Przeciwciała – budowa i klasyfikacja: znaczenie alloprzeciwciał w transfuzjologii medycznej

mgr Urszula Mazur, mgr Gabriela Migacz, mgr Katarzyna Pacyna

Przeciwciała są białkami należącymi do frakcji globulin, dlatego noszą nazwę immunoglobulin (Ig). Mają zdolność swoistego łączenia się z antygenem i są jednymi z najważniejszych cząsteczek układu odpornościowego [1,2].

Budowa przeciwciał

Wspólną cechą budowy immunoglobulin jest obecność dwóch identycznych, polipeptydowych  łańcuchów ciężkich H (heavy), które połączone są za pomocą disiarczkowych wiązań kowalencyjnych w tak zwanym regionie zawiasowym, oraz dwóch łańcuchów lekkich L (light) [2,3]. Ze względu na różnice w budowie łańcuchów ciężkich: α (alfa), δ (delta), ε (epsilon), γ (gamma) oraz µ (mi), wyróżnia się odpowiednio pięć klas immunoglobulin: IgA, IgD, IgE, IgG i IgM. Łańcuchy lekkie występują w dwóch odmianach: typu κ (kappa) i typu λ (lambda). Trawienie cząsteczki IgG papainą sprawia, że rozpada się ona na dwa takie same fragmenty Fab, które posiadają miejsce wiążące antygen, oraz na fragment Fc [1].

Rycina 1. Schemat budowy immunoglobuliny [3].

Oprócz monomerów, czyli cząsteczek przeciwciał zbudowanych z czterech łańcuchów, występują także formy polimeryczne. Cząsteczki IgG są monomerami, IgM pentamerami, natomiast IgA obecne są w surowicy głównie jako monomery, a w wydzielinach śluzowo-surowiczych występują w postaci dimerów. Ponadto w obrębie jednej klasy immunoglobulin można wyróżnić podklasy, na przykład IgG1, IgG2, IgG3, IgG4, wynikające z różnic w strukturze łańcuchów H [1].

Rycina 2. Forma monomeryczna i formy polimeryczne przeciwciał [1].

Przeciwciała skierowane do krwinek czerwonych

W praktyce transfuzjologicznej przeciwciała przeciwko antygenom krwinek czerwonych to najczęściej immunoglobuliny klasy IgG i IgM, znacznie rzadziej  klasy IgA [3]. Przeciwciała skierowane do krwinek czerwonych można również podzielić na przeciwciała naturalne i odpornościowe. Przeciwciała naturalne są niezależne od uodpornienia antygenami krwinek czerwonych i pojawiają się na skutek kontaktu z antygenami występującymi powszechnie w środowisku, takimi jak bakterie czy grzyby. Przeciwciała naturalne mogą być regularne, czyli zawsze obecne, lub nieregularne – występujące we krwi okresowo [2]. Do regularnych przeciwciał naturalnych należą przeciwciała z układu AB0, których obecność definiuje reguła Landsteinera. Określa ona obecność w osoczu naturalnych, regularnych alloprzeciwciał anty-A i anty-B skierowanych przeciwko antygenowi nieobecnemu na własnych krwinkach [4]. W układach grupowych: MNS, H, P1PK i Lewis również mogą występować przeciwciała naturalne. Pojawiają się one rzadko i mogą zanikać, więc są to przeciwciała nieregularne. Osobną grupę stanowią przeciwciała odpornościowe powstające na skutek zetknięcia się z antygenami krwinek czerwonych na skutek przebytej transfuzji lub ciąży. Pojawiają się okresowo we krwi, więc należą do grupy przeciwciał nieregularnych [3].

Tabela 1. Klasyfikacja przeciwciał grupowych [2].

*rzadko

Co ciekawe, przeciwciała naturalne nie występują w pierwszych miesiącach życia u noworodka. Zaczynają być stopniowo wykrywalne zazwyczaj w szóstym miesiącu życia i osiągają stężenie podobne jak u dorosłych do momentu ukończenia drugiego roku życia. Zdarza się, że wykrywa się przeciwciała odpornościowe w osoczu noworodka, jednak pochodzą one wyłącznie od matki. Dzieje się tak dlatego, iż przeciwciała klasy IgG mają zdolność przechodzenia przez łożysko [3].

Alloimmunizacja antygenami krwinek czerwonych

Ze względu na duże zróżnicowanie antygenów czerwonokrwinkowych każda transfuzja wiąże się z  ryzykiem uodpornienia biorcy antygenami dawcy. Efektem tego jest pojawienie się u osób leczonych krwią alloprzeciwciał odpornościowych. Ponadto, u kobiet w ciąży wzrasta prawdopodobieństwo wytworzenia przeciwciał, a co za tym idzie, wzrasta częstość wykrywania alloprzeciwciał u kobiet [4,5]. 

W celu wykrycia alloprzeciwciał wykonuje się badanie przeglądowe. W praktyce serologicznej badanie na obecność przeciwciał stanowi integralną część oznaczenia grupy krwi i próby zgodności serologicznej lub może być zlecane jako samodzielne badanie. W przypadku wykrycia alloprzeciwciał w badanej próbce konieczna jest ich identyfikacja, co pozwala na określenie ich swoistości  oraz odpowiedni dobór składników krwi do transfuzji [5].

