输血相关免疫学基础终稿.ppt

输血相关免疫学基础 郭路生 免疫系统 免疫应答 超敏反应 免疫细胞和免疫分子针对外源生物性物质所产生的反应 最基本功能 对侵入的非已物质辩认和识别 抗体依赖的细胞毒型超敏反应 型超敏反应 免疫器官 组织 细胞和免疫分子 克服与避开人体的免疫识别功能 最大程度地减轻和预防免疫排斥反应 输血反应 主要内容 一 红细胞血型免疫学基础 二 人类白细胞抗原与抗体三 血小板抗原与抗体 一 红细胞血型抗原 一 抗原特性 抗原 antigen Ag 是能够刺激机体免疫系统产生免疫应答的物质 并能与相应的免疫应答产物在体内或体外发生特异性反应 人体对于三种抗原的刺激能够产生免疫应答 1 同种抗原 指人类本身不同个体所具有的抗原 2 异种抗原 是来自其他种属或微生物的抗原 3 自身抗原 是指每一个体自身所具有的抗原 抗原具有免疫原性和反应原性 免疫原性是指Ag能够刺激机体产生免疫应答和应答产物 即产生特异性抗体和免疫效应细胞 反应原性是指Ag与免疫应答产物能够发生特异性结合 同时具有免疫原性和反应原性的物质是完全抗原 只具有反应原性的物质是半抗原 红细胞 血型抗原是红细胞膜上的化学构型 决定抗原特异性的是抗原决定簇或表位 epitope 抗原决定簇是呈立体排列的特殊化学基团 每一抗原可以有多个表位 人类红细胞抗原根据生化性质可以分为糖分子和多肽两类 抗原决定簇是糖分子的有 ABH Lewis Ii P等血型 它们亦称为组织血型抗原 抗原决定簇是多肽的有 MNS Rh Kidd Kell等血型系统 仅分布于红细胞或其他血细胞膜上 大多数血型抗原在出生时已经形成 但糖分子类抗原性较弱 血型物质存在于体液中的可溶性红细胞血型抗原称为血型物质 blood groupsubstance 血型物质与红细胞表面抗原既有联系也有区别 有的血型物质是红细胞合成的 有的血型物质非红细胞合成 二 血型抗原命名20世纪初无规律1980年国际输血协会成立了 红细胞表面抗原命名工作组 后更名为 血型命名委员会 该委员会整理了长期以来无规则命名形成的血型系统名称 1996年该委员会确立了新的命名方法 数字命名法6位数字 前3位表示血型系统 后3位表示血型抗原特异性 Eg 001001字母 数字命名法是用2 5个大写字母表示血型系统 系统符号 血型抗原用字母加数字表示 表型的记述方式用系统符号 冒号 再加上系统内抗原编号 不存在的抗原前加负号 三 血型抗原分类根据红细胞血型抗原的生化特性 遗传学特性 血清学表现等特点将所有红细胞抗原归类于不同的血型系统 血型集合 高频率抗原组和低频率抗原组 1 血型系统是由单一基因位点或多个紧密连锁基因位点上的等位基因编码的一组抗原所组成 到目前为止 检出30个红细胞血型系统 抗原近300个 2 血型集合是指在血清学 生物化学 遗传学特性方面有相关性 尚达不到血型系统命名标准 将与血型系统无关的血型抗原归为血型集合 例如Ii Er等 3 高频率抗原组和低频率抗原组血型抗原频率 90 属于高频抗原组 血型抗原频率 1 属于低频抗原组 二 红细胞血型抗体 一 抗体基本特性红细胞血型抗体是机体受到血型抗原刺激后 B细胞被活化 增殖分化为浆细胞 其产生能与相应抗原特异性结合 并引起免疫反应的免疫球蛋白 糖蛋白 并广泛存在于血液及体液中 免疫球蛋白将具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白统一命名为免疫球蛋白 Immunoglobulin Ig 1968年和1972年 分为分泌型和膜型 抗体和免疫球蛋白的关系抗体有特异性 一定是免疫球蛋白 免疫球蛋白可能是抗体 具有免疫活性 能够特异性结合抗原 但也可能不是抗体 如骨髓瘤病患者血清中IgM不具备结合抗原活性 1 免疫球蛋白结构 VH和VL是抗原结合部位 CH2是补体结合部位 CH3是FC受体结合部位 2 免疫球蛋白分类及特性根据Ig重链C区抗原性不同 重链分为 五种 据此决定了Ig分为IgG IgM IgA IgD IgE五类 同一类的Ig根据重链C区的结构差异 二硫键位置及数量的不同 可进一步分为亚类 例如IgG分为IgG1 