Группа крови (также известная как группа крови ) — это классификация крови , основанная на наличии и отсутствии антител и унаследованных антигенных веществ на поверхности эритроцитов (эритроцитов). Эти антигены могут быть белками , углеводами , гликопротеинами или гликолипидами , в зависимости от системы групп крови. Некоторые из этих антигенов также присутствуют на поверхности других типов клеток различных тканей . Несколько из этих поверхностных антигенов эритроцитов могут происходить от одного аллеля (или альтернативной версии гена) и вместе образовывать систему групп крови. [1]
Группы крови наследуются и представляют собой вклад обоих родителей человека. По состоянию на 31 декабря 2023 года Международное общество переливания крови (ISBT) признало [обновлять]в общей сложности 45 [2] систем групп крови человека . [3] Две наиболее важные системы групп крови — это ABO и Rh ; они определяют группу крови человека (A, B, AB и O, где + или − обозначают статус RhD ) для пригодности к переливанию крови .
Полная группа крови будет описывать каждую из 45 групп крови, а группа крови человека является одной из многих возможных комбинаций антигенов группы крови. [3] Почти всегда человек имеет одну и ту же группу крови на всю жизнь, но очень редко группа крови человека меняется из-за добавления или подавления антигена при инфекции , злокачественной опухоли или аутоиммунном заболевании . [4] [5] [6] [7] Еще одной более распространенной причиной изменения группы крови является пересадка костного мозга . Пересадка костного мозга выполняется при многих лейкозах и лимфомах , среди прочих заболеваний. Если человек получает костный мозг от кого-то с другой группой ABO (например, пациент с группой O получает костный мозг с группой A), группа крови пациента в конечном итоге должна стать группой крови донора, поскольку гемопоэтические стволовые клетки пациента (ГСК) разрушаются либо путем абляции костного мозга, либо Т-клетками донора. После того, как все исходные эритроциты пациента погибнут, они будут полностью заменены новыми клетками, полученными из донорских HSC. При условии, что у донора был другой тип ABO, поверхностные антигены новых клеток будут отличаться от антигенов на поверхности исходных эритроцитов пациента. [ необходима цитата ]
Некоторые группы крови связаны с наследованием других заболеваний; например, антиген Келла иногда связан с синдромом Маклеода . [8] Другой пример: болезнь Виллебранда может быть более тяжелой или явной у людей с группой крови O. Некоторые группы крови могут влиять на восприимчивость к инфекциям. Например, люди с группой крови O могут быть менее восприимчивы к длительному ковиду . [9] Другим примером является устойчивость к определенным видам малярии , наблюдаемая у людей, у которых отсутствует антиген Даффи . [10] Антиген Даффи, предположительно в результате естественного отбора , менее распространен в группах населения из районов с высокой заболеваемостью малярией. [11]
Система групп крови ABO включает два антигена и два антитела, обнаруженных в крови человека. Два антигена - это антиген A и антиген B. Два антитела - это антитело A и антитело B. Антигены присутствуют на эритроцитах, а антитела - в сыворотке . Что касается антигенных свойств крови, всех людей можно разделить на четыре группы: с антигеном A (группа A), с антигеном B (группа B), с антигеном A и B (группа AB) и без антигена (группа O). Антитела, присутствующие вместе с антигенами, обнаруживаются следующим образом: [ необходима цитата ]
Между подобными антигеном и антителом происходит реакция агглютинации (например, антиген А агглютинирует антитело А, а антиген В агглютинирует антитело В). Таким образом, переливание можно считать безопасным до тех пор, пока сыворотка реципиента не содержит антител к антигенам клеток крови донора. [ необходима цитата ]
Система ABO является наиболее важной системой групп крови при переливании крови человеку. Связанные антитела анти-A и анти-B обычно являются иммуноглобулинами M , сокращенно IgM , антителами. Была выдвинута гипотеза, что антитела ABO IgM вырабатываются в первые годы жизни в результате сенсибилизации к таким веществам окружающей среды, как пища, бактерии и вирусы , хотя правила совместимости групп крови применяются к новорожденным и младенцам на практике. [12] Первоначальная терминология, использованная Карлом Ландштейнером в 1901 году для классификации, была A/B/C; в более поздних публикациях «C» стало «O». [13] Тип O часто называют 0 ( ноль или нуль ) в других языках. [13] [14]