Zasady doboru krwi dla pacjentów z alloprzeciwciałami

Pokrótce, dla pacjenta z  alloprzeciwciałami  najistotniejsze jest dobranie koncentratu krwinek czerwonych (KKCz) bez antygenu, do którego przeciwciała biorcy są skierowane. Również, w zależności od charakteru przeciwciał, dobiera się KKCz zgodny fenotypowo w układzie Rh i antygenie K. Szczegółowe informacje dotyczące dobierania krwi dla biorcy z przeciwciałami zawiera Obwieszczenie Ministra Zdrowia z dnia 11 stycznia 2023 r. w sprawie wymagań dobrej praktyki przechowywania i wydawania krwi i jej składników dla banków krwi oraz badań z zakresu immunologii transfuzjologicznej wykonywanych w zakładach leczniczych innych niż regionalne centra, Wojskowe Centrum lub Centrum MSWiA [6].

Tabela 2. Zalecenia do dobierania krwi dla pacjentów z wybranymi alloprzeciwciałami [4,6].

Alloprzeciwciała do antygenów krwinek czerwonych mają znaczenie kliniczne wówczas, gdy mogą prowadzić do wystąpienia objawów hemolizy. W zależności od klasy przeciwciał w literaturze wymienia się dwa odrębne mechanizmy niszczenia krwinek czerwonych: zewnątrznaczyniowy oraz wewnątrznaczyniowy. Immunoglobuliny klasy IgG zazwyczaj indukują hemolizę zewnątrznaczyniową. Natomiast cząsteczki IgM w połączeniu z antygenem aktywują układ dopełniacza prowadząc do  hemolizy wewnątrznaczyniowej [2,7]. Znaczenie kliniczne przeciwciał zależy również od swoistości i podklas IgG, ale także od temperatury reaktywności. Za istotne klinicznie uznaje się przeciwciała reagujące w temperaturze powyżej 30⁰C [4].

Zdarza się, że przeciwciała naturalne mogą zmienić swój charakter i klasę [4]. W praktyce transfuzjologicznej najczęściej spotykanym przykładem takich przeciwciał są przeciwciała z układu MNS o swoistości anty- M. Przeciwciała anty-M to głównie naturalne, nieregularne przeciwciała klasy IgM, najlepiej reagujące w 4⁰C i słabo lub w ogóle nie reagujące w 37⁰C. Zdarza się jednak, że zmieniają swój charakter i występują w klasie IgG [3]. Jednak rzadko przeciwciała anty-M są wyłącznie klasy IgG, częściej pojawiają się jako komponenta IgG razem z IgM [7]. W zależności od charakteru i klasy przeciwciał anty-M zmieniają się również, jak przedstawiono w tabeli 2., zalecenia transfuzjologiczne. W przypadku kiedy przeciwciała anty-M są klasy IgM i nie reagują w 37⁰ C, nie ma konieczności doboru krwi ujemnej dla antygenu M. Natomiast w sytuacji kiedy przeciwciała anty-M reagują w temperaturze 37⁰C lub są klasy IgG należy dobrać KKCz o fenotypie M- oraz zgodny w układzie Rh i antygenie K [4,6,8]. W literaturze opisano wiele przypadków, kiedy przeciwciało anty-M klasy IgG było przyczyną poprzetoczeniowej reakcji hemolitycznej lub choroby hemolitycznej płodu i noworodka (ChHPN).

Opis przypadków 

Emmanuel A. Fadeyi i wsp. [8] opisali przypadek 28-letniego mężczyzny bez wcześniejszej historii transfuzji, u którego rozwinęła się hemoliza spowodowana obecnością przeciwciał anty-M klasy IgG. Mężczyzna trafił do szpitala z licznymi obrażeniami w wyniku wypadku. Przetoczono mu 10 jednostek KKCz, z czego 6 jednostek było dodatnie pod względem antygenu M. Początkowo przeglądowe badania przeciwciał w pośrednim teście antyglobulinowym (PTA) były ujemne. Po 12 dniach zaobserwowano spadek poziomu hemoglobiny, bez oznak krwawienia. W badaniach laboratoryjnych odnotowano wzrost stężenia bilirubiny bezpośredniej. Ponownie wykonano test PTA, który tym razem był dodatni. Zidentyfikowano przeciwciało o swoistości anty-M oraz na podstawie genotypu określono fenotyp krwinek pacjenta z układu MNS jako M-N+. Bezpośredni test antyglobulinowy (BTA) był dodatni dla IgG oraz ujemny dla C3d. Ponadto, przeciwciało anty-M zostało zidentyfikowane w eluacie, co potwierdziło reakcję hemolityczną po transfuzji. Pacjentowi przetoczono 4 jednostki KKCz o fenotypie M-. Zaobserwowano wzrost poziomu hemoglobiny. Jednak z powodu odniesionych obrażeń 7 dni później pacjent zmarł.

