Генетика и клиническая значимость систем групп крови. Генетика и клиническая значимость системы Rh.

The ABO bloodgroup system is the most important blood type system (or blood group system) in human blood transfusion. Found on platelets, epithelium, and cells other than erythrocytes, AB antigens (as with other serotypes) [1] The associated anti-A and anti-B antibodies are usually IgM antibodies, which are produced in the first years of life by sensitization to environmental substances, such as food, bacteria, and viruses. ABO blood types are also present in some other animals, for example rodents and apes, such as chimpanzees, bonobos, and gorillas.

Blood groups are inherited from both parents. The ABO blood type is controlled by a single gene (the ABO gene) with three types of alleles inferred from classical genetics: i, IA, and IB. The I designation stands for isoagglutinogen, another term for antigen.[21] The gene encodes a glycosyltransferase—that is, an enzyme that modifies the carbohydrate content of the red blood cell antigens. The gene is located on the long arm of the ninth chromosome (9q34).

The IA allele gives type A, IB gives type B, and i gives type O. As both IA and IB are dominant over i, only ii people have type O blood. Individuals with IAIA or IAi have type A blood, and individuals with IBIB or IBi have type B. IAIB people have both phenotypes, because A and B express a special dominance relationship: codominance, which means that type A and B parents can have an AB child. A couple with type A and type B can also have a type O child if they are both heterozygous (IBi,IAi) The cis-AB phenotype has a single enzyme that creates both A and B antigens. The resulting red blood cells do not usually express A or B antigen at the same level that would be expected on common group A1 or B red blood cells, which can help solve the problem of an apparently genetically impossible blood group.Clinical relevance[edit]

The carbohydrate molecules on the surfaces of red blood cells have roles in cell membrane integrity, cell adhesion, membrane transportation of molecules, and acting as receptors for extracellular ligands, and enzymes. ABO antigens are found having similar roles on epithelial cells as well as red blood cells.[38][39]

Bleeding and thrombosis (von Willebrand factor)[edit]

The ABO antigen is also expressed on the von Willebrand factor (vWF) glycoprotein,[40] which participates in hemostasis (control of bleeding). In fact, having type O blood predisposes to bleeding,[41] as 30% of the total genetic variation observed in plasma vWF is explained by the effect of the ABO blood group,[42] and individuals with group O blood normally have significantly lower plasma levels of vWF (and Factor VIII) than do non-O individuals.[43][44] In addition, vWF is degraded more rapidly due to the higher prevalence of blood group O with the Cys1584 variant of vWF (an amino acid polymorphism in VWF):[45] the gene for ADAMTS13 (vWF-cleaving protease) maps to the ninth chromosome (9q34), the same locus as ABO blood type. Higher levels of vWF are more common amongst people who have had ischemic stroke (from blood clotting) for the first time.[46] The results of this study found that the occurrence was not affected by ADAMTS13 polymorphism, and the only significant genetic factor was the person's blood group.

Disease risks[edit]

Compared to O group individuals, non-O group (A, AB, and B) individuals have a 14% reduced risk of squamous cell carcinoma and 4% reduced risk of basal cell carcinoma.[47] Conversely, type O blood is associated with a reduced risk of pancreatic cancer.[48][49] The B antigen links with increased risk of ovarian cancer.[50] Gastric cancer has reported to be more common in blood group A and least in group O.[51]

According to Glass, Holmgren, et al., those in the O blood group have an increased risk of infection with cholera, and those O-group individuals who are infected have more severe infections. The mechanisms behind this association with cholera are unclear in the literature.[52]

ABO hemolytic disease of the newborn[edit]

Main article: Hemolytic disease of the newborn (ABO)

ABO blood group incompatibilities between the mother and child does not usually cause hemolytic disease of the newborn (HDN) because antibodies to the ABO blood groups are usually of the IgM type, which do not cross the placenta. However, in an O-type mother, IgG ABO antibodies are produced and the baby can potentially develop ABO hemolytic disease of the newborn.

