人類血小板特異性抗原基因的研究進展

梁秀云

隨著血小板制品臨床應(yīng)用的日益廣泛，血小板輸注過程中產(chǎn)生的問題也明顯增多。特別在臨床上，許多患者由于血小板減少，血小板輸注無效而影響了治療，甚至發(fā)生出血，導(dǎo)致死亡等嚴重后果。同時，很多心血管疾病研究也表明人類血小板抗原(human platelet alloantigen HPA)在血小板黏附于血管壁及相互聚集過程中起著關(guān)鍵作用，是動脈粥樣硬化基礎(chǔ)上形成動脈血栓的重要原因之一，在心血管疾病的發(fā)生和發(fā)展過程中起到重要作用。因此在臨床和輸血實踐中，研究HPA及相關(guān)臨床運用具有重要意義。

1 兩種類型的血小板抗原

血小板表面具有復(fù)雜的血型抗原，根據(jù)其分布情況.可以分為兩大類型。一類是與其他細胞或組織共有的抗原，如紅細胞血型系統(tǒng)、HLA-I類抗原等;另一類是血小板特異性抗原，由血小板特有的抗原決定簇組成，表現(xiàn)血小板獨特的遺傳多態(tài)性，只在血小板和巨核細胞上表達。但也有研究表明:

“血小板特異性”的血小板同種抗原也存在于其他細胞或組織上［1］。它具有獨特的型特異性，屬于雙等位共顯性遺傳系統(tǒng)，且HPA多態(tài)性分布存在種族差異［2］。至今，使用血清學(xué)方法已檢出24個血小板抗原，其中Vaa和Moua抗原尚未達到國際命名要求，其余22個抗原已被血小板命名委員會(PNC)正式命名。HPA抗原命名原則是以HPA為字頭，然后連接數(shù)字表示。在由2個對偶抗原組成的遺傳系統(tǒng)中，對偶基因分別用英文小寫字母a和b表示。字母a代表其中基因頻率大于0%的等位基因.字母b代表基因頻率小于50%的另一等位基因。如果某血小板抗原的對偶抗原尚未被發(fā)現(xiàn)，將給予暫時命名，在等位基因數(shù)字后加后綴w表示，如HPA-6bw，HPA-7bw等。只有在2個對偶抗原全被檢測出來后.才能被稱為系統(tǒng)。目前已知的系統(tǒng)有6對:HPA-1～HPA-5，HPA-15。具體分布情況及其單核苷酸多態(tài)性見附表。

2 血小板糖蛋白復(fù)合物及其基因多態(tài)性

血小板特異性抗原都分布在血小板糖蛋白上［3］，22個抗原分布在糖蛋白 GPIa(HPA-5，13)、GPIbα(HPA-2)、GPIbβ(HPA-12)、GPIIb(HPA-3，9)和 GPⅢa(HPA-1，4，6，7，8，10，l1，14，16)和 CD109(HPA-15)［4］上。而這些血小板糖蛋白的基因都位于第5、6、17和22號染色體上的6個遺傳位點，由常染色體雙等位基因以共顯性模式控制，其基因多態(tài)性除HPA-14bw外，絕大多數(shù)是由于相應(yīng)血小板膜糖蛋白結(jié)構(gòu)基因中的單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphisms SNP)引起，從而導(dǎo)致相應(yīng)位置的單個氨基酸變異所致［5］。