Lin Li i wsp. [9] opisali przypadek ciężkiej choroby hemolitycznej płodu i noworodka (ChHPN) wywołanej przez przeciwciała anty-M klasy IgG. Autorzy zajmowali się 31- letnią kobietą w ciąży, która zgłosiła do ich ośrodka po trzech straconych ciążach (w historii jedno poronienie i dwa zgony wewnątrzmaciczne). Wykonano przeglądowe badanie przeciwciał, w którym wykryto, a następnie zidentyfikowano przeciwciało o swoistości anty-M klasy IgG. Miano przeciwciał wynosiło 64. Wykonano oznaczenie fenotypu układu MNS matki (M-N+) oraz ojca (M+N+). Do innych układów krwinek czerwonych alloprzeciwciał nie wykryto. Dwa lata później pacjentka poroniła w 60. dniu trwania ciąży. W piątej ciąży od 11. tygodnia jej trwania regularnie badano miano przeciwciał anty-M, które w pierwszym trymestrze wynosiło 64. W 17. tygodniu miano wzrosło do 256, podczas gdy u płodu nie obserwowano cech hemolizy. W 22. tygodniu i 5. dniu ciąży odnotowano nieprawidłowości w środkowej tętnicy mózgowej płodu, co wskazywało na umiarkowaną do ciężkiej anemię płodową. Przeprowadzono pięć transfuzji wewnątrzmacicznych. W 36. tygodniu ciąży urodził się chłopiec, który po narodzinach otrzymał dwie transfuzje i do 6. miesiąca życia nie zaobserwowano u niego nieprawidłowości neurologicznych.

Podsumowanie

Przeciwciała skierowane  do antygenów  krwinek czerwonych to zazwyczaj immunoglobuliny klasy IgG i IgM, rzadziej IgA. Przeciwciała te mogą być naturalne regularne lub nieregularne oraz odpornościowe. Przeciwciała naturalne mogą zmienić swój charakter i klasę, czego najlepszym przykładem są przeciwciała anty-M z układu MNS. W zależności od charakteru przeciwciał mogą prowadzić do hemolizy zewnątrznaczyniowej lub gwałtownej hemolizy wewnątrznaczyniowej. Znajomość klasyfikacji przeciwciał, a przez to ich właściwości jest kluczowe w praktyce transfuzjologicznej. U pacjentów, u których wykryto, a następnie zidentyfikowano przeciwciała, wiedza na temat charakteru zidentyfikowanego przeciwciała pozwala na odpowiedni dobór krwi do transfuzji. Wiedza na temat znaczenia klinicznego przeciwciał jest również ważna w przypadku ciężarnych kobiet. Wczesne wykrycie przeciwciał pozwala na wprowadzenie działań dających możliwość monitorowania płodu oraz zapobiegania rozwojowi choroby hemolitycznej płodu i noworodka.

Piśmiennictwo 

1. Gołąb J, Jakóbisiak M, Lasek W, Stokłosa T. Immunologia. Wydawnictwo Naukowe PWN S.A., Warszawa 2017; 20-21
2. Korsak J, Łętkowska M. Transfuzjologia kliniczna. Wydawnictwo Medyczne α-medica press  2009; 42-45
3. Fabijańska-Mitek J. Immunohematologia Grupy krwi i niedokrwistości. Fundacja Pro Pharmacia Futura, Warszawa 2025; 25-29:63
4. Fabijańska-Mitek J, Bochenek-Jantczak D, Grajewska A, Wieczorek K. Badania immunohematologiczne i organizacja krwiolecznictwa – kompendium. Fundacja Pro Pharmacia Futura, Warszawa 2023; 40:53:60:88-90
5. Bochenek- Jantczak D, Szczudło K. Pracownia immunologii transfuzjologicznej – organizacja i zasady wykonywania badań. Wydawnictwo Medyczne α-medica press, Warszawa 2023; 111
6. Obwieszczenie Ministra Zdrowia z dnia 11 stycznia 2023 r. w sprawie wymagań dobrej praktyki przechowywania i wydawania krwi i jej składników dla banków krwi oraz badań z zakresu immunologii transfuzjologicznej wykonywanych w zakładach leczniczych innych niż regionalne centra, Wojskowe Centrum lub Centrum MSWiA
7. Flegel WA. Pathogenesis and mechanisms of antibody-mediated hemolysis. Transfusion. 2015 Jul;55 Suppl 2(0):S47-58. doi: 10.1111/trf.13147. PMID: 26174897; PMCID: PMC4503931.
8. Fadeyi EA, Naal T, Green M, Simmons JH, Jones MR, Pomper GJ. Anti-M-Induced Delayed Hemolytic Transfusion Reaction. Lab Med. 2020 Jul 8;51(4):426-429. doi: 10.1093/labmed/lmz078. PMID: 31756244.
9. Li L, Huang L, Luo G, Luo Y, Fang Q. Prenatal treatment of severe fetal hemolytic disease due to anti-M alloimmunization by serial intrauterine transfusions. Taiwan J Obstet Gynecol. 2017 Jun;56(3):379-381. doi: 10.1016/j.tjog.2017.04.022. PMID: 28600054.