Clinical applications[edit]

In human cells, the ABO alleles and their encoded glycosyltransferases have been described in several oncologic conditions.[53] Using anti-GTA/GTB monoclonal antibodies, it was demonstrated that a loss of these enzymes was correlated to malignant bladder and oral epithelia.[54][55] Furthermore, the expression of ABO blood group antigens in normal human tissues is dependent the type of differentiation of the epithelium.

ABO blood group system is the main system of blood groups, which is used for blood transfusion in humans. Associated anti-A and anti-B antibodies (immunoglobulins) are usually of the IgM type, which are usually formed during the first years of life during sensitization to substances that are around, mainly such as food, bacteria and Viruses. ABO blood group system is also present in some animals, for example, in monkeys (chimpanzees, bonobos and gorillas).

History of the discovery

It is believed that the ABO blood group system was first discovered by the Austrian scientist Karl Landsteiner, who identified and described three different types of blood in 1900. For his work, he was awarded the Nobel Prize in Physiology or Medicine in 1930. Through insufficiently close connections between scientists of that time, it was later established that the Czech serologist (a doctor specializing in the study of blood serum properties) Jan Jansky isolated for the first time, independently of the researches of K. Landsteiner, 4 blood groups of a human. However, it was the discovery of Landsteiner that was perceived by the scientific world of the time, whereas Yansky's investigations were relatively unknown. However, for today, it is J. Yansky's classification that is still used in Russia, Ukraine and former Soviet states. In the United States, Moss published his own, very similar work in 1910. Rh (the rhesus) blood group system (including Rh factor) is one of the 30 existing human blood groups systems. Clinically, this is the most important blood group system after ABO. Rh (rhesus) blood group system currently consists of 50 specific blood group antigens, among which 5 antigens D, C, c, E and e are the most important. Frequently used terms Rh factor, Rh-positive (Rh +) and Rh-negative (Rh) - relate only to antigen D. In addition, the value of this system in the process of blood transfusion, the Rh (rhesus) blood group system, in particular the antigen D , Causes the appearance of hemolytic disease of the newborn or erythroblastosis of the fetus, in which prevention is the key factor, since the treatment options remain very limited.

Rhesus factor

People who have or do not have a "Rh factor" on the surface of red blood cells (erythrocytes). This term refers only to the most immunogenic antigen of the type D Rh (rhesus) system of the blood group, or Rh-system of blood. The status, usually, is designated as Rh positive (Rh +, has antigen D) or Rh-negative (Rh-, the individual does not have D antigen) and is used in conjunction with the ABO blood group system. However, other antigens of this blood group system are also clinically relevant. These antigens are indicated separately (see below: Rh nomenclature). Unlike the blood group ABO, immunization against Rh can occur only with blood transfusion or placental influence during pregnancy.

History of the discovery

In 1939, Dr. Philippe Levin and Rufus Stetson first published a report on the clinical consequences of an uncertain Rh factor, a hemolytic blood transfusion reaction and a hemolytic disease of the newborn in its severe form. The researchers determined that the serum of the blood indicated in the report of the woman agglutinated with about 80% of the people with erythrocytes, although all known blood groups, in particular ABO, were compared. In the first description, this agglutinin was not given any name. In 1940, Dr. Karl Landsteiner and Alexander S. Wiener reported serum, which also reacts with about 85% of different human red blood cells. This serum was formed by immunizing rabbits with erythrocytes of Rhesus macaque. The antigen that caused this immunization was determined by them as a Rh factor.