表1 人血小板抗原一覽表

2.1 血小板膜糖蛋白Ia 血小板膜糖蛋白I a(GPI a)，屬于極遲表達抗原(VLA)家族，為極遲表達抗原2(VLA-2)。VLA為異二聚體細胞膜表面糖蛋白，由一個α亞單位和一個β亞單位以11對非共價鍵結(jié)合。GP1a的完整氨基酸序列為1181 bp，包括跨膜區(qū)、胞外區(qū)及一短胞漿片段，可與膠原結(jié)合，在血小板血栓形成中起重要作用。1991年Jasper等發(fā)現(xiàn)GP la基因位于人類染色體5q23-q3l區(qū)域。有29個內(nèi)含子.30個外顯子，mRNA長5713 bp。GP la基因存在很多多態(tài)性位點.研究較多的有兩類。一類多態(tài)性與表達不同抗原決定簇有關(guān):如第1600位點G/A(HPA-5)、1648位點G/A、253l位點C/T多態(tài)等;另一類與糖蛋白的表達數(shù)量有關(guān)。如第807位點C/T、837位點C/T、873位點G/A多態(tài)等。同時這些多態(tài)性決定的表現(xiàn)型之間有所聯(lián)系。第1648位點G/A多態(tài)，導(dǎo)致第505位氨基酸由谷氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)橘嚢彼?，與人類血小板抗原(HPA)系統(tǒng)中HPA-5反應(yīng)有關(guān)。有研究表明［6］第807C/T.837C/T，873G/A多態(tài)性與GP I a在血小板膜表面表達數(shù)量有關(guān)，807T/837T/873A/Brb多態(tài)性與GP I a表達增加有關(guān)。807C/837T/873G/Brb多態(tài)性與807C/837C/873G/BrA多態(tài)性與GPI a表達減少有關(guān)，同時807C/T與873G/A多態(tài)性保持一致。corral［7］等在調(diào)查了159名白人供血者的HPA-5多態(tài)性及GP I a數(shù)量，及3l6位個體HPA-5與807位點多態(tài)性的聯(lián)系后，發(fā)現(xiàn)不僅GP807C/T多態(tài)性與GPI a數(shù)量有關(guān)，1648G/A與GPI a數(shù)量也有關(guān)聯(lián)，且807T及HPA-5b基因型與GP Ia數(shù)量增多有關(guān)。同時發(fā)現(xiàn)HPA-5b與807C等位基因型有15.8%連鎖。他們認為雖然這兩種多態(tài)性表現(xiàn)出遺傳聯(lián)鎖關(guān)系.但引起GPIa數(shù)量變化的機制可能不同。

不同種族人群表現(xiàn)出不同的等位多態(tài)性頻率。David等［8］調(diào)查了六個不同種族正常人群共3571人的807等位基因型分布頻率，發(fā)現(xiàn)種族間有很大差異，如朝鮮人(103人)807TT型頻率最低為10%。CC型頻率最高為50%;而土著美洲人(93人)CC型頻率最低為1 7%，TT型頻率最高，為28%;高加索人(2957人)為TT型15%、TC型49%、CC型36%;美國非洲人(231人)為TT型12%、TC型44%、CC型44%;印度人(95人)為TT型15%、TC型4 7%、CC型38%;西班牙人(92人)為TT型27%、TC型47%、CC型26%。

GPIa位點多態(tài)性與血小板功能有很大影響，是否這種影響能造成增加某些疾病的危險性，引起人們極大關(guān)注與研究。HPA-5是引起高加索人和非洲人免疫性血小板減少癥的主要原因之一［9］。但HPA-5在亞洲人群中以a/a純合子為主，且中國、日本、韓國、越南等亞洲國家的分布頻率相似。與非洲喀麥隆人、剛果人、貝寧人以及高加索人相比，a/b雜合子和b/b純合子基因頻率明顯減少。同時，Santoso等［10］檢測了2237位診斷為冠心病的男性患者的807C/T基因型，進行多因素Iogtstic回歸分析。發(fā)現(xiàn)雖然整體研究人群中，807C/T多態(tài)性與冠心病及心肌梗死無關(guān)，但在T等位基因攜帶者同C等位基因攜帶者比較發(fā)現(xiàn)，年齡越低的T等位基因攜帶者，發(fā)生心肌梗死的危險度越高。carlsso等［11］也表明了807T等位基因型是腦卒中發(fā)病的獨立危險遺傳因素，T等位基因攜帶者同C等位基因攜帶者比較.發(fā)生腦卒中的危險度更高。

