Биосинтез

Для биосинтеза вещества i требуется последовательное воздействие снача­ла р1,3-Л^-ацетилгалактозаминтрансферазы, а затем р1,4-]У-ацетилгалактоза-минтрансферазы. Антиген i превращается в антиген I под действием pi,6-iV-ацетилгалактозаминтрансферазы, которая обеспечивает разветвление углевод­ных остатков (Feizi [40], Hakomori [67], Koscielak и соавт. [89], Piller и соавт. [119],FukudaHcoaBT. [52]).

Клетки яичников китайских хомячков (линия СНО) обычно экспрессиру-ют антиген i, а антиген I на них отсутствует. Bierhuizen и соавт. [7] примени­ли метод трансфекции генов фукозил- и ацетилгалактозаминтрансферазы. Этот эксперимент привел к экспрессии на клетках СНО I-активных структур. Далее авторам удалось клонировать ген ЮпТ, обеспечивающий разветвление 1-цепей и формирование собственно антигена I (Bierhuizen и соавт. [6]).

В настоящее время аминокислотная последовательность фермента, кодируе­мого геном / (ЮпТ) расшифрована (рис. 27.1).

Рис. 27.1. Аминокислотная последовательность гена pGlcNAc-трансферазы, формиру­ющего антиген I.

Фермент, обеспечивающий разветвление I-цепей, обладает низкой актив­ностью в период внутриутробного развития организма, и это объясняет низ­кий уровень экспрессии антигена I у новорожденных. При этом i-антигенная активность указанных цепей высокая (Bierhuizen и соавт. [6, 7]). На эритроци-Ж взрослых с фенотипом i имеются неразветвленные цепи олигосахаридов НЯНИ мутации или делеции гена ЮпТ, что приводит к утрате активности(Yu и соавт. [185]). Присутствие нормальных количества вещества в слюне, плазме и гудном молоке лиц с фенотипом i дает основания полагать что существует несколько вариантов I-трансфераз, активность кото­рых проявляется в различных тканях организма.

Растворимые формы

Антиген I присутствует в слюне, что было установлено с помощью мето­да нейтрализации специфических антител (Burnie [12], Marsh и соавт. [101], Dzierzkowa-Borodej и соавт. [35]). Образцы слюны 181 донора ингибировали анти-1-антитела независимо от наличия других групповых субстанций, присут­ствующих в слюне: ABO, H и Lewis (Dzierzkowa-Borodej и соавт. [35]). Однако с одним образцом анти-1-антител были получены результаты, которые указыва­ли на более высокую концентрацию вещества I в слюне лиц, не выделяющих субстанции А, В и Н, по сравнению с лицами, выделяющими их. Эта находка не явилась неожиданной, поскольку у невыделителей отсутствует Н-трансфераза, способная присоединять фукозу к 1-активным цепям (Rouger и соавт. [145, 146]). Слюна лиц с фенотипом «взрослый i», не выделяющих субстанции А, В и Н, содержит нормальное количество вещества I в отличие от слюны лиц, выде­ляющих указанные групповые субстанции.

Вещество I присутствует в большем количестве в грудном молоке, чем в слюне. Молоко гораздо сильнее ингибировало активность сывороток анти-1 (Burnie [12], Marsh и соавт. [101], Dzierzkowa-Borodej, Osinska [34]). По на­блюдениям Dzierzkowa-Borodej, Osinska [34], молоко женщины с фенотипом «взрослый i» содержало нормальное количество субстанции I и вызывало инги-бицию анти-1-антител, содержащихся в сыворотке ее крови.

В слюне присутствует также субстанция i, о чем свидетельствует спо­собность слюны нейтрализовать некоторые анти-ьсыворотки (Burnie [12], De Boissezon и соавт. [25]).

В грудном молоке наряду с субстанцией I обнаружена субстанция i (Marsh и соавт. [98], Burnie [12]).

Как показали Rouger и соавт. [147], некоторые сыворотки анти-1 ингибирова-лись плазмой крови I-положительных лиц, что указывало на присутствие этой антигенной субстанции в плазме крови. При этом установлено, что содержа­ние вещества I в плазме новорожденных составляет 25 % от его концентрации в плазме взрослых.

