UKŁAD GRUPOWY KRWI Rh

Rys historyczny

Po raz pierwszy układ został opisany w 1939 roku przez badaczy Levine’a i Stetsona, którzy wykryli przeciwciała w surowicy kobiety, której dziecko zmarło po porodzie z powodu choroby hemolitycznej. Przeciwciała te reagowały z krwinkami czerwonymi jej męża oraz z około 85% badanych ludzi. Rok później inni badacze: Landsteiner i Wiener immunizując króliki i świnki morskie krwią małp Macacus Rhesus, otrzymali przeciwciała, które reagowały z krwią małp i 85% badanych ludzi. Wykryty przy pomocy surowicy zwierzęcej czynnik, nazwano Rh od nazwy gatunkowej małpy. Po wielu latach okazało się, że przeciwciała występujące w surowicach ludzkich i zwierzęcych nie wykrywały tego samego antygenu. Przeciwciała uodpornionych zwierząt reagowały z antygenem powszechnie występującym zarówno u ludzi jak i u małp. Nazwano go antygenem LW od nazwisk badaczy. Ekspresja tego antygenu jest mniejsza u osób RhD ujemnych i dlatego przy zastosowaniu mniej czułych technik nie wykrywano tego antygenu. Dla antygenu D pozostawiono nazwę Rh , choć występuje on tylko u ludzi.

Antygeny

Antygeny układu Rh obecne są wyłącznie na krwinkach czerwonych. Pojawiają się około 6 – 8 tygodnia życia płodowego i od tego momentu wykazują taką samą ekspresję jak u ludzi dorosłych. Obecnie wyróżnia się w nim 54 antygeny, jednak w immunologii transfuzjologicznej najważniejsze znaczenie mają D, C, c, E, e.

Antygen D jest najistotniejszym i najbardziej immunogennym w tym układzie. Przy oznaczeniu grupy krwi oznacza się go rutynowo razem z antygenami układu AB0. Ilość miejsc antygenowych w błonie komórkowej erytrocytu  ocenia się na 10 – 30 tysięcy dla prawidłowo rozwiniętego antygenu D. Populacje ludzką dzieli się na osoby RhD dodatnie , posiadające antygen D, oraz RhD ujemne, nieposiadające tego antygenu.  W Europie częstość występowania antygenu D, a więc osób określanych jako RhD dodatnie szacuje się na około 82%. Co ciekawe w Japonii i w Azji Wschodniej antygen D jest uznawany jako powszechni i występuje u 99,5 % ludzi. Wysoką częstotliwość wykazuje także wśród rasy czarnej (95%).

Genetyka i budowa antygenów

Antygeny układu Rh zależne są dwóch sprzężonych ze sobą genów RhD i RhCE, znajdujących się na krótszym ramieniu chromosomu 1. Pierwszy koduje antygen D, natomiast drugi antygeny C, c, E, e.
Ze względu na bliską odległość miedzy obydwoma genami na chromosomie dochodzi do wymiany materiału genetycznego odpowiedzialnego za syntezę białek RhD i RhCcEe, co wpływa na ekspresję antygenów, szczególnie D.

Znajdują się na łańcuchach polipeptydowych , które przecinają błonę komórkową krwinki czerwonej dwanaście razy tworząc sześć pętli zewnątrzkomórkowych i pięć pętli wewnątrzkomórkowych. Oba polipeptydy składają się z 417 aminokwasów, a obydwa jego końce kwasowy i amonowy zanurzone są w cytoplazmie. Białka RhD i RhCEsą homologiczne w 92%, różnią się w 34-36 aminokwasach, znajdujących się na zewnętrznej części krwinki czerwonej. Antygen C charakteryzuje się obecnością seryny w pozycji 103 łańcucha aminokwasowego, natomiast antygen c posiada prolinę w tej pozycji. Ponadto antygen E różni się od antygenu e obecnością proliny w pozycji 226, czwartej zewnątrzkomórkowej pętli łańcucha aminokwasowego. Antygen e w tej pozycji charakteryzuje alanina.

Synteza białek układu Rh jest zależna od powszechnie dominującego genu RhAG znajdującego się na chromosomie 6. Jego produktem jest glikoproteina RhAG będąca nośnikiem dla trzech antygenów układu RhAG.

Fenotyp Rh_null

Fenotyp Rh_null charakteryzuje się  brakiem białek RhD, RhCcEe oraz RhAG, którym towarzyszy wtórny brak lub niedobór GPB oraz cząsteczek adhezyjnych LW i CD47. Brak białek kompleksu Rh w błonie erytrocytów prowadzi do zaburzeń w oddziaływaniach między cytoszkieletem, a dwuwarstwą lipidową oraz do utraty fragmentów błony. Erytrocyty mają zmienioną asymetrię fosfolipidów błony. Łańcuchy polipetydowe układu Rh są niezbędne do utrzymania prawidłowego kształtu erytrocytu i  do utrzymania ok. 120 – dniowej przeżywalności w krążeniu. W rozmazie krwi obwodowej obserwuje się sferocytozę i stomatocytozę. W testach stwierdza się zmniejszoną oporność osmotyczną, która jest odbiciem zmniejszonego stosunku powierzchni do objętości krwinek.