2.2 血小板膜糖蛋白I b GPIb是血小板膜上含量最多的糖蛋白，其基因定位于17號染色體，為常染色體共顯性遺傳。GPIbα是GPIb的亞單位，GPIbα氨基端的球形區(qū)域(1-282殘基)是GPIb-IX-V復(fù)合物的配體主要結(jié)合區(qū)，其主要配體為vWF，其次為凝血酶、白細胞整合素Mac-1、P-選擇素、高分子質(zhì)量激肽原及凝血因子Ⅺ和Ⅻ［12］。GPIba基因定位于17p12，全長3530bp，共含610個氨基酸，是調(diào)節(jié)切變力誘導(dǎo)的血小板活化、黏附、聚集的主要血小板受體。GPIba基因在人群中呈高度多態(tài)性分布，其遺傳多態(tài)性是血小板功能的主要影響因素。目前，已有研究證實GPIba至少存在5種遺傳多態(tài)性:①人類血小板同種抗原HPA-2多態(tài)性［13］，②巨糖肽區(qū)VNTR多態(tài)性［14］，③位于起始密碼子上游的Kozak序列-5T/C多態(tài)性，④EF多態(tài)性，⑤KL多態(tài)性。其中前三者備受關(guān)注，可能與血栓性疾病有關(guān)聯(lián)。VNTR和HPA-2多態(tài)性影響GPIb的結(jié)構(gòu)。

GPIbα為人類血小板特異同種抗原，其基因序列在524位核苷酸發(fā)生C/T置換可引起相應(yīng)編碼的145氨基酸Thr/Met二態(tài)性(T145M);HPA-2a多態(tài)性中為Thr，HPA-2b中為Met。HPA-2多態(tài)性定位于GPIbα氨基端基因編碼區(qū)的彈性蛋白酶敏感區(qū)，臨近vWF結(jié)合位點，其氨基酸的改變可致GPIbα分子結(jié)構(gòu)的變化，但并不影響Ristocetin和Botrocetin誘導(dǎo)的血小板聚集反應(yīng)，可能與冠心病的發(fā)生存在相關(guān)性［14］。這類血小板在流場中的反應(yīng)性如何，目前尚無報道。

HPA-2系統(tǒng)血型不合引起免疫性血小板減少癥的發(fā)病率在中部非洲人中分布最高，在澳大利亞土著人中分布為0，而其在亞洲人群中的分布也比較低。近年來，國內(nèi)外有關(guān)GPIbα基因HPA-2多態(tài)性與冠心病關(guān)系的研究頗多，但由于種族和樣本差異，結(jié)論不一。1996年，美國學(xué)者首先報道了HPA-2多態(tài)性與冠心病無關(guān)。但也有研究得出相反的結(jié)論。MurataMo發(fā)現(xiàn)小于60歲的日本人群中，HPA-2-Met等位基因是冠心病發(fā)病的獨立危險因素，且與冠心病的嚴重程度顯著相關(guān)。Meisel的研究表明［16］HPA一2-Met等位基因至少在青至中年這一年齡段是急性心源性猝死及致死性心肌梗死(MI)的遺傳危險因素。可能大多數(shù)MI危險因素隨年齡的增長才逐漸出現(xiàn)并發(fā)展，因而使得作為遺傳危險因素的Met陽性基因型在年輕患者中更加突出。

2.3 糖蛋白GPIIIa/IIb復(fù)合物 GPIIIa/IIb多以復(fù)合物的形式存在，GPⅡb分子量為140kD，由一個重鏈(GPIIbα2125)和一個輕鏈(GPIIbβ223)通過二硫鍵相連，其細胞外部分含有4個重復(fù)序列，每個重復(fù)序列含有12個氨基酸，這些重復(fù)序列含有Ca2+的結(jié)合結(jié)構(gòu)域。GPIIIa分子量為90kD，是整合素家族細胞黏附素亞家族的亞單位，由一條多肽鏈組成，含有一個跨膜結(jié)構(gòu)域和親水的胞質(zhì)尾巴。GPⅢa(13亞單位)和GPIIb(a亞單位)2種GP在膜上以l:1構(gòu)成GPIIIa/IIb復(fù)合物，它是一種鈣依賴性異二聚體，80%隨機分布暴露于血小板表面，其余的位于凹入血小板表面的管道系統(tǒng)和胞漿內(nèi)a顆粒中。

