輸血與紅細胞同種免疫＊

徐 樸綜述 李 艷審校

輸血是將血液通過靜脈輸注給病人的一種方法，是現(xiàn)代醫(yī)療救治的重要措施，臨床應用廣泛。輸注紅細胞或含有紅細胞的血液制品時，受血者免疫系統(tǒng)可對外源性紅細胞抗原產生同種抗體，導致輸血不良事件，嚴重者可引起死亡［1，2］。本文對紅細胞同種免疫的發(fā)生原因和流行病學特點及其預防困境和研究方向等綜述如下。

1 紅細胞同種免疫發(fā)生的原因

紅細胞同種免疫的發(fā)生可能是多種原因引起的，如紅細胞抗原的多樣性、紅細胞輸注次數(shù)、性別、年齡、炎癥、疾病、受血者的易感性等。

1.1 紅細胞抗原的多樣性

人類血型系統(tǒng)，是人類紅細胞膜表面各種血型抗原系統(tǒng)的統(tǒng)稱，其中ABO血型系統(tǒng)是人類最早認識和最為重要的血型系統(tǒng)。2012年，美國佛蒙特大學生物學家布萊恩·巴利夫為首的研究團隊在實驗中發(fā)現(xiàn)了兩種名為ABCB6和ABCG2的特殊轉運蛋白，隨后經(jīng)法國國家輸血研究所確認，證實這確實是兩種此前未被識別的轉運蛋白，含有這兩種蛋白的新血型分別被命名為“朗格雷”和“尤尼奧爾”［3，4］血型。至此，人類紅細胞血型系統(tǒng)總數(shù)由此前的30種增至32種，而其血型抗原則有數(shù)百種之多。當受血者輸注紅細胞制品時，會有大量不同型外源抗原進入機體，機體免疫系統(tǒng)對這些異源性抗原進行抗原呈遞、加工等處理，產生免疫反應或免疫耐受，臨床表現(xiàn)出同種免疫反應或同種免疫耐受。

同時，各種血型抗原在不同人種之間分布不盡相同，如在我國比較關注的Rh血型系統(tǒng)的D抗原，其陰性人群在我國漢族人群中的分布只有0.3%左右，而在白種人群中的分布則可達到15-17%［5，6］。如果獻血人群與受血人群不是同一種族，則產生紅細胞同種免疫反應的風險將顯著升高，這也是鐮刀細胞性貧血患者紅細胞同種免疫發(fā)生率高的一個主要原因。

1.2 紅細胞的輸注次數(shù)

由于上述紅細胞抗原的多樣性，受血者輸注紅細胞次數(shù)越多，則接受的紅細胞抗原就越多，大量的不同型外源抗原將增加紅細胞同種免疫的風險［7］。

1.3 性別與年齡

由于胎兒血型與母親血型不同，妊娠期出血可使胎兒血液進入母體，來自胎兒的異型紅細胞抗原可刺激母體免疫系統(tǒng)產生同種免疫反應，生成的同種抗體可通過胎盤進入胎兒，導致胎兒溶血病的發(fā)生；同時，妊娠及分娩次數(shù)越多則發(fā)生紅細胞同種免疫的風險越高。因此，在理論上，女性發(fā)生同種免疫反應的風險要高于男性，Pahuja等［8］的研究證實了這一點。Verduzco等［9］的研究發(fā)現(xiàn)，患者開始接受輸血的年齡越小，發(fā)生紅細胞同種免疫的風險越低，隨著患者開始接受輸血的年齡增加，其發(fā)生紅細胞同種免疫的風險也將增加，這可能與接受抗原刺激者年齡越小越容易產生免疫耐受有關。

1.4 炎癥

有研究［10］表明，炎癥與紅細胞同種免疫發(fā)生率顯著相關。雖然鐮刀細胞性貧血患者紅細胞同種免疫發(fā)生率顯著高于其他患者，但在該類患者的不同病理過程中，其紅細胞同種免疫發(fā)生率又有明顯不同，當該類患者發(fā)生血管阻塞危象時，紅細胞同種免疫發(fā)生率則顯著高于穩(wěn)定期患者。在此病理過程中，中性粒細胞的趨化作用及單核細胞的吞噬作用明顯增強，白細胞介素-6和腫瘤壞死因子也增加，這些增強的炎癥因素可以影響紅細胞同種免疫發(fā)生率。