Fenotyp Rh_null (Rh_{null phenotype}, Rh_{null syndrome}) jest dziedziczony autosomalnie recesywnie i występuje z częstością 1:6 000 000. Brak antygenów Rh po raz pierwszy opisano w 1961 roku. Przyczyną choroby są mutacje zmiany sensu, delecje lub mutacje typu splicing w genach kodujących białka kompleksu Rh. Delecja całego genu RhD łącznie z inaktywacją genu RhCE w pozycji cis u homozygot jest opisywana jako podtyp Rh_{null amorph}. Podtyp Rh_{null regulator} wiąże się z recesywnie dziedziczonymi mutacjami w genie RhAG (geny RhD i RhCE są prawidłowe), które uniemożliwiają powstawanie stabilnego kompleksu Rh w błonie. Również podtyp Rh_{null moderator} jest związany z mutacjami w genie RhAG.

Podstawowym narzędziem diagnostycznym w rozpoznaniu niedoboru lub całkowitego braku antygenów z kompleksu Rh są badania immunohematologiczne. W diagnostyce fenotypu Rh_null stosuje się również metody cytometrii przepływowej. Do ostatecznego rozpoznania przydatne są badania genetyczne.

Antygen D

Jak już wcześniej wspomniano antygen D jest najbardziej immunogennym antygenem tego układu, a jego obecność lub brak pozwala rozróżnić osoby RhD dodatnie i RhD ujemne. Przyczyną trudności w ustaleniu statusu fenotypu dodatnego lub ujemnego są tak zwane odmiany/warianty antygenu D. Na podstawie charakterystycznych cech serologicznych i genetycznych zostały one sklasyfikowane jako: antygeny D częściowe, antygeny D słabe oraz antygeny DEL. Potencjalne znaczenie kliniczne słabych odmian antygenu D, stanowi wyzwanie dla immunologii transfuzjologicznej i należy rozpatrywać je w dwóch aspektach:

• czy osoba z wariantem antygenu D po kontakcie z krwinkami RhD-dodatnimi w wyniku transfuzji lub ciąży może produkować odpornościowe przeciwciała anty-D;
• czy osoba bez antygenu D, biorca krwi lub kobieta w ciąży, jest narażona na ryzyko alloimmunizacji, gdy dawca krwi określony jako RhD ujemny lub płód ma słabą odmianę antygenu D.

1. Antygen D słaby (D^u)

Po raz pierwszy uwagę  na antygen D słaby w 1946 roku zwrócił  Stratton, gdzie opisał niejednoznacze reakcje dodatnie/ ujemne w wykrywaniu antygenu D.  Uznano, że antygen D^u stanowi ilościowy wariant antygenu D, posiadający wszystkie epitopy, różniący się od prawidłowego jedynie liczbą miejsc antygenowych na krwinkach. Na poziomie molekularnym wyróżnia się kilka mechanizmów odpowiedzialnych za powstawanie odmiany D słaby. Są to przede wszystkim mutacje w części kodującej aminokwasy leżące w przezbłonowej lub cytoplazmatycznej części białka RhD. Najczęściej jako przyczynę powstawania D słaby wymienia się 1–3-punktowe mutacje zmiany sensu genu RhD, co prowadzi do zamiany nukleotydów, a ta z kolei do substytucji aminokwasów w białku.

Obecnie uważa się, że osoby z niektórymi typami D słaby mogą wytwarzać alloprzeciwciała anty – D  po stymulacji antygenem D prawidłowym w wyniku transfuzji/ciąży. Za niepodatnych na ten rodzaj immunizacji uznano osoby z D słaby typu 1, 2, 3. Osoby z takim typem określa się jako RhD dodatnie. W celu ustalenia podłoża molekularnego antygenu D^u , zaleca się stosowanie technik biologii molekularnej.

• Antygen D częściowy (kategoria)

Charakteruje się brakiem jednego lub kilku epitopów antygenu D na krwince czerwonej. Za przyczynę podaje się mutacje w zewnątrzbłonowej części łańcucha poliptydowego Rh. Literatura podaje 3 mechanizmy na poziomie molekularnym odpowiedzialne za powstawanie kategorii antygenu D: allel hybrydowy, pojedyncze mutacje zmiany sensu oraz kilka rozproszonych punktowych mutacji w białku RhD. Ponad 30% D częściowych powstaje w wyniku utworzenia się genu hybrydowego RhD-CE-D lub RhCE-D-CE. Do powstania tego genu przyczynia się nierówny crossing – over i konwersja genu prowadząca do rekombinacji blisko położonych homologicznych genów RhD i RhCE. Najczęściej określana jest kategoria VI antygenu D. Charakteryzuje się brakiem dużej części epitopów, a osoby które ją posiadają łatwo się immunizują otrzymując krew z prawidłowo wykształconym antygenem D.