GPIIIa/IIb是血小板激活的最后共同通道，GPIIIa和GPIIb均有很高的多態(tài)性，基因均位于染色體17q21-22上。GPIIb基因長17.2Kb，有30個外顯子，29個內(nèi)含子。HPA-3(Baka/Bakb)是由GpIIb的重鏈靠近COOH端的第843個位點發(fā)生由T-G的堿基替換所致。HPA-3a(Baka)在這個位點的基因編碼Ile，而HPA一3b(Bakb)的等位基因編碼Ser。GPIIIa基因長度為46kb，屬于單拷貝基因。有外顯子14個。第2外顯子上的第1565位T突變?yōu)镃，轉(zhuǎn)錄成蛋白質(zhì)第33位Leu變?yōu)镻ro，分別被命名為HPA-1a和HPA-lb。GPⅢa基因第9外顯子上第21508位c突變?yōu)锳轉(zhuǎn)錄成蛋白質(zhì)第355位Val變?yōu)镚lu(TaqI多態(tài)性)。此外GPIIIa轉(zhuǎn)錄成的蛋白質(zhì)的第143位Arg變?yōu)镚in，分別被命名為HPA一4a和HPA一4b(Pena和PerIb)。以及蛋白質(zhì)的第489位Arg變?yōu)镚in，分別被命名為HPA-6a和 HPA-6b(Tua和Tub)，蛋白質(zhì)第407位Pro變?yōu)锳la，分別被命名為HPA-7a和HPA-7b(Moa和Mob)，蛋白質(zhì)第636位Arg變?yōu)镃ys，分別被命名為HPA-8a和HPA-8b(Sra和Srb)。

GPIIIa/IIb復(fù)合物的基因多態(tài)性改變了其抗原性，調(diào)節(jié)了其表達水平和結(jié)構(gòu)，從而影響了血小板的黏附、聚集和活化反應(yīng)。HPA-1是引起免疫性血小板減少的主要血型系統(tǒng)，HPA-1b在高加索人種、非洲貝寧人、喀麥隆人和剛果人中頻率較高，但在亞洲人和中部非洲人中分布很低［17，18］。HPA-4抗原首先在日本人群中被發(fā)現(xiàn)，胎兒與孕婦HPA-4b血型不相容是導(dǎo)致新生兒同種免疫血小板減少癥(NA IT)的主要病因。亞洲人有較高的HPA-6b基因分布頻率，而在高加索人和非洲黑人中基因頻率非常低，因此由HPA-6血型不合引起的免疫性血小板減少癥應(yīng)引起我們的重視［19］。血小板膜糖蛋白GPⅡb/Ⅲa受體在血栓形成過程中起重要的作用。研究表明，GPⅡb/Ⅲa基因突變導(dǎo)致表型改變，進而引起血小板粘附、聚集功能的改變。血栓的病理機制取決于富含血小板的血栓形成。因此，GPⅡb/Ⅲa遺傳學(xué)上的決定性差異可能導(dǎo)致血小板激活或聚集改變并影響這類疾病的危險性。1996年weiss就表明GPⅢa基因的突變與血栓性疾病的發(fā)生相關(guān)。多數(shù)學(xué)者認為，GPⅢa l565位點突變可能影響GPⅡb/Ⅲa受體的敏感性，進而影響血小板對激活及聚集刺激的反應(yīng)性。

2.4 CD109糖蛋白 CD109糖蛋白位于活化的血小板和E細胞上，編碼基因位于第6號染色體上。CD109糖蛋白是與糖基磷脂酰肌醇(GPI)連接的單聚體，約170KD，是α2巨球蛋白，C3，C4，C5含硫代酯蛋白家族的成員.CD109糖蛋白攜帶 HPA-15，具有兩個等位基(HPA-15a，HPA-15b)，CD109突變遺傳因子是由A-C單核苷酸多態(tài)性反映的，A-C單核苷酸取代發(fā)生CD109cDNA的編碼區(qū)2108位點，使CD109的第682氨基酸發(fā)生Tyr/Ser替代。

3 小結(jié)

人類血小板抗原基因突變影響血小板的激活和聚集，是導(dǎo)致血小板輸注無效和血栓性疾病發(fā)病的危險因素。因此，人血小板抗原基因的多態(tài)性與血小板輸注、免疫性血小板減少及心血管疾病的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。因此在臨床和輸血實踐中，研究HPA基因及相關(guān)臨床應(yīng)用具有重要意義。

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