Система Rh (Rh означает резус ) является второй по значимости системой групп крови в переливании крови человеку с в настоящее время 50 антигенами. Наиболее значимым антигеном Rh является антиген D, поскольку он с наибольшей вероятностью спровоцирует реакцию иммунной системы из пяти основных антигенов Rh. Для D-отрицательных людей обычно не характерно наличие антител IgG или IgM против D, поскольку антитела против D обычно не вырабатываются при сенсибилизации к веществам окружающей среды. Однако у D-отрицательных людей могут вырабатываться антитела IgG против D после сенсибилизирующего события: возможно, фето-материнского переливания крови от плода во время беременности или иногда переливания крови с D-положительными эритроцитами . [15] В этих случаях может развиться заболевание Rh . [16] Резус-отрицательные группы крови встречаются гораздо реже в азиатских популяциях (0,3%), чем в европейских (15%). [17]
Наличие или отсутствие антигена Rh(D) обозначается знаком + или −, так, например, группа A− относится к типу ABO A и не имеет антигена Rh(D). [18]
Как и в случае со многими другими генетическими признаками, распределение групп крови ABO и Rh значительно различается между популяциями. [ необходима ссылка ] [19] Хотя в научном сообществе все еще ведутся споры о том, почему группы крови различаются географически и почему они вообще появились, данные свидетельствуют о том, что эволюция групп крови может быть обусловлена генетическим отбором тех типов, антигены которых обеспечивают устойчивость к определенным заболеваниям в определенных регионах — например, распространенность группы крови O в странах, эндемичных по малярии, где люди с группой крови O демонстрируют самые высокие показатели выживаемости. [20]
По состоянию на 31 декабря 2022 года [обновлять]Международным обществом по переливанию крови было идентифицировано 42 системы групп крови в дополнение к системам ABO и Rh. [3] Таким образом, в дополнение к антигенам ABO и антигенам Rh, на поверхностной мембране эритроцитов экспрессируется множество других антигенов. Например, человек может быть AB, D положительным и в то же время M и N положительным ( система MNS ), K положительным ( система Келла ), Le a или Le b отрицательным ( система Льюиса ) и так далее, будучи положительным или отрицательным для каждого антигена системы групп крови. Многие из систем групп крови были названы в честь пациентов, у которых изначально были обнаружены соответствующие антитела. Системы групп крови, отличные от ABO и Rh, представляют потенциальный, но относительно низкий риск осложнений при смешивании крови разных людей. [21]
Ниже приводится сравнение клинически значимых характеристик антител против основных систем групп крови человека: [22]
Трансфузионная медицина — это специализированная отрасль гематологии , которая занимается изучением групп крови, а также работой банка крови по предоставлению услуг по переливанию крови и других продуктов крови. Во всем мире продукты крови должны быть назначены врачом (лицензированным врачом или хирургом ) таким же образом, как и лекарства. [ необходима цитата ]
Большая часть рутинной работы банка крови включает тестирование крови как доноров, так и реципиентов, чтобы гарантировать, что каждому отдельному реципиенту переливается совместимая и максимально безопасная кровь. Если донору и реципиенту переливают порцию несовместимой крови , вероятны тяжелая острая гемолитическая реакция с гемолизом (разрушение эритроцитов), почечная недостаточность и шок , а также возможна смерть. [25] Антитела могут быть очень активными и могут атаковать эритроциты и связывать компоненты системы комплемента , вызывая массивный гемолиз перелитой крови. [26]
