Региональные иммуногенетические особенности донорской крови Епифанова, Алсу Амировна

Введение к работе

Актуальность исследования. На каждом этапе развития медицины с учетом технического оснащения диагностического процесса и качества здоровья, характера заболеваемости и возможностей санологической и предиктив-ной медицины формируются актуальные направления исследований. В настоящее время необходимым условием обеспечения безопасности гемотранс-фузий, трансплантации органов и тканей является создание базы принципиально новых данных по иммуногенетическим особенностям донорских ядерных и безъядерных клеток. Форменные элементы крови с экспрессированны-ми на мембране полиморфной системой антигенов выполняют многообразные жизненно важные функции (Suh LB. et al., 2003; Reid M.E., Lomas-Francis C, 2004; Combs M.R.et al., 2005; Schonewille H. et al., 2006; Hosseini-Maaf B. et al.,2007; SeltsamA.et al., 2007;Kamphuis M. et al., 2008; Daniels G.L., 2009; Lomas-Francis С et al., 2009).

АВО-система групп крови, образованная антиген-антительным представительством, открытая К.Ландштейнером в 1901 году, играет важную роль в жизнедеятельности человека как биологического вида (Рагимов А.А., 2001; Кулагина О.И. с соавт., 2006; Taylor D.O. et al., 2004; Hosseini-Maaf B.et al, 2007; Nagervadze M. et al., 2009). Групповые антигены А и В помимо клеток содержатся в биологических жидкостях (Донсков СИ., Мороков В.А., 2011). Системы АВО и резус являются полиаллельными и насчитывают десятки антигенов (А2, A3, Ах, Au, Am, Асі, Aend, ВЗ, Вх, Вт, Du, Си, Сх, Ей и другие (Дерюгина Е.И., 1990; Boven D.J., 2003; Velliquette R.W. et al., 2007; Ye L.et al.,2O09).

В настоящее время изучено 250 антигенных детерминант эритроцитар-ных мембран, образующих три уровня «антигенных этажей» (Vitala J., Jarnefelt J., 1985; Strobel E.et al., 2004; Daniels G.L. et al., 2007), препятствующих износу эритроцитов при трении о стенки капилляров (Белкина Е.В., 1994; Ruypers F. et al., 1984; Blay С. et al., 1988; Cherif-Zahar В. et al., 1990; Agree P., Cartron J.P., 1991; Lutz P., Dzik W.H., 1992). Они выполняют помимо иммунологической функции роль в защите и обеспечении гомеостаза клеток крови: участвуют в транспорте воды, глюкозы, мочевины, электролитов через клеточную мембрану, служат рецепторами эндогенных лигандов, вирусов, бактерий, паразитов, осуществляют ферментативную и структурную функции, участвуют в адгезии различных молекул (Минеева Н.В., 2004, 2010; Westhoff СМ. et al.,2004; Kormoczi G.F. et al., 2009).

Важным звеном межклеточного, межмолекулярного взаимодействия, лежащим в обеспечении гемостаза, репарации ткани, являются рецепторы тромбоцитов к тромбину, фактору Виллебранда, Toll-like рецепторы, к тром-бопоэтину, тромбоспондину, витронектину, к фактору некроза опухоли и другие (Harrison P., Cramer СМ., 1993; Ruggeri L.M., 2002; Butler J. et al., 2005; Palacajornsuk P. et al., 2005; Yabe R. et al., 2006; Lee-Stroka H. et al.,2008; DuscherA. etal.,2009).

Наиболее широко экспрессирована в организме HLA система (Human Leukocyte Antigen - лейкоцитарные антигены человека) (Hori Т.A. et al., 2010). МНС обеспечивает соматическую индивидуальность и иммунореактивность организма, наиболее полиморфна. Она отвечает за распознавание своих и чужеродных клеток, координирует клеточный и гуморальный иммунитет, участвует в неиммунных функциях, включая процессы дифференцировки, регуляции местной воспалительной реакции, вазоконстрикции. МНС представлена семейством генов в сегменте р 21.3 короткого плеча шестой хромосомы. Эта область генома наследуется целым комплексом в качестве гаплотипа (Zou Y., Stastny P., 2009; Naugler С, Liwski R., 2009; Thaunat O. et al, 2009; Miwulan-dari R. et al., 2009; Kwock J. et al, 2010; Tait B.D, 2011).

Выясняются взаимосвязь и патогенетическая роль HLA I и II типов и HLA гаплотипов с различными заболеваниями (Кошкин СВ., Зайцева Г.А, . 2007; Полеско И.В, 2007; Селицкая М.Н. с соавт, 2009; PospelovL.E. et al, 2007; Feitsma A.L. et al, 2007; Gritsch H.A. et al, 2008; Vojvodic S. 2008; Talkes J. et al, 2008; QueiroR. et al, 2008; Bodienkova G.M, Rukavishnikov U.S., 2009; Misri R. et al, 2009; Um S.W. et al, 2009; Fallerhoff B, Wank R, 2009; Ozgur B.C. et al, 2009; Albanidou-Farmaki E. et al, 2009; Gesetal., 2010; Majorana A. et al, 2010).

