом, а иммунное разрушение эритроцитов возможно и без выраженной агглютинации [23, 31].
Основные термины: что именно происходит в крови
Антиген — распознаваемая иммунной системой молекулярная структура. Антитело, или иммуноглобулин (Ig), — белок, избирательно связывающийся с антигеном. Аллоантитело направлено против антигена другого человека того же биологического вида, которого нет у реципиента; аутоантитело распознаёт собственные антигены. Аллоиммунизация означает формирование иммунного ответа после контакта с аллогенными антигенами. Сенсибилизация в данном контексте — состояние, когда иммунная система уже распознала антиген и способна быстрее отвечать при повторной встрече [24, 28, 31].
Реципиент — человек, которому вводят компонент донорской крови. Донор — человек, от которого он получен. Эритроцитсодержащий компонент предназначен прежде всего для увеличения доступной организму массы функционирующих эритроцитов. Трансфузионная реакция — неблагоприятное клиническое событие, временно связанное с переливанием; иммунный механизм имеется далеко не у каждой реакции. Проба на индивидуальную совместимость (crossmatch) — лабораторная оценка взаимодействия компонентов конкретного донора с образцом конкретного реципиента [24, 32].
Иммуноглобулин M (IgM) обычно имеет крупную пентамерную структуру и эффективно активирует классический путь комплемента. Иммуноглобулин G (IgG) меньше по размеру, может связываться с Fc-рецепторами макрофагов и проходит через плаценту посредством неонатального рецептора к Fc-фрагменту иммуноглобулина. Поэтому преобладание IgM помогает понять немедленный внутрисосудистый гемолиз при тяжёлой несовместимости AB0, а роль IgG — отсроченные реакции и гемолитическую болезнь плода. Это полезная логическая модель, хотя в реальности оба механизма иногда перекрываются [23, 28].
Система AB0: как формируются группы крови
В системе AB0 ключевую роль играют не целые «белки A и B», а конечные углеводные участки мембранных гликопротеинов и гликолипидов. Предшественником служит H-антиген. Фермент, кодируемый аллелем A, присоединяет к нему N-ацетилгалактозамин и создаёт антиген A; фермент, кодируемый аллелем B, присоединяет галактозу и формирует антиген B. При большинстве распространённых вариантов аллеля 0 функциональная активность соответствующей гликозилтрансферазы отсутствует, и H-структура остаётся преимущественно неизменённой. Поэтому обозначение «0» означает отсутствие антигенов A и B, а не отсутствие всех антигенов эритроцита [23, 31].
Представьте конструктор: H-антиген — общая основа, а A- и B-трансферазы добавляют к ней разные конечные детали. Иммунная система реагирует именно на различия этих деталей. Этим объясняется, почему антитело анти-A связывает эритроцит группы A, но обычно не взаимодействует с эритроцитом группы B или 0. Группы A, B, AB и 0 являются фенотипами — реально обнаруживаемыми признаками, тогда как генотип описывает комбинацию унаследованных аллелей [31].
Таблица 9.1. Группы системы AB0 и естественные антитела
Группа крови | Антигены A и B на эритроцитах | Обычные антитела в плазме |
|---|---|---|
0 (I) | A и B отсутствуют, H-структура сохранена | анти-A, анти-B |
A (II) | A | анти-B |
B (III) | B | анти-A |
AB (IV) | A и B | обычно отсутствуют анти-A и анти-B |
Антитела анти-A и анти-B появляются преимущественно после рождения. Их образование связано с контактом иммунной системы со структурами микроорганизмов и окружающей среды, похожими на углеводные антигены A и B. Поэтому у новорождённого собственных изогемагглютининов обычно мало, а взрослый человек нередко обладает достаточным количеством IgM для быстрой реакции на эритроциты несовместимой группы. Наличие у матери антител класса IgG против A или B представляет отдельную ситуацию: такие антитела способны пройти через плаценту [23, 31].