Пациенты в идеале должны получать собственную кровь или продукты крови определенного типа, чтобы свести к минимуму вероятность реакции на переливание . Также возможно использовать собственную кровь пациента для переливания. Это называется аутотрансфузией , которая всегда совместима с пациентом. Процедура промывания собственных эритроцитов пациента выглядит следующим образом: потерянная кровь пациента собирается и промывается физиологическим раствором. Процедура промывания дает концентрированные промытые эритроциты. Последний шаг - реинфузия упакованных эритроцитов пациенту. Существует несколько способов промывания эритроцитов. Два основных способа - это методы центрифугирования и фильтрации. Эту процедуру можно выполнять с помощью микрофильтрационных устройств, таких как фильтр Hemoclear. Риски можно дополнительно снизить путем перекрестной проверки соответствия крови, но ее можно пропустить, когда кровь требуется для экстренной ситуации. Перекрестная проверка соответствия включает смешивание образца сыворотки реципиента с образцом эритроцитов донора и проверку того, агглютинирует ли смесь или образует ли она комки. Если агглютинация не очевидна при прямом наблюдении, технолог банка крови обычно проверяет наличие агглютинации с помощью микроскопа . Если агглютинация происходит, кровь этого конкретного донора не может быть перелита этому конкретному реципиенту. В банке крови жизненно важно, чтобы все образцы крови были правильно идентифицированы, поэтому маркировка была стандартизирована с использованием системы штрих-кодов, известной как ISBT 128 .
Группа крови может быть указана на идентификационных бирках или на татуировках, которые носят военнослужащие, на случай, если им понадобится экстренное переливание крови. У фронтовых немецких солдат Waffen-SS были татуировки с группами крови во время Второй мировой войны .
Редкие группы крови могут вызывать проблемы с поставками для банков крови и больниц. Например, кровь с отрицательным резус-фактором Даффи встречается гораздо чаще у людей африканского происхождения, [27] и редкость этой группы крови у остальной части населения может привести к нехватке крови с отрицательным резус-фактором Даффи для этих пациентов. Аналогично, для людей с отрицательным резус-фактором существует риск, связанный с поездками в те части света, где поставки крови с отрицательным резус-фактором редки, особенно в Восточную Азию , где службы крови могут пытаться поощрять жителей Запада сдавать кровь. [28]
Беременная женщина может вынашивать плод с группой крови, отличной от ее собственной. Обычно это проблема, если у матери с резус-фактором рождается ребенок с отцом с резус-фактором, а плод оказывается с резус-фактором, как у отца. [29] В таких случаях мать может вырабатывать антитела группы крови IgG . Это может произойти, если некоторые клетки крови плода попадают в кровоток матери (например, небольшое фето-материнское кровотечение во время родов или акушерского вмешательства), а иногда и после терапевтического переливания крови . Это может вызвать резус-конфликт или другие формы гемолитической болезни новорожденных (ГБН) во время текущей беременности и/или последующих беременностей. Иногда это смертельно для плода; в этих случаях это называется водянкой плода . [30] Если известно, что у беременной женщины есть анти-D антитела, резус-конфликт плода можно проверить с помощью анализа ДНК плода в плазме матери, чтобы оценить риск для плода резус-конфликта. [31] Одним из главных достижений медицины двадцатого века стало предотвращение этого заболевания путем остановки образования антител к D у матерей с отрицательным резус-фактором с помощью инъекционного препарата, называемого Rho(D) иммуноглобулином . [32] [33] Антитела, связанные с некоторыми группами крови, могут вызывать тяжелую ГБН, другие могут вызывать только легкую ГБН, а третьи, как известно, не вызывают ГБН. [30]
Чтобы обеспечить максимальную пользу от каждой сдачи крови и продлить срок ее годности, банки крови фракционируют часть цельной крови на несколько продуктов. Наиболее распространенными из этих продуктов являются упакованные эритроциты, плазма , тромбоциты , криопреципитат и свежезамороженная плазма (СЗП). СЗП быстро замораживается для сохранения лабильных факторов свертывания V и VIII , которые обычно вводятся пациентам с потенциально фатальной проблемой свертывания, вызванной таким состоянием, как прогрессирующее заболевание печени , передозировка антикоагулянта или диссеминированное внутрисосудистое свертывание (ДВС). [ необходима цитата ]
Дозы эритроцитарной массы изготавливаются путем удаления как можно большего количества плазмы из доз цельной крови.
