发布时间：2021-03-03所属分类：医学论文浏览：1次
摘 要： 摘要国际输血协会(ISBT)在2019年8月注册了3个全新的血型系统:KANNO血型系统、Sid血型系统、CTL2血型系统(待定)。ISBT此次更新的主要原因是，2019年研究者们通过全基因组关联研究和全外显子组测序，先后发现了KANNO血型系统(rs1800014)和Sid血型系统(rs722488
摘要国际输血协会(ISBT)在2019年8月注册了3个全新的血型系统:KANNO血型系统、Sid血型系统、CTL2血型系统(待定)。ISBT此次更新的主要原因是，2019年研究者们通过全基因组关联研究和全外显子组测序，先后发现了KANNO血型系统(rs1800014)和Sid血型系统(rs7224888)表面抗原的重要单核苷酸多态性(SNP)位点，获得了这2种血型系统的遗传学证据支持，其结果也与目前的免疫学研究结论相一致。此外，虽然研究者在2017年首次发现红细胞血影(细胞膜)上也存在CTL2抗原，但由于缺少血清学和遗传学证据，CTL2血型系统目前仍为待定状态。本文将回顾这3个ISBT新增血型系统的实验研究进程，论述相关研究的临床意义。
关键词血型系统;KANNO1抗原;Sda抗原;CTL2抗原
根据国际输血协会(InternationalSocietyofBloodTransfusion，ISBT)的定义，红细胞血型是指使用人类同种抗体检测的红细胞表面抗原，是由基因所决定的一种遗传性状。明确由单独1个位点，或≥2个紧密连锁位点上基因所编码的一组血型抗原为血型系统，如ABO血型系统、Rh血型系统、Diego血型系统等。2019年8月，ISBT注册了3个全新的血型系统:KANNO血型系统、Sid血型系统和CTL2血型系统(待定)，正式注册的血型系统由36个增加到38个。本文现就3个新血型系统抗原近年来的相关研究做一综述。
ISBT血型系统内容的变更
ISBT成立于1935年，是输血医学领域的权威机构，该机构发布的红细胞血型分类是全球输血医学领域学者和从业者最为公认的分类方式。2019年8月，ISBT红细胞免疫遗传学和血型命名工作组发布公开文件，命名了2个全新的血型系统(037号KANNIO血型系统、038号Sid血型系统)和1个待定的血型系统(039号CTL2血型系统)，同时还命名了6种新增的血型系统抗原:LUNU抗原、LURA抗原、KDAS抗原、JMHN抗原、KANNO1抗原、Sda抗原。目前，ISBT正式命名的血型系统由36个增加到了38个(不包括待定状态的039号CTL2血型系统)，血型系统抗原种类由322个增加到了328个(不包括待定状态的CTL2.1抗原、Rif抗原)。
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红细胞膜骨架由血影蛋白结合肌动蛋白连接复合体交替编织构成，呈二维三角网格状结构，这使得红细胞能够维持中间下凹的圆盘形态。单个血影蛋白长度为80nm，具有伸缩能力，这使红细胞膜兼具弹性和可塑性[1]。红细胞膜上有许多表面锚定蛋白和跨膜蛋白，这些表面蛋白的多态性使得血型系统也呈现多态性。大多数血型抗原的成分是糖蛋白，其特异性主要取决于寡糖或氨基酸序列[2]。血型的检验方法主要包括血清学检验和遗传学检验[3]，ISBT红细胞免疫遗传学和血型命名工作组负责对已知的红细胞表面抗原、表型、基因型等的命名进行规范。该命名体系的最大特点是数字化，所有抗原都可用一个6位数字表示，且数字不重复。ISBT血型抗原命名分为4类:①血型系统;②血型组;③低频率抗原700系列;④高频率抗原901系列[2，4]。而本次ISBT增补了6个血型系统分类下的抗原，而其他3类血型抗原未作变动。根据ISBT对血型系统的定义，血型系统抗原需满足:①由明确的单基因或一组紧密连锁的同源基因簇所编码;②抗原分子结构及生物学功能明确;③有特异性抗体和免疫学反应[5]。而本次新增的Sid血型系统抗原和KANNO血型系统抗原已满足上述条件。
Sid血型系统原本被分类于高频率血型抗原901系列，编号901012。高频率抗原是指在人群中出现的频率大于99%的红细胞表面抗原。当抗原系列在遗传学、血清学方面的证据满足血型系统定义条件后便可被重新划归到血型系统中。近年来，FORS血型系统、JR血型系统、LAN血型系统、Vel血型系统、Augustine血型系统，均是从高频率血型抗原901系列划归到血型系统[5]。
KANNO血型系统研究进程及其临床意义