Dla dawnego D^u i słabego D częściowego stosuje się obecnie jedną nazwę: odmiana – D słaby.

Osoby, u których wykryto kategorię DVI lub antygen D słaby innego typu niż 1, 2, 3 są zaliczane do grupy RhD ujemnej i do przetoczenia dobiera się im krew RhD ujemną, a kobiety są objęte immunoprofilaktyką konfliktu RhD. Natomiast DAWCY KRWI określani są mianem RhD dodatni.

• Antygen DEL

Powstaje w skutek delecji eksonu 9 genu RhD. Ilość miejsc antygenowych na krwince ulega znacznemu zredukowaniu i wynosi nie więcej niż 30 (dla prawidłowo wykształconego antygenu D liczba ta waha się od 10 – 30 tysięcy). Antygen RhD wykrywany jest jedynie metodą adsorpcji/elucji. Wiadomo, że osoby z takim wariantem D są podatne na immunizację antygenem D, ale ich erytrocyty mogą również być powodem alloimmunizacji, gdy przetoczone zostaną osobie RhD ujemnej. Fenotyp DEL jest bardzo rzadki w rasie białej, lecz częsty u Azjatów (ok. 30% osób serologicznie RhD ujemnych jest DEL). Gen DEL jest prawie zawsze położony w pozycji cis do allelu Ce genu RhCE, co objawia się zwiększoną ekspresją antygenu C na krwinkach.

Przeciwciała skierowane do antygenów układu Rh

Przeciwciała anty – Rh mają charakter przeciwciał odpornościowych i należą do immunoglobulin klasy IgG, oraz nie wiążą składników dopełniacza. Enzymy proteolityczne wzmacniają reakcję z przeciwciał anty – Rh z antygenami tego układu. Wykazują także tzw. efekt dawki. Oznacza to, że reagują silniej z krwinkami, które posiadają antygen w podwójnej dawce (np. CC, ee) niż z posiadającymi jedną dawkę (np. Ee, Cc). Alloprzeciwciała z układu Rh posiadają zazwyczaj pojedynczą swoistość, ale mogą być też skierowane do dwóch lub trzech antygenów.

Przeciwciała skierowane do antygenów układu Rh mogą być przyczyną ciężkich powikłań poprzetoczeniowych i choroby hemolitycznej płodu / noworodka. Dlatego w przypadku stwierdzenia obecności przeciwciał z układu Rh należy dobierać krew zgodną antygenowo w układzie Rh, bez antygenu do którego skierowanie są alloprzeciwciała. Dodatkowo kobiety RhD ujemne objęte są immunoprofilaktyką konfliktu anty –  RhD.

Autor: mgr Magdalena Zdral, diagnosta laboratoryjny

Bibliografia:

1. OBWIESZCZENIE MINISTRA ZDROWIA z dnia 25 lipca 2023 r. w sprawie ogłoszenia jednolitego tekstu rozporządzenia Ministra Zdrowia w sprawie leczenia krwią i  jej składnikami w podmiotach leczniczych wykonujących działalność leczniczą w rodzaju stacjonarne i całodobowe świadczenia zdrowotne.
2. Badania immunohematologiczne i organizacja krwiolecznictwa – kompendium; Fabijańska-Mitek J., Bochenek-Jantczak D., Grajewska A., Wieczorek K.; wyd. Fundacja Pro Farmacja Futura; 2017
3. Membranopatie krwinek czerwonych — patogeneza, obraz kliniczny i diagnostyka; praca poglądowa; Justyna Spychalska Pracownia Niedokrwistości Uwarunkowanych Genetycznie, Zakład Immunologii Hematologicznej i Transfuzjologicznej, Instytut Hematologii i Transfuzjologii, Warszawa; Hematologia 2012, tom 3, nr 2, 81–119; 2012 Via Medica; ISSN 2081–0768
4. Antygen RhD i jego słabe odmiany — charakterystyka serologiczna i molekularna; praca poglądowa; Monika Pelc-Kłopotowska, Agnieszka Orzińska, Bogumiła Michalewska, Zakład Immunologii Hematologicznej i Transfuzjologicznej Instytutu Hematologii i Transfuzjologii; Journal of Transfusion Medicine 2012, tom 5, nr 1, 25–30; 2012 Via Medica; ISSN 1689–6017
5. Medyczne zasady pobierania krwi, oddzielania jej składników i wydawania, obowiązujące w jednostkach organizacyjnych publicznej służby krwi;praca zbiorowa pod redakcją Magdaleny Łętowskiej; Wydanie III; Instytut Hematologii i Transfuzjologii; Warszawa 2014
6. Serologia grup krwi w praktyce; Grzywak-Kołodziejczyk T., Wieczorek., Bochenek-Jantczak K., Grajewska A., Kozarska-Samek E.; wyd. na zlecenie RCKiK w Katowicach; 2007