Факторы свертывания крови, синтезированные современными рекомбинантными методами, в настоящее время используются в повседневной клинической практике при гемофилии , поскольку они позволяют избежать риска передачи инфекции, который возникает при использовании объединенных продуктов крови.
Примечание к таблице
1. Предполагается отсутствие атипичных антител, которые могли бы вызвать несовместимость между кровью донора и реципиента, как это обычно бывает с кровью, отобранной путем перекрестного сопоставления.
Пациент с отрицательным резусом D, у которого нет антител к D (никогда ранее не сенсибилизированный к D-положительным эритроцитам), может получить переливание D-положительной крови один раз, но это вызовет сенсибилизацию к антигену D, и пациентка станет подвержена риску гемолитической болезни новорожденных . Если у пациента с отрицательным резусом выработались антитела к D, последующее воздействие D-положительной крови приведет к потенциально опасной реакции переливания. Rh D-положительная кровь никогда не должна переливаться женщинам с отрицательным резусом D детородного возраста или пациентам с антителами D, поэтому банки крови должны сохранять Rh-отрицательную кровь для этих пациентов. В экстремальных обстоятельствах, например, при сильном кровотечении, когда запасы D-отрицательной крови в банке крови очень малы, D-положительная кровь может быть перелита D-отрицательным женщинам старше детородного возраста или Rh-отрицательным мужчинам, при условии, что у них нет антител к D, чтобы сохранить запас D-отрицательной крови в банке крови. Обратное неверно; Rh D-положительные пациенты не реагируют на D-отрицательную кровь.
Такое же сопоставление проводится для других антигенов системы резус-фактора, таких как C, c, E и e, а также для других систем групп крови с известным риском для иммунизации, таких как система Келла, в частности, для женщин детородного возраста или пациентов с известной потребностью в многочисленных переливаниях.
Совместимость плазмы крови является обратной совместимостью эритроцитов. [37] Плазма типа AB не несет ни анти-A, ни анти-B антител и может быть перелита людям с любой группой крови; но пациенты с группой AB могут получать только плазму типа AB. Группа O несет оба антитела, поэтому люди с группой крови O могут получать плазму любой группы крови, но плазма типа O может использоваться только реципиентами группы O.
Примечание к таблице
1. При условии отсутствия сильных атипичных антител в плазме донора
Антитела Rh D встречаются редко, поэтому, как правило, ни отрицательная, ни положительная кровь D не содержат антитела анти-D. Если у потенциального донора при скрининге антител в банке крови обнаруживаются антитела анти-D или какие-либо сильные атипичные антитела группы крови, он не будет принят в качестве донора (или в некоторых банках крови кровь будет взята, но продукт должен быть соответствующим образом маркирован); поэтому плазма донорской крови, выданная банком крови, может быть выбрана так, чтобы она не содержала антител D и других атипичных антител, и такая донорская плазма, выданная банком крови, подойдет для реципиента, который может быть положительным или отрицательным по группе D, при условии, что плазма крови и реципиент совместимы по системе ABO. [ необходима цитата ]
При переливании эритроцитарной массы людей с группой крови O Rh D отрицательная часто называют универсальными донорами. Людей с группой крови AB Rh D положительная называют универсальными реципиентами. Однако эти термины верны только в целом в отношении возможных реакций анти-A и анти-B антител реципиента на перелитые эритроциты, а также возможной сенсибилизации к антигенам Rh D. Исключением являются люди с системой антигенов hh (также известной как фенотип Бомбея), которые могут безопасно получать кровь только от других доноров hh, поскольку они образуют антитела против антигена H, присутствующего на всех эритроцитах. [39] [40]
Доноры крови с исключительно сильными антителами анти-A, анти-B или любой атипичной группой крови могут быть исключены из сдачи крови. В целом, хотя плазменная фракция переливаемой крови может нести донорские антитела, не обнаруженные у реципиента, значительная реакция маловероятна из-за разбавления.