Плазма взрослых, имевших фенотип i, содержала нормальные количества субстанции I. Снижение концентрации вещества I отмечено у лиц с редким фе­нотипом I-i- (Rouger и соавт. [145]). В отличие от слюны содержание вещества I в плазме не зависело от статуса выделительства субстанций А, В и Н и их ко­личества в плазме (Rouger и соавт. [145-147]).

Гемагглютинационная активность антител анти-i угнеталась сыворотка-Ш1<или плазмой крови большинства взрослых и новорожденных (Burnie [12], ^ЛBoissezon и соавт. [25], Rouger и соавт. [147], Cooper, Brown [20]).

Структура

Антигены I и i относятся к углеводам. Они находятся на олигосахаридных комплексах, на которых также размещаются антигены систем АВО, Н и Lewis. Подобно АВ- и Н-антигенным структурам, Ii-детерминанты подразделяют на 3 класса макромолекул:

• iV-связанные олигосахариды в гликопротеинах полос 3 и 4.5; I простые гликолипиды;
• сложные гликолипиды (полигликозилцерамиды). Антигенные Ii-детерминанты присутствуют на эритроцитах в 2 вариантах: в доступном для антител и недоступном для антител (маскированном). Помимо эритроцитов, они содержатся во многих других клетках.

Водорастворимые субстанции II находят в секретах организма (Roelcke [131], Мм и соавт. [15,39,40,44,45,46,47,48] Hakomori [67], Clausen, Hakomori [18],

Wheat«ршт. [37], Watanabe и соавт. [107, 176, 177], Gardas [54], Fukuda и соавт. \$1% Kiscielak и соавт. [89], Okada и соавт. [109], Gooi и соавт. [62]).

Антигенные детерминанты I и i расположены преимущественно на цепях типа 2, Galpl Щ 4GlcNAc. Их можно обнаружить в АВ- и Н-активных олигоса-харидах, поэтапно удаляя терминальные моносахара путем химической дегра­дации (Feizi и соавт. [46, 47]). Антитела анти-i выявляют линейные структуры, преобладающие на эритроцитах плода и новорожденного. Основная структу­ра антигена i представлена неразветвленной цепью полилактозамина в составе по меньшей мере двух единиц N-ацетилгалактозамина: Galpl ->• 4GlcNAcpi r* 3Galpl->4GlcNAc->R.

Параглобозиды, имеющие в своем составе одну лактозаминовую группу, не обладали i-антигенной активностью. Гексасахариды, в состав которых входят 3 лактозаминовые группы, эффективно ингибировали активность анти-ьантител (Niemann и соавт. [107], Gooi и соавт. [62]).

На эритроцитах новорожденных количество разветвленных цепей веще­ства I невелико. Такие цепи в полной мере развиваются уже после рождения (Watanabe, Hakomori [177]). Сильно разветвленные молекулы полигликозилце-рамидов, отсутствующие на эритроцитах новорожденных, обладают выражен­ной I-антигенной активностью.

П-активные олигосахаридные цепи имеют более сложное строение. Они формируются путем связывания с аспарагином через vV-ацетилглюкозамин. Большинство исследований биохимической структуры антигенов П было прове­дено с целью уточнения специфичности МКА, взаимодействующих с указанны­ми детерминантами. Несмотря на отсутствие полной серологической идентич­ности, образцы анти-1-антител могут быть подразделены на три категории:

• распознающие участок Gaipi —> 4GlcNAcpi —> 6;
• распознающие участок Gaipi tit 4GlcNAcpl —> 3;
• распознающие оба участка.

Если основная структура антигенов I и i подвергается дальнейшему гликозили-рованию, то антитела, взаимодействовавшие с ними ранее, начинают различаться по своей способности распознавать дополнительно гликозилированные детерми­нанты. Если к терминальным галактозным остаткам с помощью Н-трансферазы присоединяется фукоза, образуются участки с Н-антигенной активностью. Последние могут служить акцепторным субстратом для А- и В-трансфераз, ко­торые присоединяют к ним Л^-ацетилгалактозамин и галактозу и таким образом трансформируют Н-цепи в групповые субстанции А и В.