Based on serological similarities, the Rh factor was subsequently used for antigens and anti-Rh antibodies found in those people that were previously described by Levine and Stetson. Although the differences between the two sera were discovered as far back as 1942 and visually demonstrated in 1963, the widely used term "Rh" was used for the clinical description of human antibodies that differ from those associated with the monkey rhesus. This real factor that was found in rhesus monkey was classified in the Landsteiner-Weiner antigen system (LW antigen, anti-LW antibodies) in honor of the pioneers. It was recognized that the Rh factor was alone in the system of various antigens. Based on various models of genetic inheritance, two different terminologies have been developed, both of which are still used (see below). Based on serological similarities, the Rh factor was subsequently used for antigens and anti-Rh antibodies found in those people that were previously described by Levine and Stetson. Although the differences between the two sera were discovered as far back as 1942 and visually demonstrated in 1963, the widely used term "Rh" was used for the clinical description of human antibodies that differ from those associated with the monkey rhesus. This real factor that was found in rhesus monkey was classified in the Landsteiner-Weiner antigen system (LW antigen, anti-LW antibodies) in honor of the pioneers. It was recognized that the Rh factor was alone in the system of various antigens. Based on various models of genetic inheritance, two different terminologies have been developed, both of which are still used (see below).

The clinical significance of this viscous antigen D (ie Rh factor) soon became clear. However, the unknowns had some key points that would help to recognize its importance in blood transfusion, as well as in hemolytic disease of newborns, including exchange blood transfusion and, importantly, its prevention through screening and prevention.

Rh-nomenclature

The Rh (Rh) blood group system has two sets of nomenclature: one developed by Fisher and Ras, the other by Weiner. Both systems reflect alternative theories of heredity. The Fisher-Ras system, which is more widely used today, uses the CDE nomenclature. This system was based on the theory that a single gene controls the product of each relevant antigen (eg, "gene D" produces antigen D, etc.). However, the d gene was hypothetical, not actual. The Weiner system used the Rh-Hr nomenclature. This system was based on the theory that there is one gene in one locus on each chromosome, each of which is responsible for the production of several antigens. In this theory, the R1 gene should cause the formation of "blood factors" Rh0, rh ', and rh "(which corresponds to the current nomenclature of D, C and e antigens) and gene r for the production of hr' and hr" (which corresponds to the current nomenclature c and E antigens).

The designations of the two theories are used interchangeably (alternately) in blood banks (for example, Rho (D) means RhD positive). The designation of Weiner is more complex and cumbersome for daily use. In connection with a simpler explanation, the Fisher-Race theory has become more widely used. DNA analysis showed that the two theories are partially true. In fact, there are two linked genes (RHCE and RHD), one with several features and one with one specific feature. Thus, Wiener's assumption that a gene can have several variations (many at first did not believe it) was correct. On the other hand, Weiner's theory that there is only one gene turned out to be wrong, because Fisher-Ras had his theory of existence faster than three genes, and 2. CDE designations used in the Fisher-Ras nomenclature are sometimes changed to DCE to more accurately Provide co-location of C and E coding on the RHCE gene, and facilitate interpretation.

ПЕРЕВОД

Система крови ABO - самая важная система типа крови (или система групп крови) в переливании крови человека. Найдено на тромбоцитах, эпителии и клетках, отличных от эритроцитов, антигенов AB (как и других серотипов) [1]. Связанные антитела против A и анти-B обычно представляют собой IgM-антитела, которые продуцируются в первые годы жизни путем сенсибилизации к Таких как продукты питания, бактерии и вирусы. Группы крови АВО также присутствуют у некоторых других животных, например грызунов и обезьян, таких как шимпанзе, бонобо и горилл.