同時，Smith等［11］通過研究鼠模型發(fā)現(xiàn)，在沒有炎癥存在的情況下，輸注紅細胞抗原鼠個體只能產生低水平或不可檢測到的紅細胞同種抗體，而那些有炎癥存在的個體在接受紅細胞抗原輸注后可產生更高比率和更強的紅細胞同種免疫。

Phipps等［12］認為，樹突狀細胞對抗原的呈遞作用、協(xié)同刺激分子的表達以及CD4+T細胞的增殖等均與紅細胞同種免疫相關，而不同的炎癥復合物如細菌脂多糖與紅細胞同種免疫并不相關，表明不同的炎癥誘導劑對免疫系統(tǒng)的影響并不相同。

1.5 疾病

大量研究表明，鐮刀細胞性貧血、地中海貧血、骨髓增生異常綜合征、慢性骨髓單核細胞性白血病等疾病患者發(fā)生紅細胞同種免疫的比率顯著高于其他疾病患者［13，14］。而在疾病的不同狀態(tài)，紅細胞同種免疫的發(fā)生率也各不相同，如Graido-Gonzalez等［10］的研究發(fā)現(xiàn)，鐮刀細胞性貧血患者發(fā)生血管阻塞危象時，其紅細胞同種免疫發(fā)生率顯著高于穩(wěn)定期患者，這與炎癥促進了紅細胞同種免疫的發(fā)生有關。

1.6 受血者的易感性

Higgins等［15］以及其它的大量研究表明，在輸注紅細胞的各類患者中，只有極少數(shù)人發(fā)生了紅細胞同種免疫，這可能與受血者的易感性有關?；颊叩娜祟惏准毎乖℉uman Leukocyte Antigen，HLA）II類基因是個體對紅細胞抗原發(fā)生反應的關鍵預報因子，可能影響受血者對紅細胞抗原發(fā)生反應的易感狀態(tài)［16］。除了HLA II類基因與特異性紅細胞抗體引起的同種免疫直接相關外，HLA等位基因也可在無特異性紅細胞抗原刺激下調節(jié)紅細胞同種免疫。

同時，不同疾病的特殊易感因素也與紅細胞同種免疫的發(fā)生相關，如鐮刀細胞性貧血的主要病理特征就是一種慢性炎癥，即使在穩(wěn)定狀態(tài)，其C-反應蛋白、炎性因子（白細胞介素-1、白細胞介素-6和干擾素-γ）等仍然顯著高于健康人群［17］。這些炎性因子都可以促進紅細胞同種免疫的發(fā)生。

2 紅細胞同種免疫的流行病學

同種免疫通常在輸注紅細胞制品后發(fā)生，但妊娠、移植以及輸注非紅細胞制品也可引起同種免疫［18-20］，其中最常見的是針對紅細胞抗原產生的紅細胞同種免疫。

雖然很難精確確定紅細胞同種免疫的發(fā)生率，但學者們估計其在一般人群中的發(fā)生率為0.5-1.5%［21］。據(jù)加拿大輸血服務網(wǎng)估計，紅細胞同種免疫在普通住院人群中的發(fā)生率為1-2%，在多次輸血患者和多胎妊娠婦女中的發(fā)生率可高于5%，而在輸血依賴性疾病患者中發(fā)生率高于20%，如鐮刀細胞性貧血、地中海貧血患者［13］。不同地區(qū)、不同人群的紅細胞同種免疫發(fā)生率不盡相同［22-24］。此外，由于檢測同種抗體所用技術和輸血管理策略的不同，以及檢測人員水平高低等也可導致紅細胞同種免疫發(fā)生率報道的差異［23，25］。

不同地區(qū)人群中引起紅細胞同種免疫的同種抗體特異性不同，以最常檢出的同種抗體占所有被檢出同種抗體的比例為例，中國人群中最常檢出的同種抗體為抗-E、抗-D、抗-M 和抗-Mia［22］，東南亞人群為抗-Lea、抗-E、抗-Mia和抗-Leb［23］，而美國人群為抗-E、抗-Lea、抗-K、抗-D、抗-Leb、抗-M、抗-P1、抗-Fya、抗-C和抗-c［24］。