Кроме того, поверхностные антигены эритроцитов, отличные от A, B и Rh D, могут вызывать побочные реакции и сенсибилизацию, если они могут связываться с соответствующими антителами для генерации иммунного ответа. Переливания еще больше усложняются, поскольку тромбоциты и лейкоциты (WBC) имеют свои собственные системы поверхностных антигенов, и сенсибилизация к антигенам тромбоцитов или WBC может возникнуть в результате переливания.
Для переливания плазмы ситуация обратная. Плазма типа O, содержащая как анти-A, так и анти-B антитела, может быть введена только реципиентам O. Антитела будут атаковать антигены любой другой группы крови. Наоборот, плазма AB может быть введена пациентам с любой группой крови ABO, поскольку она не содержит никаких анти-A или анти-B антител.
Обычно тесты на группу крови проводятся путем добавления образца крови к раствору, содержащему антитела, соответствующие каждому антигену. Наличие антигена на поверхности клеток крови определяется агглютинацией .
В дополнение к текущей практике серологического тестирования групп крови, прогресс в молекулярной диагностике позволяет все чаще использовать генотипирование групп крови. В отличие от серологических тестов, сообщающих о прямом фенотипе группы крови, генотипирование позволяет предсказать фенотип на основе знания молекулярной основы известных в настоящее время антигенов. Это позволяет более детально определить группу крови и, следовательно, лучше подходить для переливания, что может быть решающим, в частности, для пациентов, которым необходимо много переливаний для предотвращения аллоиммунизации. [41] [42]
Группы крови были впервые обнаружены австрийским врачом Карлом Ландштейнером , работавшим в Патолого-анатомическом институте Венского университета (ныне Венский медицинский университет ). В 1900 году он обнаружил, что сыворотки крови разных людей слипаются (агглютинируют) при смешивании в пробирках, и не только это, некоторая человеческая кровь также слипается с кровью животных. [43] Он написал сноску из двух предложений:
Сыворотка здоровых людей не только агглютинирует эритроциты животных, но также часто и эритроциты человеческого происхождения, от других людей. Остается выяснить, связано ли это явление с врожденными различиями между людьми или это результат какого-то повреждения бактериального характера. [44]
Это было первым доказательством того, что у людей существует вариация крови. В следующем году, в 1901 году, он сделал окончательное наблюдение, что сыворотка крови человека будет агглютинировать только с сывороткой крови определенных людей. Основываясь на этом, он разделил человеческую кровь на три группы, а именно группу A, группу B и группу C. Он определил, что кровь группы A агглютинирует с группой B, но никогда со своим собственным типом. Аналогично, группа крови B агглютинирует с группой A. Группа крови C отличается тем, что она агглютинирует как с A, так и с B. [45] Это было открытие групп крови, за которое Ландштейнер был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине в 1930 году. (C позже была переименована в O от немецкого Ohne , что означает без, или ноль, или нуль. [46] ) Другая группа (позже названная AB) была открыта годом позже учениками Ландштейнера Адриано Стурли и Альфредом фон Декастелло без обозначения названия (просто ссылаясь на нее как на «без определенного типа»). [47] [48] Таким образом, после Ландштейнера были первоначально признаны три группы крови, а именно A, B и C. [48]
