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第八章 红细胞血型( Blood Group ). 第一节 概论 景强教授 昆明医科大学法医学院. 血型( blood group ) 血液的遗传学差异统称为血型。人类的血 型包括红细胞血型、白细胞血型、血清型。 红细胞的遗传学差异称为红细胞血型( red cell blood group )。. 血型( Blood type )具有个体特异性和终身不变的特征,作为人类遗传标记在法医学个体识别和亲子鉴定具有重要的意义。血型在临床输血、器官移植及人类学研究中也是重要的遗传标记。. 血液 Blood. 红细胞 白细胞 血小板. 血细胞. 血液.
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第八章 红细胞血型(Blood Group) 第一节 概论 景强教授 昆明医科大学法医学院
血型(blood group) 血液的遗传学差异统称为血型。人类的血 型包括红细胞血型、白细胞血型、血清型。 红细胞的遗传学差异称为红细胞血型(red cell blood group)。
血型(Blood type)具有个体特异性和终身不变的特征,作为人类遗传标记在法医学个体识别和亲子鉴定具有重要的意义。血型在临床输血、器官移植及人类学研究中也是重要的遗传标记。
血液 Blood 红细胞 白细胞 血小板 血细胞 血液 水 血浆(细胞间质) 血浆蛋白,糖,维生素,激素,代谢产物及无机盐等
一、 血型的命名 (一)红细胞血型抗原(Antigen)的命名 1、用大写字母命名,如A、B、M、N等; 2、用大小写字母命名,如K、k、S、s等; 3、有些亚型抗原用右下角码表示,如A1、 A2等 ; 4、有些用一大一小两个字母后加右上角码命名,如Lea、Fya等。
(二)红细胞血型抗体(Antibody)的命名 红细胞血型抗体的命名一般在抗原前加“抗” 与半字线,如抗-A、抗-M等。
(三)红细胞血型的命名 1、与红细胞抗原一样用大写字母表示,如 A、B、O及AB型,亚型则在大写字母右 下方加角注; 2、Kell及P血型等用一大一小字母表示,如 K-k+、K+k+、P及p等;
3、MNSs系统则将抗原符号联合,如MN型、 MNS型等; 4、有些血型在血型符号后加括号,内写一 对 对立抗原,如Lewis血型的表现性 写成:Le(a-b+),Le(a+b-),Le(a-b-)等。
(四)基因及基因型命名 基因及基因型一般用斜体表示,如: A、B、O; A/A、A/O 等。
二、红细胞血型抗原(Blood Group Antigen) 凡能刺激机体引起特异性免疫反应的物质均称为抗原。抗原对一种动物必须是“非己”物质。抗原是分子量较大,结构复杂的蛋白质或多糖体。
红细胞抗原系有蛋白质、多糖与脂质组成,以蛋白质与脂质作为载体,多糖作红细胞抗原系有蛋白质、多糖与脂质组成,以蛋白质与脂质作为载体,多糖作 为侧链。多糖是抗原决定族(immuno – determinant ) ,具有特异性,是发生免疫 反应抗原与抗体结合的部位。
1、红细胞血型抗原的化学性质 红细胞血型抗原实质上是红细胞膜抗原。 红细胞膜由蛋白质、多糖与脂质组成.糖 蛋白分子从细胞表面突出,像棒状结构, 是抗原决定族。
血型糖蛋白(Glycophorin) ,糖呈糖蛋白或糖脂质。糖链露出于膜表面,是抗原决定簇。红细胞上的涎酸也与抗原特异性有关。
红细胞血型抗原 根据化学结构可分为3类: ⑴ABH、Lewis 与P抗原等是糖脂质(Glycolipid),型特异性决定于寡糖的结构; ⑵Rh及 Kell 抗原等是膜内镶嵌蛋白(Membrane embedded proteins),可能与膜的构造与功能有一定关系,型特异性决定于蛋白质的结构; ⑶MN 与 Ss 抗原分别为血型糖蛋白 A(Glycophorin A,PAS1 及 2)及血型糖蛋白B(Glycophorin B,PAS3),是膜内中性唾液酸糖蛋白,可被蛋白水解酶或神经氨酸酶破坏,型特异性与蛋白和寡糖的结构均有关。
分泌型(Secretory)个体的体液与分泌液中的 A、B、H及 Lewis 抗原等属于水溶性糖蛋白,型特异性决定于寡糖的结构。
2、血型抗原的数目及强弱 所有红细胞抗原中,以A1抗原部位数目最多,其次为B抗原。 红细胞抗原中以A、B抗原的抗原性最强,其次为Rho(D)抗原, K抗原再次之。
3、血型抗原的分布 除血液外,人体许多组织(内脏、毛发、骨骼、牙齿等)、体液(胸腔液、心包液)、分泌液(唾液、汗液、精液、胃液、胆汁、阴道液、羊水、泪液等)及排泄物(尿液、粪便等)均含有某些血型抗原,如ABH抗原,HLA抗原及某些酶型等。但各组织含量不等,有些组织可以缺乏。分泌型人的分泌液缺乏血性物质。
类似的血型抗原还广泛存在于哺乳类、两栖类、鱼类、植物果实和种子以及 某些微生物中,如高等的灵长类动物(如猩猩、长臂猿以及猴)有类似人类的 A、B物质,大肠杆菌O86 有类B型物质;肺炎双球菌14型含类 A物质。
三、红细胞血型抗体 抗体属于血清蛋白的γ球蛋白, 统称为免疫球蛋白 (immunoglobulin, Ig), 有五种不同结构的免疫球蛋白类型:IgG、IgM、IgA、IgD 及IgE 。