盡管紅細胞同種免疫發(fā)生率及同種抗體特異性分布尚存在爭議，但因此而引起的臨床問題如速（遲）發(fā)型溶血性輸血反應、新生兒（胎兒）溶血病、因同種抗體的產生引起配血困難而導致的患者輸血延誤、增加供血機構的供血困難以及可能影響器管移植的存活等問題卻不能忽視［2，26］。

3 紅細胞同種免疫的預防困境

在臨床輸血工作中，歐美等發(fā)達國家對紅細胞同種免疫非常重視，而在我國，其關注程度還不夠。由于紅細胞同種免疫僅在少數(shù)輸血患者中發(fā)生［15］，而且機理尚不清楚，其發(fā)生存在高度不可預測性，因而根據(jù)有限資源對其管理策略的建立還較困難或難以實施［27］。

為了避免紅細胞同種免疫的產生或其對輸血產生的不良影響，較多學者［28，29］提出了不同的觀點，目前比較常見的是進行預防性紅細胞抗原匹配輸血，即對于已經(jīng)檢測出同種抗體的患者，為避免輸注紅細胞制劑時同種免疫造成的不良輸血反應，輸血前對這些受血者進行特異的預防性抗原匹配，而對未檢測出同種抗體的患者，輸血前需對受血者進行廣泛的預防性抗原匹配［27］。但此項工作既費時，又需要經(jīng)過專門培訓的人員操作，還需要足夠的血液資源，同時還會使患者承擔更高的經(jīng)濟費用，因此在我國能進行此項工作的醫(yī)療和采、供血機構并不多見，即使在歐美等發(fā)達國家，也并不是所有實驗室均進行此項工作。

即使進行了紅細胞抗原的預防性匹配輸血，紅細胞同種免疫仍難免發(fā)生。Miller等［30］在調查2010年鐮刀細胞性貧血患者紅細胞同種免疫流行情況時發(fā)現(xiàn)，雖然對83%的紅細胞同種免疫易感患者進行預防性C、E、K抗原匹配輸血，但輸血后，這些人群中仍有部分患者發(fā)生了針對C、E、K抗原的紅細胞同種免疫反應。

此外，紅細胞抗原可發(fā)生變異，變異的抗原隨著紅細胞輸注進入受血者體內，刺激機體免疫系統(tǒng)，引起紅細胞同種免疫的發(fā)生，而在臨床輸血工作中很難對變異的抗原進行預防性匹配輸血。同時，對于反復輸血或產生自身抗體的患者，由于其輸入的眾多異型紅細胞抗原或自身抗體所產生的自身凝集可干擾檢測人員對患者自身紅細胞抗原型別的識別，因此對這些患者進行預防性匹配輸血也存在一定困難。

隨著基因檢測技術的發(fā)展，有學者提出對紅細胞抗原進行基因檢測［31］，這對于上述情況下很難進行血清學抗原檢測的患者無疑提供了一種更好的選擇。但遺憾的是，此類技術要求較高，限制了在一般醫(yī)療機構中的應用。

4 研究方向

為了促進對輸血引起的同種免疫的理解，減少同種免疫的發(fā)生和對患者的不良影響，2010年4月，由美國國家心肺和血液研究所（National Heart，Lung and Blood Institute，NHLBI）發(fā)起成立了一個專門探討解決上述問題和策略的工作組。該工作組就預防和管理上述出現(xiàn)在不同人群患者中的臨床問題提出了見解和綱要［32］，并在輸血引起的同種免疫未來研究和開發(fā)領域達成共識，包括受血者遺傳和后天調節(jié)同種免疫的因素、輸入血液制品影響同種免疫的生化特性、有利于受血者和獻血者廣泛而有效抗原匹配輸血的高通量基因分型的新技術、分析同種免疫造成的不良后遺癥、動物模型生物學和人類臨床研究等。并認為對下列方面應優(yōu)先研究，其一、促進有利于證實宿主特征和導致對輸入血細胞產生相關同種免疫反應的臨床表現(xiàn)的研究；其二、促進對輸血患者預防和治療方面的研究；其三、加快開發(fā)配血技術和資源。