IgG2 IgG3 IgG4四个亚类 IgM分为IgM1 IgM2两个亚类 IgA分为IgA1 IgA2两个亚类 IgD与IgE无亚类 二 红细胞血型抗体分类 1 完全抗体 completeantibody 在盐水介质中直接凝集红细胞的抗体 又称为盐水抗体 2 不完全抗体 incompleteantibody 与抗原 或红细胞 结合后 在盐水介质中未表现出可见的凝集反应 称为不完全抗体 凝集反应示意图 红细胞 完全抗体 凝集现象 红细胞 不完全抗体 致敏红细胞 3 规则抗体红细胞表面存在某种抗原 在血液中规律地出现不针对该抗原的抗体 称为规则抗体 4 不规则抗体不规则抗体概念来源于早期的输血实践 除外ABO血型系统 其他血型系统的抗体产生不符合Landsteiner规则 即抗体的产生没有规律 与抗A 抗B抗体规律地出现于血清中不同 称为不规则抗体 ABO系统中的亚型 变异型的抗A1等抗体 也称为不规则抗体 不规则抗体现统称为意外抗体 unexpectedantibody 分为同种抗体和自身抗体两种抗筛阳性 交叉配血不合 可能需要大量盲配 5 天然抗体无明确的抗原刺激而天然存在的抗体 多为IgM类抗体 6 免疫抗体是由已知抗原刺激所产生的抗体 一般通过输血 妊娠 注射三种途径接触同种异体抗原 多为IgG类抗体 血细胞是最佳抗原 输血又是最佳免疫途径 所以输血是最强的免疫刺激 7 同种抗体 alloantibody 同种属动物之间的抗原相互刺激产生的抗体 人类不同个体之间输血所产生的抗体就是同种抗体 8 自身抗体是指针对自身抗原产生的抗体 或者是外来抗原与机体内某些成分结合后产生的抗体 三 红细胞血型抗体的临床意义只有导致红细胞寿命缩短 溶血性输血反应及新生儿溶血病的抗体 才具有临床意义 通常在37 温度下 抗体与红细胞不发生反应者一般无临床意义 抗体如果有临床意义 输血时应选择交叉配血试验 抗球蛋白方法 阴性 相对应抗原阴性的血液 抗体如果没有意义 输血时选择交叉配血试验阴性的血液即可 三 红细胞抗原抗体反应红细胞抗体与相应抗原无论是在体内或是在体外 均可发生反应 称为红细胞抗原抗体反应 体外反应根据抗原性状 抗体类型及参与反应的介质不同 可表现为凝集反应 溶血反应 沉淀反应 中和反应等不同类型 一 主要类型1 凝集反应红细胞抗体与相应红细胞抗原反应 并使之形成凝块 这一过程称为凝集反应 直接凝集和间接凝集完全抗体和不完全抗体 直接凝集反应示意图 红细胞 完全抗体 凝集现象 常用凝集反应实验技术免疫学基本原理 1 盐水介质试验直接凝集试验用于IgM类抗体的检测 而不能检出IgG类抗体 2 酶处理试验技术某些蛋白水解酶 可以破坏红细胞表面的唾液酸结构 从而减少了负电荷的数量 缩短红细胞间的距离 促进某些抗原抗体反应 输血前各项免疫学检测主要采用凝集试验即简单又复杂 3 抗球蛋白试验技术 Coombs试验 盐水介质中 不完全抗体只能致敏红细胞 而不能使红细胞出现可见的凝集反应 加入抗球蛋白试剂后 抗球蛋白分子的Fab片段与包被在红细胞上的球蛋白分子的Fc片段结合 从而通过抗球蛋白分子的搭桥作用而产生红细胞的凝集 未被抗体致敏的红细胞不会发生凝集 直接抗球蛋白试验 directantiglobulintest DAT 主要应用 HDN诊断 免疫性输血反应调查 自身免疫性溶贫诊断等间接抗球蛋白试验 indirectantiglobulintest IAT 主要应用 交叉配血及血型鉴定 免疫性血型抗体和鉴定等 4 聚凝胺介质试验技术聚凝胺是一种由4个胺聚合而成的高阳离子聚合体 在溶液中有多个阳离子集团 能够中和红细胞表面的负电荷 从而缩短红细胞间的正常距离 使正常红细胞形成可逆的非特异性聚集 同时也使IgG类抗体直接凝集红细胞 然后加入枸椽酸重悬液 中和液 后 仅由聚凝胺引起的非特异性聚集会因电荷中和而消失 而由抗体介导的特异性凝集则不会消失 呈现出肉眼可见的凝集现象 5 微柱凝集试验技术在凝胶介质中 红细胞抗原与相应抗体结合 经低速离心 未与抗体结合的红细胞沉于凝胶底部 而与抗体结合或的红细胞 位于凝胶上部或悬于凝胶中 反应池 分离池 细胞扣中性胶 