Почему несовместимость AB0 может быть опасна
Пусть у реципиента группа B, а в его кровоток попали эритроциты группы A. В плазме реципиента присутствуют анти-A. Они связываются с A-антигенами на мембране перелитых клеток, активируют классический путь комплемента, и в неблагоприятном случае формируется мембраноатакующий комплекс C5b–C9. Он нарушает целостность мембраны, вследствие чего гемоглобин оказывается вне эритроцита. Одновременно воспалительные медиаторы и фрагменты комплемента усиливают системную реакцию [23, 27].
Причинная цепочка выглядит так: несовместимый эритроцитарный антиген → связывание уже существующих антител → активация комплемента → разрушение клеток и высвобождение медиаторов → нарушения микроциркуляции и гемодинамики. При тяжёлом течении могут возникать гемоглобинемия, гемоглобинурия, острое повреждение почек и коагулопатия потребления. Но степень повреждения не следует определять только по группе крови: значение имеют количество и активность антител, объём контакта, свойства компонента и исходное состояние реципиента [23, 27].
Не путайте две совместимости. Для эритроцитсодержащего компонента прежде всего важно, чтобы антигены донорских эритроцитов не стали мишенью антител реципиента. Для плазмы, наоборот, необходимо учитывать содержащиеся в донорской плазме антитела по отношению к эритроцитам реципиента. Поэтому фраза «группа 0 — универсальный донор» без указания вида компонента вводит в заблуждение. Совместимость по AB0 не отменяет оценки RhD, антигена K, клинически значимых аллоантител и других требований [24, 32].
Наследование групп AB0 и пределы генетических выводов
Аллели A и B в классическом варианте проявляются кодоминантно: при сочетании A/B на эритроцитах определяются оба антигена. Аллель 0 в большинстве распространённых сочетаний рецессивен по отношению к A и B. Поэтому родители с фенотипами A и B могут иметь ребёнка с группой 0, если оба являются носителями соответствующего аллеля 0. Напротив, при обычном наследовании от родителей с фенотипом 0 ожидают детей с фенотипом 0 [23, 31].
Но по группе крови нельзя достоверно устанавливать или отвергать биологическое родство без генетического исследования. Причина в существовании слабых вариантов антигенов, подгрупп A, редких фенотипов и технических особенностей серологического исследования. Иммуногематологическая фенотипизация — это диагностика антигенов крови, а не полноценная генетическая экспертиза [31].
RhD, другие Rh-антигены и система Kell
Под названием резус-принадлежность в обычной клинической записи понимают наличие или отсутствие антигена D на эритроцитах. RhD-положительный фенотип означает обнаружение антигена D, RhD-отрицательный — его отсутствие при используемом алгоритме исследования. При этом резус-система значительно шире одного антигена: клинически значимы C, c, E, e и варианты экспрессии D, включая слабые и частичные формы. В отличие от AB0, Rh-антигены являются преимущественно белковыми мембранными структурами [24, 31].
Почему RhD настолько важен? У RhD-отрицательного человека при контакте с RhD-положительными эритроцитами может сформироваться иммунный ответ с образованием анти-D класса IgG. Эти антитела способны оставаться значимыми при последующих трансфузиях и беременностях. Если эритроцит несёт D-антиген и встречает уже существующие анти-D, иммунная система маркирует его для преимущественно внесосудистого разрушения макрофагами. Это принципиально отличается от предположения, будто в крови каждого RhD-отрицательного человека изначально обязательно есть анти-D: без предшествующей сенсибилизации таких антител обычно нет [23, 28].
Система Kell важна и для трансфузий, и для беременности. Антитела анти-K способны вызывать иммунное разрушение эритроцитов; во внутриутробном периоде они дополнительно могут подавлять образование новых эритроидных клеток. Поэтому тяжесть анемии плода не всегда пропорциональна повышению билирубина или титру антител. Другие системы, в частности Kidd (Jk), Duffy (Fy) и MNS, тоже могут иметь клиническое значение; антитела Kidd особенно важны при некоторых отсроченных трансфузионных реакциях [28, 31].