基于NHLBI工作組的上述觀點和構想，對于輸血引起的紅細胞同種免疫，人類將更加關注下列研究方向。

4.1 紅細胞同種免疫發(fā)生機制

探討紅細胞同種免疫發(fā)生機制，包括證實宿主特征，即證實輸血患者對輸入紅細胞抗原產生同種免疫的易感性。人類最早發(fā)現(xiàn)，在鐮刀細胞性貧血患者中，HLA抗原B35的表達是導致紅細胞同種免疫發(fā)生的高風險因素［33］。目前已經(jīng)證實白種人受血者對紅細胞特異性的Fya抗原發(fā)生的紅細胞同種免疫與HLA II類基因的DRB1 04和DRB1 15等位基因密切相關，而HLA II類基因的DRB1＊1503等位基因則與非特異性紅細胞抗原引起的紅細胞同種免疫的高風險相關［34］。但對于其它疾病、其它特異性紅細胞抗原，哪些易感因素與紅細胞同種免疫相關？哪一類人群易產生紅細胞同種免疫？這些仍是將來需要探索的領域，這些問題的證實對于闡明紅細胞同種免疫發(fā)生機制，進而有針對性地高效預防紅細胞同種免疫的發(fā)生有著極其重要的臨床意義。

4.2 紅細胞同種免疫的預防和治療

在對紅細胞同種免疫的研究史上，人類發(fā)現(xiàn)抗D引起的新生兒或胎兒溶血病大多發(fā)生在母親與胎兒Rh（D）血型不一致，如果母親為 Rh（D）陰性而胎兒為 Rh（D）陽性［35］，胎兒的Rh（D）抗原可在某些情況下進入母體血液循環(huán)，刺激母體免疫系統(tǒng)引起同種免疫，產生抗D抗體，導致新生兒或胎兒嚴重溶血病甚至死亡。幸運的是，人類在上世紀60年代找到了一種注射抗-D抗體避免新生兒或胎兒溶血病的方法［36］，即在出生前注射這種Rh免疫球蛋白，可獲得非常明顯的預防效果［35］。由于這種Rh免疫球蛋白預防方法的引入，抗-D引起的新生兒或胎兒溶血病發(fā)生率顯著降低。但遺憾的是，這種對抗-D引起的新生兒或胎兒溶血病有較好預防效果的Rh免疫球蛋白目前在我國的關注程度并不高，而且這種預防性治療措施對其它血型抗原引起的紅細胞同種免疫并無明顯效果。白種人中K抗原引起的同種免疫所致新生兒或胎兒溶血病雖然越來越引起研究者重視，但一直沒有找到預防性治療措施。最近，Stephen等［37］在其研究中介紹了一種產生肽耐受原的方法，該耐受原可以阻止K抗原引起的同種免疫，并在鼠模型中證實其對K抗體產生的同種免疫有很強的耐受性。這是目前可用于預防K抗原引起的同種免疫的一種新方法。但是，對于D、K抗原以外的其它眾多紅細胞血型抗原引起的同種免疫反應，人類都將去面對，期待未來的研究可以尋找到更多方法，有效預防和治療紅細胞同種免疫及其導致的嚴重不良反應。

4.3 高通量基因分型技術的開發(fā)和利用

對于已經(jīng)發(fā)生同種免疫患者，為了預防不良反應的發(fā)生，在輸血前需要進行預防性抗原匹配，這項工作需要花費大量人力、物力、財力，如果能進行低成本、方便、快捷、高效的基因分析，不論對患者或采、供血機構都具有重要的現(xiàn)實意義。高通量基因分型技術不僅在抗原匹配方面具有無可比擬的優(yōu)勢，而且對血清學檢測紅細胞血型抗原有困難的患者，也能提供有利的幫助。因此，開發(fā)和利用低成本、方便、快捷、高效的高通量基因分型技術對于解決目前紅細胞同種免疫導致的臨床問題具有重要意義。

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