1、血型抗体根据产生的机制可分为“天然”抗体(Natural antibodies)和“免疫”抗体( Antibody )两类。 天然抗体指的是没有经过确切的抗原刺激而存在于人血清中的抗体,也称作“规则”抗体。如人体内的抗 A抗体与抗 B抗体即属于此类,分别存在于B型和 A型人血清中。免疫抗体是指有明确抗原刺激或经过人工免疫而产生的抗体,也称作“不规则”抗体,多为IgG,如抗-M抗体、抗-D抗体等。
2、血型抗体根据血清学反应特点不同又分为“寒 冷”抗体与“温暖”抗体。天然抗体通常属于寒 冷抗体,“寒冷”抗体的最适反应温度为 4~20℃,可在盐水介质中与红细胞发生凝集 反应,故又称盐水抗体或完全抗体,一般多为 IgM。免疫抗体的最适反应温度为 37℃,又称 “温暖”抗体,这类酶在盐水介质中不能使红细 胞发生可见的凝集反应,只能在加入其他试剂 如清蛋白等胶体介质中使红细胞发生凝集,也 能在非胶体介质中,使酶处理过的红细胞发生 凝集反应,因而又称为不完全抗体。
不完全抗体在盐水中虽不出现凝集,但已与红细胞上的抗原决定簇发生了特异性结合,此时再加入完全抗体也不会出现凝集反应,因其阻断了后者与红细胞的结合,所以也称遮断抗体或封闭抗体。
自然界中也存在类似具有天然抗体特异性的物质,如荆豆种子(Ulex eurorueus)浸液具有抗H特异性;双花扁豆(Dolichos biflorus)浸液具有抗 A1 特异性;禾豆(Vicia gramine),羊蹄甲(Bauhinia purpurea与 Baubinia vanegate) 种子浸液具有抗N特异性;屈曲花(Iberis amara)具有抗M特异性等。
四、红细胞血型检测 红细胞血型的检测通常应用凝集反应 即在颗粒性抗原悬液中加入对应的抗体,抗体 与抗原决定簇特异结合,使颗粒性抗原集聚成 团块的现象。红细胞与对应的抗体发生的凝集 反应称作红细胞凝集(agglutination)反应。
(一)红细胞的凝集反应(Erythrocyte agglutination reaction) 红细胞的凝集反应过程可以分为两个步 骤,致敏(抗原抗体结合);凝集(红细 胞发生肉眼可见的凝集。
1. 致敏(Sensitization) 抗体的特异性结合部位与抗原决定簇结 构互补,由离子间相反电荷、氢键、疏水键 等的作用而发生结合。此种结合是可逆的, 增加抗原与抗体的 浓度、维持合适的pH值、 降低反应介质的离子强度等可增加抗原-抗体 复合物的产量。
2. 凝集(Agglutination) 致敏的红细胞是否产生凝集,取决于 抗体的性质、抗原决定蔟的部位与数目及 红细胞动电位的大小。
Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y IgG与IgM抗体血清行为的差异 IgG IgM
IgM 抗体由 5 个亚单位连接成环状,理 论上有 10 个抗原结合部位,相邻两个抗原结合 部位间的最大距离为30 nm,能使悬浮生理盐水的红细胞发生凝集反应。 IgG抗体有2个抗原结合部位,呈Y或T形,其间相距为14 nm,通常在普通的介质可使红细胞致敏,但难以产生凝集现象。
ABO 抗原在红细胞上数量丰富且其抗原 决定簇为糖脂的寡糖部位,突出于红细胞的 表面,使 IgG 抗体在普通的介质中引发红细 胞的凝集反应。Rh 抗原为膜内镶嵌蛋白,位 于细胞膜内且在红细胞上抗原数量较少,盐 水介质中IgG类抗体难以引发红细胞凝集反 应。
在正常情况下,红细胞膜表面的N-乙酰-神经氨酸残基(N-acetyl - neuraminic acid residues)电离,使红细胞表面 携带负电荷。由于同性相斥,使红细胞在介质中相互分离,呈悬浮状态,细胞间 距保持约为 25nm。
动电位=红细胞表面负电荷与 介质阳离子的电位差 滑动面 红细胞表面负电荷 介质的阳离子 红细胞表面负电荷及动电位
动电位(zeta potential) 由红细胞表面的静电荷与正离子团外自由正离子间形成的电位差。动电位的大小取决于红细胞表面负电荷的程度与介质中的离子浓度,也决定了红细胞间距,与凝集反应的发生有密切关系 。
(二)红细胞凝集反应的促进因素 1.缩小红细胞的间距(Reduce the spacing of the red blood cells) 通过降低红细胞的动电位和物理加压(离 心)的方法可以缩小红细胞的间距。
⑴降低红细胞的动电位 ①用蛋白水解酶(如胰蛋白酶、菠箩蛋 白酶等)或神 经氨酸酶处理红细胞,裂解红 细胞表面的神经氨酸,减小红细胞表面的负 电荷数量,达到降低红细胞的动电位、缩小 红细胞间距的目的;
②在反应体系中加入牛血清白蛋白,可 升高介质中离子的介电常数并中和红细胞表 面的神经氨酸, 达到降低红细胞动电位的目 的;
③用低离子强度溶液(如 7%葡萄糖溶 液、10%蔗糖溶液等)作为反应介质,可以 减少红细胞吸引的阳离子数量,达到降低红 细胞的动电位的目的。
⑵离心(Centrifugal) 含有红细胞和抗体的反应溶液经1000r/min 离心1min,离心力对致敏红细胞施加物理压 力,可减小红细胞的间距,促进凝集。
2.在抗体间搭桥 应用抗球蛋白试验法,在含有红细胞和 抗体的反应溶液中 加入与抗体对应的第二抗 体(抗球蛋白抗体),连接已致敏红细胞上抗 体,间接使红细胞形成网状团块(凝集)。