На эритроцитах O_h (Bombay) из-за отсутствия Н-фукозилтрансферазы присоединение терминальных фукозных остатков к Ii-активным структурам не происходит, поэтому экспрессия антигена I на таких клетках повышена. Разрушение антигена Н а1,2-фукозидазой из Aspergillusnigerтакже повыша-Ц! экспрессию антигена I (Doinel и соавт. [26]). Терминальные галактозные Ii-активных структур, наоборот, могут подвергаться связыванию валовыми кислотами, что исключает действие фукозилаз и способству-Щ формированию А- и В-активных структур. Указанные сиалилированные структуры обладают умеренной I- и i-антигенной активностью, которая уси­ливается после обработки эритроцитов сиалидазой (Feizi [40], Hakomori [67], Koscielak и соавт. [89], Piller и соавт. [119]).

Антиген 1^т

Обозначение 1^т (транзиторный) присвоено антигену I, выявляемому на эритроцитах с помощью сывороток крови меланезийцев (Booth и соавт. [9]). Оказалось, что у многих жителей Меланезии содержатся холодовые агглюти­нины, отличающиеся по серологическим свойствам от Холодовых антител евро­пейцев. Эти антитела в противоположность Холодовым агглютининам европей­цев давали выраженные реакции с эритроцитами новорожденных, немного сла­бее реагировали с эритроцитами взрослых, а также реагировали, хотя и слабо, с эритроцитами взрослых, имеющих фенотип «взрослый i».

Существует мнение, что вариант антигена 1^т представляет собой переход­ную форму развивающегося антигена I. В частности, Garratty и соавт. [56] от­метили высокую экспрессию антигена 1^т у 11-16-недельных плодов, что в какой-то степени подтверждает гипотезу о том, что антиген 1^т - это переход­ный вариант антигена I.

Интересно, что слабовыраженный антиген 1^т, выявленный у 15 % жителей прибрежной зоны Папуа - Новой Гвинеи, ассоциирован с наследственным ова-лоцитозом. При этом была ослаблена экспрессия ряда других эритроцитар-ных антигенов (Booth и соавт. [8, 10]). Овалоцитоз, встречающийся у жителей Папуа - Новой Гвинеи, а также в Юго-Восточной Азии, относится к наслед­ственной патологии. Причиной его развития являются делеции гена, контроли­рующего синтез протеина полосы 3.

Редкие варианты Iи i

Эритроциты 7 (0,1 %) из 5864 доноров г. Бомбея реагировали очень сла­бо с сыворотками анти-I и одновременно давали отрицательные реакции с сы­воротками анти-i (Joshi, Bhatia [82]). Антиген I на эритроцитах указанных 7 лиц был экспрессирован слабо, как на эритроцитах новорожденных, экспрес­сия антигена 1^т была также слабая. Обследование представителей трех поко­лений в двух больших индийских семьях показали, что выявленные феноти-пические проявления передавались по наследству и отчасти зависели от ге­нов ABO(Joshi, Bhatia [82, 83]). Так, все лица с необычным фенотипом П име­ли группу крови §| и AjB.

Похожие фенотипы с низкой экспрессией антигенов I и i найдены в других странах у лиц с группами крови А,, В и О (Jorgensen и соавт. [81], Dzierzkowa-Borodej и соавт. [33]).

Фенотип «взрослый i»

Эритроциты взрослых, имеющих фенотип i, содержат большое количество ан­тигенного вещества i и лишь следовое количество вещества I. Выделяют два ва­рианта фенотипа «взрослый i»: вариант L чаще встречающийся среди европеои­дов, и вариант L встречающийся преимущественно среди негроидов. Первый ва­риант содержит меньше антигенного вещества, чем второй. Антитела анти-I, обра­зуемые лицами i, могут быть адсорбированы эритроцитами i₂, в то время как эри­троциты ij анти-1-антитела не адсорбируют (Clafin [17], Jakobowicz, Simmons [77], Yamaguchi и соавт. [183,184], Dzierzkowa-Borodej и соавт. [32], Marsh и соавт. [98]).