Чешский серолог Ян Янский был первым, кто распознал и обозначил четыре группы крови в 1907 году, что он опубликовал в местном журнале, [49] используя римские цифры I, II, III и IV (соответствующие современным O, A, B и AB соответственно). [50] Неизвестный Янскому американский врач Уильям Л. Мосс представил почти идентичную классификацию в 1910 году, [51] но с I и IV Мосса, соответствующими IV и I Янского. [52] Таким образом, существование двух систем немедленно создало путаницу и потенциальную опасность в медицинской практике. Система Мосса была принята в Великобритании, Франции и США, в то время как система Янского была предпочтительнее в большинстве других европейских стран и некоторых частях США. Сообщалось, что «практически универсальное использование классификации Мосса в то время было полностью и намеренно отброшено. Поэтому вместо того, чтобы навести порядок из хаоса, хаос был увеличен в крупных городах». [53] Чтобы разрешить путаницу, Американская ассоциация иммунологов , Общество американских бактериологов и Ассоциация патологов и бактериологов в 1921 году вынесли совместную рекомендацию о том, что классификация Янски должна быть принята на основе приоритета. [54] Однако она не была принята, особенно там, где использовалась система Мосса. [55]
В 1927 году Ландштейнер, перешедший в Рокфеллеровский институт медицинских исследований в Нью-Йорке и являвшийся членом комитета Национального исследовательского совета, занимавшегося вопросами групп крови, предложил заменить системы Янского и Мосса буквами O, A, B и AB, впервые введенными польским врачом Людвиком Хиршфельдом и немецким врачом Эмилем фон Дангерном . [56] Была еще одна путаница с использованием буквы O, введенной в 1910 году. [57] Так и не было ясно, предназначалась ли она для обозначения цифры 0, немецкого null для нуля или заглавной буквы O для ohne , что означает без; Ландштейнер выбрал последнее. [58]
В 1928 году Постоянная комиссия по биологической стандартизации приняла предложение Ландштейнера и заявила:
Комиссия с удовлетворением узнала, что по инициативе Организации здравоохранения Лиги Наций номенклатура, предложенная фон Дунгерном и Хиршфельдом для классификации групп крови, получила всеобщее признание, и рекомендует принять эту номенклатуру для международного использования в следующем виде: 0 AB AB. Для облегчения перехода от ранее применявшейся номенклатуры предлагается следующее:
- Янский ....0(I) A(II) B(III) AB(IV)
- Мох ... O(IV) A(II) B(III) AB(I) [59]
Эта классификация получила широкое распространение и с начала 1950-х годов стала повсеместно применяться. [60]
Хиршфельд и Дангерн открыли наследование групп крови как менделевскую генетику в 1910 году и существование подтипов A в 1911 году. [57] [61] В 1927 году Ландштейнер вместе с Филиппом Левином открыли систему групп крови MN , [62] и систему P. [63] Разработка теста Кумбса в 1945 году, [64] появление трансфузионной медицины и понимание гемолитической болезни новорожденных ABO привели к открытию большего количества групп крови. По состоянию на октябрь 2024 года [обновлять]Международное общество переливания крови (ISBT) признает 47 групп крови. [3]
Популярное псевдонаучное убеждение в странах Восточной Азии (особенно в Японии и Южной Корее [65] ), известное как 血液型ketsuekigata / hyeoraekhyeong , заключается в том, что группа крови человека по системе ABO является предиктором его личности , характера и совместимости с другими людьми . [66] Исследователи не установили, что не существует научной основы для категоризации личности по группе крови, и исследования не обнаружили «значимой связи между личностью и группой крови, что делает теорию «устаревшей» и приходит к выводу, что не существует оснований предполагать, что личность представляет собой нечто большее, чем случайную связь с группой крови». [65]
Различное географическое распределение α-талассемии, дефицита G6PD, овалоцитоза и группы крови с отрицательным геном Даффи являются дополнительными примерами общего принципа, согласно которому разные популяции развили разные генетические варианты для защиты от малярии.
Поскольку резус-отрицательная кровь встречается редко среди местных жителей, это Соглашение будет иметь особую ценность для резус-отрицательных экспатриантов и путешественников.