特异性胶 抗球蛋白胶 2 溶血反应在红细胞抗原抗体反应中 溶血也是阳性结果 补体参与 3 沉淀反应是可溶性抗原与抗体反应时 形成的不溶于液体的肉眼可见的复合物 前带现象 后带现象 如图 二 抗原抗体反应特点1 高度特异性2 可逆性化学键非共价键结合是可逆的 某种条件下达到动态平衡 抗原抗体复合物在一定条件下可以解离 解离后生物活性不变 影响抗原抗体复合物生成与解离因素 抗体亲和力和环境因素 3 比例性 抗原表位和抗体结合价 加样4 两个反应阶段致敏阶段 抗体和抗原决定簇特异性结合 凝集阶段 致敏红细胞互相连接 凝集 三 影响凝集反应的因素影响红细胞凝集反应的因素较多 影响第一阶段抗原抗体结合的因素主要有温度 离子强度 pH 孵育时间等条件 1 温度对抗原抗体结合影响很大通常IgM类抗体在低温 4 27 时反应较强 此类抗体也称为冷抗体IgG类抗体在37 时活性较好 也称为温抗体 2 离子强度正常血液中红细胞之间的距离至少25nm 避免发生自发聚集 3 pH大部分血型抗体接近生理pH范围4 孵育时间抗原抗体反应达到平衡需要一定时间 所需时间视免疫球蛋白类型及反应条件而定 二 人类白细胞抗原与抗体 一 白细胞血型抗原包括 红细胞血型抗原白细胞特有的血型抗原人类白细胞抗原 humanleukocyteantigen HLA 白细胞与其他组织细胞共有的抗原系统 组织相容性是指器官或组织移植时供者与受者相互接受的程度由供受者细胞表面组织抗原特异性决定 组织相容性抗原 histocompatibilityantigen 是代表个体特异性的同种异体抗原 主要组织相容性系统 majorhistocompatibilityantigen 其中能引起快速而强烈排斥反应的抗原系统 主要组织相容性复合体 majorhistocompatibilitycomplex MHC 又称HLA复合体位于第6号染色体短臂上 编码主要组织相容性抗原的基因群 HLA 类分子 广泛分布于体内所有有核细胞表面HLA 类分子 主要表达在专职APC上 巨噬细胞 DC B细胞等 二 MHC与HLA 三 HLA系统在输血医学的应用 HLA抗原具有高度的免疫原性 人类可以通过妊娠 输血及移植等途径产生HLA抗体 HLA抗原与HLA抗体作用可以引起多种输血反应 1 输血相关急性肺损伤2 发热性非溶血性输血反应3 血小板输注无效 1 输血相关急性肺损伤 transfusion relatedacutelunginjury TRALI 指输入的血液中含有与受血者白细胞抗原相应的HLA抗体或粒细胞特异性抗体而导致受血者出现在与左心衰竭无关的急性肺水肿症状与体征 机制 供血者血中的HLA抗体 粒细胞特异性抗体与受血者体内的白细胞发生抗原抗体反应 白细胞在肺循环中凝聚 患者表现为肺水肿或呼吸窘迫等 2 发热性非溶血性输血反应 febrilenon hemolytictransfusionreaction FNHTR 指受血者在输血期间或输血后1 2小时内 体温升高1 或1 以上 不能用其他原因解释的发热反应 主要机制 输入的供血者白细胞与受血者体内的HLA抗体发生抗原抗体反应 引起白细胞的破坏和致热原的释放 患者表现为畏寒发热及恶心 呕吐等消化道症状 3 血小板输注无效 platelettransfusionrefractoriness PTR 指受血者在输注血小板后血小板计数未见有效提高 临床出血症状未见改善的现象 机制 血小板表面存在HLA抗原 受血者产生的HLA抗体可以破坏输入的血小板 三 血小板抗原与抗体 一 血小板血型抗原血小板相关抗原组织相容性抗原 HLA 只有HLA 类抗原 红细胞血型系统相关抗原ABO Lewis等 个体差异较大 血小板表面与其他细胞或组织共有的抗原血小板特异性抗原 人类血小板抗原 humanplateletantigen HPA 血小板膜糖蛋白 glycoprotein GP 上抗原表位 二 人类血小板抗原 HPA 23个血小板抗原 其中12个抗原规入6个HPA系统 各包括2个对偶抗原 HPA 1HPA 2HPA 3HPA 4HPA 15 三 血小板血型的临床意义1 血