Фенотип i у взрослых бывает крайне редко. При скрининговых обследовани­ях 2,5 млн американских доноров на наличие анти-1-антител Page и соавт. [112] нашли только 2 людей (европейца и негра), имевших фенотип i (табл. 27.1). По данным других авторов, частота фенотипа «взрослый i» составляет 0-0,03 %.

Фенотип «взрослый i» чаще встречался у беременных женщин. Так, Godwin | соавт. [60] показали, что из 22 700 беременных 8 (0,035 %) имели фенотип i, в А время как среди 135 100 не беременных женщин указанный фенотип встре-ШЯ в 10 раз реже: только у 4 (0,003 %) женщин установлен фенотип i. Эти £рЯВМ6 позволили авторам предположить, что во время беременности возможна 1|Шенная утрата антигена I.

Таблица 27.1 Частота фенотипа «взрослый i» у различных народов

Посемейные исследования показали, что редкий фенотип i у взрослых фор­мируется в результате наследования рецессивного аллеля i.

Okubo и Yamaguchi [ПО] обследовали 31 японца, имевшего фенотип «взрос­лый i», у 7 из которых родители были кровными родственниками.

В некоторых обслодованных семьях лица, гетерозиготные по гену /, имели ослабленный антиген I и более выраженный антиген i. Такой фенотип был обо­значен как I. (промежуточный) (Marsh [96]).

По заключению многих авторов, гены / и iпередаются по наследству в соответ­ствии с законом Менделя (Race, Sanger [126], Tippett и соавт. [172], Marsh и соавт. [96, 98], Clafin [17], Jakobowicz, Simmons [77], Yamaguchi и соавт. [183,184], Dzierzkowa-Borodej и соавт. [32], Lin-Chu и соавт. [92], Page и соавт. [112], Okubo, Yamaguchi [l 10], Burnie [12], Signal, Booth [158], Ogata и соавт. [108], Macdonald и соавт. [95]).

Ген / кодирует синтез трансферазы, преобразующей субстанцию i в антиген­ное вещество I.

Связь с врожденной катарактой

В 1972 г. Yamaguchi и соавт. [183] сообщили о 4 взрослых, имевших фено­тип i, у которых было 4 сибсов с таким же фенотипом и 7 сибсов с фенотипом I. У всех 8 лиц i была врожденная катаракта, у индивидов I зрение было нормаль­ным. Посемейные исследования подтвердили, что локус / и ген, обусловливаю­щий развитие катаракты, сцеплены между собой. Дальнейшие наблюдения по­казали, что в Японии принадлежность к фенотипу i у взрослых почти неизмен­но сопровождается развитием катаракты (Okubo, Yamaguchi [ПО], Ogata и со­авт. [108]). Из 31 японца с фенотипом i у 29 были нарушения зрения вследствие развития катаракты.

Двое из 92 китайцев Тайваня с врожденной катарактой имели фенотип i, в 2 китайских семьях был установлен рецессивный характер наследования алле­ля iв сочетании с катарактой (Lin-Chu и соавт. [92], Yu и соавт. [185]). Среди жителей Европы в целом не наблюдалось ассоциации фенотипа i с катарактой, однако в 2 семьях такая взаимосвязь все-таки выявлена (Page и соавт. [112], Macdonald и соавт. [95]).

До недавнего времени выделяли коллекцию Н, представленную двумя анти­генами -1 и i. В последние годы картирован ген /, контролирующий синтез ан­тигена I. Он расположен на коротком плече хромосомы 6. Это послужило осно­ванием для выделения антигена I в самостоятельную групповую систему I (ISBT 027). Антиген i, представляющий, возможно, другую групповую систему, пока оставлен в коллекции 207 Ш (Daniels [24], Reid, Lomas-Francis [129]).

Некоторые авторы (Issitt, Anstee [73]) рассматривают антигены Ii совместно с системами АВО и Lewis, так как установлено, что антигены I и i имеют опре­деленное серологическое и биохимическое родство с антигенами этих систем.