Выяснение в перспективе связи между различными заболеваниями и антигенами HLA позволяет выделить группы повышенного риска развития болезни, в ряде случаев определить прогноз заболеваний и оптимальную тактику лечения, предупредить посттрансфузионные осложнения (Grey D.et al.,2003; Siegenthaler M.A. et al„ 2005; Li L, et al, 2007; Lee-Stroka H. et al,2008; Dan-ielsT G.L. et al, 2009; Hustinx H.et al, 2009; Hue-RoyeK. et al, 2009).Установлена связь между HLA аллелями с более чем пятьюстами патологиями, чаще аутоиммунного, воспалительного, инфекционного характера (Zeimo Н. et al, 2010).

Антигенные системы клеток крови играют важную роль в развитии по-сттрансфузионных осложнений, среди которых иммунозависимая резистентность тромбоцитов, лихорадочная негемолитическая трансфузионная реакция, острое поражение легких и посттрансфузионная болезнь «трансплантат против хозяина» (Davis A. et al, 2008; Jewell D, 2008; Glotz D, 2008; Han M. et al, 2009; Stasthy P. et al, 2009). Актуально для предупреждения постгрансфузи-онных осложнений проведение идентичного подбора донора и реципиента с учетом их иммуногенетической совместимости; для этих целей необходимы идентификация доноров каждого региона по антигенным системам ядерных и безъядерных клеток крови, создание регистра доноров в целом по России.

Настоящее исследование выполнено в рамках Федеральной программы научно-исследовательских работ: «Новые возможности индивидуализации до-нозологической диагностики и оптимизации лечебных мероприятий с учетом молекулярно-генетических особенностей и алиментарных факторов» (номер госрегистрации 0120.0809697).

Цель исследования: охарактеризовать региональные иммуногенетиче-ские особенности эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов для формирования базы доноров. Задачи:

1. Исследовать системы антигенов АВО эритроцитов и антител к ним в крови доноров. Определить частоту встречаемости антигенов А, В, АВ. Выяснить группоспецифические особенности взаимосвязи с фенотипами системы резус. Определить частоту встречаемости естественных антител против антигенов системы АВО.

2. Охарактеризовать фенотипы системы резус среди доноров, процент встречаемости с учетом тендерной принадлежности, наличие антигена D. Оценить распространенность редких фенотипов крови.

3. Изучить антигены системы Келл; частоту встречаемости при различных фенотипах системы резус. Определить частоту встречаемости антител против антигенов системы Келл, МНС, Левис, Даффи, резус.

4. Молекулярно-генетическими методами провести HLA тшшрование яд-росодержащих клеток крови и проанализировать частоту встречаемости антигенов, распространенность и частоту встречаемости аллелей гапло-типов главного комплекса гистосовместимости. Оценить ассоциированность различных аллелей HLAI и II класса с антигенами А, В, АВ.

5. Исследовать тромбоцитспецифические антигены тромбоцитов, частоту встречаемости аллельных вариантов антигенов тромбоцитов при различной АВО - групповой принадлежности.

6. Представить результаты биологической идентификации доноров Оренбургской области по характеру распределения и частоте встречаемости антигенов для формирования базы доноров клеток крови, создания регистра неродственных доноров костного мозга.

Научная новизна. Впервые представлена база данных об иммуногенетиче-ских особенностях клеток крови доноров г. Оренбурга, антигенных системах эритроцитов (АВО, Rh, Kell), лейкоцитов (HLA I и II класса), тромбоцитов (НРА), содержании антиэритроцитарных антител (Rh, Kell, Lewis, Duffy, MNSs), что послужило научным обоснованием формирования базы доноров.

Новыми являются сведения о региональной специфике распределения фенотипов системы резус с разной частотой встречаемости, о связи фенотипов системы резус с антигенами системы АВО и системы Kell. Обнаружено уменьшение полиморфизма антигенов системы резус от 0(1) к AB(IV) группе крови за счет редких фенотипов. При наличии антигена К в системе Kell наблюдается меньший полиморфизм фенотипов системы резус.

Представлены ранее неизвестные данные о спектре тромбоцитспецифиче-ских антигенов в крови доноров региона и связи между антигенами систем НРА и АВО: отрицательная слабая корреляционная связь между О (I) группой крови и аллелем НРА5а и между А (II) группой крови и аллелем НРА2Ь, положительная корреляционная связь между АВ (IV) группой крови и аллелем HPAla.

Новыми являются сведения о степени иммуногенности систем антигенов эритроцитов. Обнаружены изоиммунные антитела к антигенам системы резус: в порядке убывания к D, Е, C^w, е антигенам. Определены антитела к антигенам системы Lewis, Kell, реже - к антигенам системы MNS и Daffi.

Впервые представлены региональные особенности HLA-системы крови клинически здоровых лиц, характеризующие специфичные варианты локусов HLA-A, HLA-B, HLA-DRB1. Наиболее часто встречаемым гаплотипом у доноров является HLA A*02B*35DRB1* 01.