Группы крови наследуются от обоих родителей. Тип крови ABO контролируется одним геном (ген ABO) с тремя типами аллелей, выведенными из классической генетики: i, IA и IB. Обозначение I обозначает изоглютиноген, другой термин для антигена [21]. Ген кодирует гликозилтрансферазу, то есть фермент, который модифицирует содержание углеводов в антигенах красных кровяных телец. Ген находится на длинном плече девятой хромосомы (9q34). IA аллель дает тип A, IB дает тип B, а i дает тип O. Поскольку и IA, и IB доминируют над i, только ii люди имеют кровь типа O. Индивидуумы с IAIA или IAi имеют кровь типа A, а люди с IBIB или IBi имеют тип B. У людей IAIB есть оба фенотипа, потому что A и B выражают особое отношение доминирования: codominance, что означает, что у родителей типа A и B может быть AB ребенок. Пара с типом A и типом B также может иметь ребенка типа O, если они оба гетерозиготны (IBi, IAi). Фенотип cis-AB имеет единственный фермент, который создает как антигены A, так и B. Образующиеся эритроциты обычно не экспрессируют антиген A или B на том же уровне, который можно было бы ожидать от общих эритроцитов группы A1 или B, что может помочь решить проблему, по-видимому, генетически невозможной группы крови. Клиническая значимость [редактировать]

Молекулы углеводов на поверхностях эритроцитов играют роль в целостности клеточной мембраны, клеточной адгезии, мембранной транспортировке молекул и действуют как рецепторы внеклеточных лигандов и ферментов. Найдены антигены ABO, имеющие сходную роль на эпителиальных клетках, а также эритроцитах [38] [39]

Кровотечение и тромбоз (фактор фон Виллебранда) [редактировать]

Антиген ABO также экспрессируется на гликопротеине фактора фон Виллебранда (vWF) [40], который участвует в гемостазе (контроль кровотечения). Фактически, наличие крови типа O предрасполагает к кровотечениям [41], так как 30% общей генетической изменчивости, наблюдаемой в плазме vWF, объясняется действием группы крови ABO [42], и у людей с группой крови O обычно значительно ниже Плазменных уровней vWF (и фактора VIII), чем у индивидуумов не-O [43] [44] Кроме того, vWF деградируется быстрее из-за более высокой распространенности группы крови O с Cys1584 вариантом vWF (полиморфизм аминокислот в VWF): [45] ген для ADAMTS13 (vWF-расщепляющая протеаза) сопоставляется с девятой хромосомой (9q34), тот же локус, что и тип крови АВО. Более высокие уровни vWF чаще встречаются среди людей, у которых впервые был выявлен ишемический инсульт (от свертывания крови) [46]. Результаты этого исследования показали, что полиморфизм ADAMTS13 не влиял на этот случай, и единственным значимым генетическим фактором была группа крови человека.

Риски заболеваний [редактировать]

По сравнению с индивидуумами группы O, у людей, не относящихся к группе O (A, AB и B), риск рака плоскоклеточной карциномы снижен на 14%, а риск карциномы базальных клеток - на 4% [47]. И наоборот, кровь типа O связана с уменьшенным риском рака поджелудочной железы. [48] [49] Антиген B связан с повышенным риском развития рака яичников. [50] Рак желудка, как сообщается, чаще встречается в группе крови А и наименее в группе О. [51]

Согласно Глазу, Холмгрену и др., В группе крови O повышен риск заражения холерой, а у тех, кто инфицирован О-группой, есть более тяжелые инфекции. Механизмы, лежащие в основе этой связи с холерой, неясны в литературе [52]

Гемолитическая болезнь АВО новорожденного [редактировать]

Основная статья: Гемолитическая болезнь новорожденных (ABO)

Несовместимость группы крови АВО между матерью и ребенком обычно не вызывает гемолитической болезни новорожденного (ГБН), поскольку антитела к группам крови АВО обычно относятся к типу IgM, которые не пересекают плаценту. Однако у матери O-типа продуцируются антитела IgG ABO, и у ребенка может развиться гемолитическое заболевание ABO новорожденного.

Клинические применения [редактировать]

В человеческих клетках аллели АВО и их закодированные гликозилтрансфераз описаны в нескольких онкологических состояниях [53]. Используя моноклональные антитела против GTA / GTB, было продемонстрировано, что потеря этих ферментов коррелировала со злокачественным пузырем и оральным эпителием [54] [55] Кроме того, экспрессия антигенов группы АВО в нормальных тканях человека зависит от типа дифференцировки эпителия.Система групп крови ABO - это основная система групп крови, которая используется при переливании крови у людей. Ассоциированные анти-А и анти-В-антитела (иммуноглобулины), обычно относятся к типу IgM, которые, как правило, образуются в первые годы жизни в процессе сенситизации к веществам, которые находятся вокруг, в основном таких, как продукты питания, бактерии и вирусы. Система групп крови ABO также присутствует у некоторых животных, например, у обезьян (шимпанзе, бонобо и горилл).