日本福岛医科大学医院在1例49岁日本女性体内鉴定出一种疑似新型红细胞同种抗体，研究者以该患者的姓“KANNO”命名了这种新发现的血型和抗原。此后，又报道了20余例抗-KANNO1抗体阳性的病例[6]。目前，KANNO血型系统只有一种KANNO1抗原，根据红细胞表面KANNO1抗原的有无分为KANNO1+和KANNO1-两种血型。除红细胞外，KANNO1抗原在血小板和白细胞表面也有表达[6]。Kawabata等[6]对28名抗-KANNO1抗体阳性样本(26名女性，2名男性)进行了血清学验证，验证结果表明，红细胞表面KANNO1抗原不同于任何目前已知的血型抗原。绝大多数人KANNO血型为KANNO1+，KANNO-血型者妊娠或输血后可能产生抗-KANNO1抗体。
Omae等[7]对KANNO1抗原进一步开展了遗传学研究，该研究发现，抗-朊病毒蛋白(prionprotein，PRNP)抗体与KANNO1+红细胞结合水平显著高于KANNO1-红细胞，红细胞表面KANNO1抗原位于膜PRNP上。PRNP是一种锚定在细胞膜上的糖蛋白，由PRNP基因负责编码[8]。4例KANNO-样本和415例东京健康人群样本的全基因组关联研究发现，KANNO1抗原单核苷酸多态性(singlenucleotidepolymorphism，SNP)位点也位于20号染色体13区PRNP基因内。进一步在18例KANNO-样本中开展的全外显子组测序验证性研究结果发现，这18例KANNO1-人群均携带有PRNP基因纯合突变c.655G>A(rs1800014)[7]。当PRNP基因发生突变(rs1800014)时，该密码子翻译的氨基酸由谷氨酸变为赖氨酸，显性等位基因(A)突变为隐性等位基因(a)。KANNO1-血型个体基因型为隐性等位基因纯合子(aa)，KANNO1+血型个体基因型为显性等位基因纯合子(AA)或杂合子(Aa)[7]。至此，KANNO血型的血清学和遗传学研究已构成了完整的证据支持，这使得KANNO血型被ISBT收录为037号血型系列。
1000Genomes数据库资料表明，rs1800014在东亚和南亚的频率分别为5.6%和2.5%。GenomeAggregation数据库资料表明，rs1800014在东亚和南亚的频率分别为3.5%和4.1%，而在其他人群中频率低于0.5%[7]。这提示，亚洲人群中KANNO1-比例可能相对较高。已有文献资料表明，抗-KANNO1IgG抗体亲和力强，但凝集作用弱，该血型抗体不会引起新生儿溶血，也无其他输血不良反应的报道，因此，目前尚无明确临床意义[6-7]。
Sid血型系统研究进程及其临床意义
目前，Sda抗原为Sid血型系统唯一抗原，根据红细胞表面Sda抗原有无，其可分为Sd(a-)和Sd(a+)这两种血型。Sda抗原在红细胞膜、消化道上皮均可表达[9-11]。除此之外，游离的Sda血型物质也可分布于唾液、母乳、胎粪和尿液中，其中尿液中浓度最高[12]。然超过一半Sd(a-)血型的人，尿液或唾液中仍可存在Sda血型物质[12]。
LoPresti等[13]鉴定出Sda抗原由17号染色体上长臂21区32带B4GALNT2基因编码，该基因的编码产物为β-1，4-N-乙酰半乳糖胺基转移酶2，其主要功能为在高尔基体上将二磷酸-N乙酰半乳糖转移到N-多糖复合物的末端形成Sda抗原上的β1，4糖苷键[14]。由于缺乏对Sd(a-)表型的遗传学资料显示，在2019年之前，Sid血型被ISBT归类为高频率抗原901系列。直到Stenfelt报道了4类与Sd(a-)表型有关的SNP[15]，使得Sid血型成为了038号血型系统。根据Stenfelt的研究结果，当B4GALNT2基因发生以下3种突变时，可产生Sd(a-)表型:①外显子10发生c.1396T>C(rs7224888)纯合突变(6例);②外显子10上rs7224888和外显子8上c.1134+5G>A(rs72835417)杂合突变(1例);③外显子10上c.1307A>G(rs148441237)和外显子11上c.1567C>T(rs61743617)杂合突变(1例)。还有1例Sd(a-)样本可无上述SNP[15]。
Sd(a+)血型在欧洲的频率约为90%，红细胞抗原和分泌物中，血型物质均为Sd(a-)约为4%[16]，目前，暂无其他地区的Sid血型分布的报道。抗-Sda抗体主要为IgM抗体，且绝大多数个体红细胞Sda抗原表达量都很低，所以，Sda抗原通常不会产生严重的溶血反应[16]。但极少数人红细胞膜表面存在一种Cad抗原，亦称Sd(a++)抗原，其能够与抗-Sda抗体产生强烈的作用，引起溶血反应[17]。此外，Sda抗原在不同脏器中的作用还包括影响肠道菌群组成[11]、异种器官移植的排斥作用[16-17]、抑制禽流感病毒感染等[18]。Sda血型物质在未来或可成为消化道肿瘤相关的生物标志物[10，19]，具有重要的临床研究价值。
CTL2血型抗原系统研究进程及其临床意义