От первой встречи с антигеном к иммунологической памяти
При первичном контакте с незнакомым эритроцитарным антигеном иммунная система должна пройти несколько этапов: распознавание антигена → активация антиген-специфических лимфоцитов → продукция антител → формирование клеток памяти. Эти события занимают время, и концентрация антител не обязательно сразу становится достаточной для обнаружения при стандартном скрининге. После длительного интервала их количество может снизиться настолько, что скрининговый тест окажется отрицательным, хотя клетки памяти сохранятся [23, 28].
При повторной встрече с тем же антигеном развивается анамнестический иммунный ответ: клетки памяти быстрее производят IgG, связывающиеся с донорскими эритроцитами. Возникает отсроченная гемолитическая трансфузионная реакция, которая может проявиться через несколько дней падением гемоглобина, увеличением непрямого билирубина и снижением ожидаемого результата трансфузии. Отсюда важный вывод: отрицательный текущий скрининг не делает сведения об антителах, обнаруженных когда-либо раньше, несущественными [23, 24].
Исследования группы крови: что показывает каждая реакция
При прямом определении AB0 лаборатория исследует антигены самих эритроцитов, используя диагностические реагенты анти-A и анти-B. Агглютинация с анти-A означает наличие соответствующего антигена, с анти-B — антигена B. При обратном определении AB0 исследуют антитела плазмы или сыворотки с помощью стандартных тест-эритроцитов A и B. Эти два исследования отвечают на разные вопросы и взаимно подтверждают результат. Например, для группы A ожидают агглютинацию собственных клеток с анти-A и реакцию сыворотки с тест-клетками B [23, 24].
Прямой антиглобулиновый тест (ПАГТ; прямая проба Кумбса, DAT) выявляет иммуноглобулины и/или компоненты комплемента, уже фиксированные на поверхности эритроцитов *в организме*. Он помогает выявить иммунную природу гемолиза, но сам по себе не устанавливает её причину и не доказывает, что гемолиз действительно происходит. Непрямой антиглобулиновый тест (НАГТ; непрямая проба Кумбса, IAT) помогает обнаружить антитела плазмы, способные связаться с антигенами тестовых эритроцитов *в лабораторных условиях*. Его используют для скрининга и идентификации антиэритроцитарных антител и в исследованиях совместимости [24, 28, 32].
Положительный скрининг не равнозначен диагнозу «несовместимая кровь». Необходимо установить специфичность антител, клиническую значимость соответствующего антигена и определить, какой компонент совместим. Отрицательная проба на конкретном этапе тоже не гарантирует отсутствия всех возможных рисков: иммунологическая память, ошибки идентификации образцов и неиммунные осложнения оцениваются отдельно [24, 32].
От молекулы к клинической картине: связь механизма и органного повреждения
Наиболее показателен путь свободного гемоглобина при внутрисосудистом гемолизе. Если эритроциты разрушаются непосредственно в сосудистом русле, свободный гемоглобин сначала связывается гаптоглобином. При выраженном гемолизе возможности этого связывания истощаются: уровень гаптоглобина падает, а часть гемоглобина появляется в плазме и фильтруется в почках. Гемовые пигменты способны повреждать канальцевый эпителий, особенно на фоне гипоперфузии. Одновременно иммунная реакция и воспаление ухудшают микроциркуляцию. Возникает цепочка от взаимодействия антитела с мембраной клетки до почечного и системного осложнения [23, 27].
При внесосудистом гемолизе эритроциты чаще захватываются макрофагами селезёнки и печени. Гем расщепляется, образуется неконъюгированный (непрямой) билирубин, который транспортируется с альбумином в печень. Следовательно, повышенный непрямой билирубин при снижении гемоглобина может указывать на повышенное разрушение эритроцитов, но не заменяет полноценной дифференциальной диагностики. Не каждый высокий билирубин объясняется гемолизом, и не при каждом гемолизе он повышается одинаково [23, 28].