История открытия

Считается, что система групп крови ABO, впервые была обнаружена австрийским ученым Карлом Ландштейнером (Karl Landsteiner), который определил и описал три различных типа крови в 1900 году. За свою работу он был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине в 1930 году. Через недостаточно тесные связи между научными работниками того времени, значительно позже было установлено, что чешский серолог (врач, специализирующийся на изучении свойств сыворотки крови) Ян Янский (Jan Janský) впервые независимо от исследований К. Ландштейнера выделил 4 группы крови человека. Однако именно открытие Ландштейнера было воспринято научным миром того времени, тогда как исследования Я. Янского были относительно неизвестными. Однако на сегодня, именно классификация Я. Янского до сих пор применяется в России, Украине и государствах бывшего СССР. В США, Мосс опубликовал собственную, очень похожую работу в 1910 году.Rh (резус) система группы крови (включая резус-фактор) является одной из 30 существующих на сегодня человеческих систем групп крови. Клинически это важнейшая система группы крови после ABO. Rh (резус) система группы крови в настоящее время состоит из 50 определенных антигенов группы крови, среди которых 5 антигенов D, C, с, E и е являются наиболее важными. Часто используемые термины резус-фактор, резус-положительный (резус +) и резус-отрицательный (резус -) относятся только к антигену D. Кроме, значение этой системы в процессе переливании крови, Rh (резус) система группы крови, в частности антиген D, вызывает появление гемолитической болезни новорожденных или эритробластоза плода, при котором ключевым фактором является профилактика, поскольку возможности лечения остаются весьма ограниченными.

Резус-фактор

Люди, имеют или не имеют "резус-фактор" на поверхности красных кровяных клеток (эритроцитов). Этот термин относится только к наиболее иммуногенному антигену типа D Rh (резус) системы группы крови, или Rh-системы крови. Статус, обычно, обозначается как резус положительный (Rh +, имеет антиген D) или резус-отрицательный (Rh-, особь не имеет антигена D) и используется совместно с системой групп крови ABO. Вместе с тем, другие антигены этой системы группы крови, также, являются клинически значимыми. Эти антигены, указаны отдельно (см. ниже: номенклатура Rh). В отличие от группы крови ABO, иммунизация против Rh может состояться только при переливании крови или плацентарном влиянии во время беременности.

История открытия

В 1939 году доктор Филипп Левин и Руфус Стетсон впервые опубликовали доклад о клинических последствиях неопределенного резус-фактора, гемолитической реакции переливания крови и гемолитической болезни новорожденных при ее тяжелой форме. Исследователи определили, что сыворотка крови указанной в докладе женщины аглютинуеться (склеивается) с эритроцитами около 80% людей, хотя были сравнены все известные группы крови, в частности ABO. При первом описании этому агглютинину не было дано никакого названия. В 1940 году доктор Карл Ландштейнер и Александр С. Винер сообщили о сыворотке крови, которая также реагирует примерно с 85% различных человеческих красных кровяных клеток. Эта сыворотка была образована путем иммунизации кроликов эритроцитами резус - макаки. Антиген, вызвавший эту иммунизацию был определен ими как резус-фактор.