Bryk等[20]在人类红细胞血影(细胞膜)上检测到了溶质载体家族44成员2(SoluteCarrierFamily44Member2，SLC44A2)，这首次证明了人类红细胞膜上也有CTL2抗原。CTL2血型抗原由胆碱转运蛋白样蛋白2(CholineTransporter-LikeProtein2，CTL2)基因编码，该基因也被称为SLC44A2基因，位于19号染色体长臂13区2带[21]。CTL2的主要功能是转运胆碱，在多种器官、组织中均可表达。人类血细胞中，除红细胞外，单核细胞、淋巴细胞、血小板细胞膜上也可存在CTL2抗原表达[22]。
CTL2基因的遗传学研究和CTL2抗原的免疫学研究对输血安全和人类自身免疫疾病的研究至关重要。人中性粒细胞同种抗原(humanneutrophilalloantigen-3a，HNA-3a)抗体是一种能使正常人的白细胞凝集的抗体。Curtis等[23]在8例HNA-3a阴性样本中鉴定出位于CTL2基因外显子7上的SNP位点c.542G>A(rs2288904)，这提示，该SNP位点的纯合基因型和HNA-3a抗原阴性相关。当该位点碱基为鸟嘌呤时，则编码出的CTL2第154位氨基酸为精氨酸，此时，CTL2将携带HNA-3a抗原。缺乏HNA-3a抗原的个体可通过输血和妊娠产生HNA3a抗体，含有HNA-3a抗体的母血和血制品可导致输血相关性急性肺损伤(transfusion-relatedacutelunginjury，TRALI)和新生儿同种免疫中性粒细胞减少症[24]。
TRAILI是由血制品中同种抗体介导的免疫反应，主要表现是毛细血管渗漏和继发肺水肿产生的肺损伤。在85%的TRALI病例中，病人体内可检测到HNA-3a抗体。即使是红细胞血制品中含有的少量血浆也可能引起TRALI，且由HNA-3a抗体引起的TRALI具有更高的致死率[25-26]。根据美国食品药品监督管理局2019年的最新数据，美国2017年共发生37例由输血导致的死亡事件，其中确诊和疑似TRALI的共9例，占24%。2013-2017年美国因输血导致的185例死亡事件中，确诊和疑似TRALI的共56例，占30%。在2016年前，TRALI是美国输血死亡事件中的占比最高的死因。随着只采用男性或未怀孕女性捐献者血浆制品策略的逐渐实施，美国、英国、加拿大、荷兰TRALI的死亡病例正在逐渐减少。我国现阶段仍需要使用女性捐赠者的血浆制品，这其中约26.6%为有孕史的输血者。根据Ou等[27]对中国云南、四川2省不同民族HNA-3a抗原频率的研究，汉族人群HNA-3a抗原阴性频率(10.7%-12.9%)高于同地区少数民族(4.6%-9.2%)，也高于欧洲人、高加索人和美国人[27]。因此，我国可能有更高的TRALI发生风险，根据等Ou[27]的推断，全国约有100万名女性具有携带HNA-3a抗体的风险。
研究表明，孕妇体内HNA-3a和HNA-3bIgG抗体可通过胎盘屏障，导致胎儿/新生儿中性粒细胞破坏，出生后可并发各类感染。这种同种免疫反应甚至可能发生于第一次妊娠[28]。Nair等[21]发现，自体免疫性耳聋患者体内有CTL2抗体，在耳蜗中高表达的CTL2可能是该疾病的靶标。
虽然目前已有大量关于CTL2抗原的研究，但不同于上述Sid血型系统和KANNO血型系统，CTL2血型系统的血清学、遗传学证据尚不完整，ISBT仍将其列为待定状态的血型系统。红细胞膜上CTL2抗原的发现，为相关同种免疫疾病、自体免疫性疾病的研究提供了新的思路和方向。同时，红细胞是目前临床输血科检验、配血最常用的指示细胞，具有易于获取、显色明显、凝集反应明确等优点。由于红细胞膜也具有CTL2抗原，未来红细胞及其加工制品或可成为血制品HNA-3a抗体筛查的工具，这有助于进一步提高输血安全。
展望
ISBT对KANNO血型系统、Sid血型系统、CTL2血型系统(待定)的收录及相关实验证据的发现，不仅有助于罕见血型临床输血安全的推进，也有助于多种疾病发病机制的探索，具有重要的学术价值。KANNO和Sid血型系统从发现到遗传学证实历经了数十年的时间。此次新增血型系统的最关键证据是血型抗原编码基因和重要SNP位点的发现和验证。随着基因测序、基因芯片等基因组学方法的普及，未来高频抗原和新抗原亚型的遗传学验证仍将是血型研究的重要突破口。对于具有临床意义的血型抗原，研究者可结合本区域内临床资料、流行病学资料和基因数据库资料，对该区域内人群抗体阳性率和不良事件发生风险进行评估。我国地域广袤，多民族聚居，人群呈现丰富的基因多态性，有大量的新型血型抗原等待被挖掘，所以研究者应对工作中遇到的抗筛阳性和特殊血型病例给予足够的关注。——论文作者：何克宇，徐婧*，张敏*
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