Научно-практическая значимость. Полученные результаты имеют теоретическое и практическое значение. Вкладом в фундаментальную науку являются сведения о сопряженности антигенных систем клеток крови. При отсутствии антигенов А и В у лиц с 0 (I) группой крови и при отсутствии антигена К системы Kell доноров отмечается более выраженный полиморфизм фенотипов системы резус. Характерно наличие корреляционной связи тром-боцитспецифических антигенов и антигенов систем АВО.

Практически важными являются результаты биологической идентификации доноров Оренбургской области по характеру распределения и частоте антигенов ядросодержащих и безъядерных клеток крови и антител к ним; определен наиболее часто встречаемый гаплотип системы HLA -А*02 В*35 DRB1* 01, что необходимо для формирования базы доноров клеток крови, создания регистра неродственных доноров костного мозга . Составлена шкала приоритета трансфузионно опасных антигенов в регионе -D>E>K>C^w>Le^a>c,Fy^a,M, что необходимо для обеспечения иммунологической безопасности гемотрансфузий.

Положения, выносимые на защиту:

7. Иммуногенетические особенности ядросодержащих и безъядерных клеток крови клинически здорового населения региона, частота встречаемости фенотипов системы резус, гашютипов системы HLA, системы антигенов тромбоцитов, что послужило научным обоснованием формирования базы доноров. Оценка иммуногенности систем антигенов эритроцитов. Изоиммунные антитела к антигенам ситемы резус: в порядке убывания к D, Е, C^w, е антигенам. Определены антитела к антигенам системы Levis, Kell, реже - к антигенам системы MNS и Daffi.

8. Региональная специфика распределения фенотипов системы резус у доноров. Наиболее часто обнаружены фенотипы C+c+C^w-D+E-e+; C+c-C^w-D+E-е+; C+c+C^w-D+E+e+; C-c+C^w-D+E+e+ . С частотой менее 5% встречаются С-c+C^w-D+E+e-; C-c+C^w-D+E-e+; C+c-C^w+D+E-e+; C+c+C^w+D+E-e+; C+c+C^w+D+E+e+. Редкими с частотой менее 1 % являются фенотипы C+c-Cw-D+E+e+; C+c+C^w-D+E+e-; C-c+C^w+D+E+e+; C-c+C^w+D+E-e+; C+c-C^w+D+E+e+. Наиболее редкий - антиген C^w, антитела к нему определены у 6%.

Уменьшение полиморфизма арітигенов системы резус от О(І) к AB(IV) группе крови за счет редких фенотипов.

3. Частота встречаемости антигенов системы КеИ и особенности распределения фенотипов системы резус при наличии и отсутствии антигена К системы КеИ. При наличии антигена К системы КеИ меньше полиморфизм фенотипов системы резус. Выраженная иммуногенностъ антигенов системы КеИ, антитела к ним определены у 12% доноров.

4. Региональные особенности HLA-системы крови клинически здоровых лиц. Аллельные варианты локусов HLA-A, HLA-B, HLA-DRB1. Наиболее часто встречаемым гаплотипом у доноров является HLA

A*02B*35DRB1*01.

5. Спектр тромбоцитспецифических антигенов в крови доноров. Связь ме
жду антигенами систем АВО и НРА: отрицательная слабая корреляционная
связь между О (I) группой крови и аллелем НРА5а и между А (II) группой
крови и аллелем НРА 2Ь, положительная корреляционная связь между АВ (IV)
группой крови и аллелем НРА 1а.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы представлены на международной научной конференции «Здоровье семьи-XXI век» (Испания, 2011); Российской научно-практической конференции «Медицинская биохимия и клиническая лабораторная диагностика в аспекте модернизации системы научных исследований» (Омск, 2011); международной научно-практической конференции «Постгеномные методы анализа в биологии, лабораторной и клинической медицине» (Новосибирск, 2011); международном конгрессе «Здоровье и образование в XXI веке» (Москва, 2011); на Национальных днях лабораторной медицины России-2011 (Москва, 2011); научно-практической конференции «Обеспечение доступности современных клинических лабораторных исследований: аналитические возможности, клинические потребности, организационно-экономические условия» (Москва, 2011); на совместном заседании кафедры фундаментальной и клинической биохимии с лабораторной диагностикой и кафедры общей, бионеорганической и биоорганической химии Самарского государственного медицинского университета; Самарского регионального отделения Всероссийского общества молекулярных биологов и биохимиков; Ассоциации специалистов по клинико-лабораторной диагностике Самарской области (Самара, 2012).

Внедрение результатов в практику. Результаты работы внедрены в практику ГБУЗ «Оренбургская областная станция переливания крови», в лекционный материал на последипломном уровне обучения для клинических интернов, клинических ординаторов, аспирантов, врачей клинико-диагностических лабораторий кафедры фундаментальной и клинической биохимии с лабораторной диагностикой ГБОУ ВПО «Самарский государственный медицинский университет» Минздравсоцразвития России.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано II работ, из них 6 - в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, главы, посвященной объекту и методам исследования,