Основанный на серологических сходствах Rh фактор впоследствии был использован для антигенов и анти-Rh антител, найденных у тех людей, которые были описаны ранее Левиным и Стетсоном. Хотя различия между этими двумя сыворотками были обнаружены еще в 1942 году и наглядно продемонстрированы в 1963 году, широко используемый термин "резус" использовался для клинического описания человеческих антител, которые отличаются от тех, которые связаны с резусом обезьяны. Этот реальный фактор, который был найден в резусе макаки был классифицирован в системе антигена Ландштейнера-Вайнера (антиген LW, антитела анти-LW) в честь первооткрывателей. Было признано, что резус-фактор был один только в системе различных антигенов. На основе различных моделей генетического наследования, были разработаны две различные терминологии, обе из которых все еще используются (см. ниже). Основанный на серологических сходствах Rh фактор впоследствии был использован для антигенов и анти-Rh антител, найденных у тех людей, которые были описаны ранее Левиным и Стетсоном. Хотя различия между этими двумя сыворотками были обнаружены еще в 1942 году и наглядно продемонстрированы в 1963 году, широко используемый термин "резус" использовался для клинического описания человеческих антител, которые отличаются от тех, которые связаны с резусом обезьяны. Этот реальный фактор, который был найден в резусе макаки был классифицирован в системе антигена Ландштейнера-Вайнера (антиген LW, антитела анти-LW) в честь первооткрывателей. Было признано, что резус-фактор был один только в системе различных антигенов. На основе различных моделей генетического наследования, были разработаны две различные терминологии, обе из которых все еще используются (см. ниже).

Клиническое значение этого високоимунизационного антигена D (т.е. резус-фактора) вскоре стало понятным. Однако неизвестные были некоторые ключевые моменты, которые помогли бы признать его значение при переливании крови, а также при гемолитической болезни новорожденных, включая обменное переливание крови и, что немаловажно, ее предотвращению благодаря скринингу и профилактике.

Rh-номенклатура

Rh (резус) система группы крови имеет два набора номенклатуры: один разработан Фишером и Расом, другой Вайнером. Обе системы отражают альтернативные теории наследственности. Система Фишера-Раса, которая более широко используется сегодня, применяет CDE номенклатуру. Эта система была основана на теории, что отдельный ген контролирует продукт каждого соответствующего антигена (например, "ген D" производит антиген D, и т.д.). Однако ген d был гипотетическим, а не фактическим.

Система Вайнера использовала Rh-Hr номенклатуру. Эта система была основана на теории, что существует один ген в одном локусе на каждой хромосоме, каждый из которых отвечает за производство нескольких антигенов. В этой теории, ген R1 должен вызывать образование "факторов крови" Rh0, rh ', и rh "(что соответствует современной номенклатуре D, С и е антигенам) и ген r для производства hr' и hr" (что соответствует современной номенклатуре c и e антигенам). Обозначения двух теорий используется взаимозаменяемо (попеременно) в банках крови (например, Rho (D) означает RhD положительный). Обозначения Вайнера является более сложным и громоздким для повседневного использования. В связи с более простым объяснением теория Фишер-Раса стала более широко используемой.

Анализ ДНК показал, что две теории является частично верны. На самом деле есть два сцепленных гена (RHCE и RHD), один с несколькими особенностями и один с одной специфической чертой. Таким образом, предположение Винера, о том, что ген может иметь несколько вариаций (многие в это сначала не верили) было правильным. С другой стороны, теория Вайнера о том, что есть только один ген, оказалась неверной, поскольку Фишер-Рас имели свою теорию существования быстрее трех генов, а 2. CDE обозначения, используемые в номенклатуре Фишера-Раса иногда меняют на DCE, чтобы более точно представить совместное размещение С и Е кодирования на гене RHCE, и облегчить интерпретацию.

3. Поскольку у вас есть некоторые базовые знания в области генетики, молодая женщина (A, ниже) обратилась к вам за помощью. У нее есть брат, который умственно отсталый, но ее родители и вся семья ее мужа в норме. У нее есть двухлетняя дочь, которая показывает замедление своего брата. Сейчас она беременна и рассматривает возможность аборта по причине ее страха, что следующий ребенок также будет задержан. Вы можете помочь ей, ответив на вопросы ниже?