У большинства взрослых людей в эритроцитах определяется только антиген I, антиген i обычно не выявляется. У новорожденных, наоборот, хорошо выра­жен антиген i, в то время как антиген I выражен слабо.

Антиген I антитетичен по отношению к антигену i. Выраженность указан­ных антигенов на эритроцитах обратно пропорциональна: при высокой экспрес­сии антигена I антиген i не выражен и, наоборот, при высокой экспрессии анти­гена i антиген I практически отсутствует. Встречается фенотип, обозначенный как «взрослый i». Он обусловлен гомозиготностью по редкому аллелю, имею­щему частоту примерно 1 : 5000. Такие лица содержат следовые количества ве­щества I в эритроцитах и легко вырабатывают иммунные анти-1-антитела.

В отличие от антигенов Lewis, присутствующих, помимо эритроцитов, в жид­костях организма, антигены Ii синтезируются в основном на поверхности эритро­цитов в тех же гликопротеиновых цепях, в которых синтезируются антигены Н, А и В. Имеются данные, что вещества I и i присутствуют в гликолипидах плазмы, которые содержат Le^a и Le^b, но эти гликолипиды в отличие от расположенных на эритроцитах не являются основными носителями антигенов I и i.

По химической природе антигены I и i - углеводы, связанные в гликолипидных и гликопротеиновых комплексах. Олигосахариды с i-антигенной активностью представляют собой линейные цепи повторяющихся N-ацетилгалактозаминовых групп, которые выступают в роли вещества-предшественника для синтеза развет­вленных I-антигенных структур. При нормальном развитии антиген i постепенно преобразуется в антиген I под действием р1,6-Ж-ацетилгалактозаминтрансферазы. Синтез этого фермента контролируется геном I.

В клинической практике имеют значение холодовые анти-1-аутоантитела, присутствующие у больных с холодовой формой аутоиммунной гемолитической анемии (болезнь Холодовых агглютининов), а также у лиц, перенесших инфек­цию, вызванную Mycoplasmapneumoniae.

В небольшом титре холодовые анти-1-агтлютинины присутствуют в сыво­ротке крови практически всех людей, и их легко выявить в реакции агглютина­ции при температуре 6-8 °С. Трансфузионных реакций и ГБН анти-1-антитела не вызывают, хотя описаны анти-1-антитела IgG, которые проявляли активность в непрямой антиглобулиновой пробе при температуре 37 °С.

Холодовые агглютинины анти-i могут проявлять себя как гемолизины. Их нередко находят у больных инфекционным мононуклеозом.

Большинство Холодовых агглютининов относится к системе I и коллекции И, од­нако холодовые антитела могут иметь и другую специфическую направленность.

Антигены Iи i

В 1956 г. Wiener и соавт. [180] исследовали антитела, имевшиеся у пациента с болезнью Холодовых агглютининов - одной из форм аутоиммунной гемолитиче­ской анемии. Ранее подобные антитела относили к Холодовым панагглютининам, поскольку они имели холодовой оптимум реагирования и взаимодействовали со всеми образцами эритроцитов. В процессе работы указанные авторы установи­ли, что холодовые антитела не являются панагтлютининами, а имеют очень высо­кую частоту реагирования. В частности, из 22 тыс. образцов эритроцитов, иссле­дованных сывороткой упомянутого больного, 5 не реагировали с этими антите­лами. Антиген, к которому были направлены антитела, получил обозначение I, a антитела - анти-I. Не реагирующие с данными антителами образцы эритроцитов были отнесены к I-отрицательным, такой фенотип получил обозначение i.

В 1960 г. Jenkins и соавт. [80] показали, что 50 сывороток, о которых ранее было известно, что они содержат холодовые панагглютинины, имеют специ­фичность анти-I. Эти сыворотки реагировали с большим количеством образцов I-положительных эритроцитов, за исключением одного, который был отнесен к i-положительным.

По мере обнаружения новых образцов антител анти-I появились сообщения, что указанные антитела реагируют очень слабо с эритроцитами новорожденных (Jenkins и соавт. [80], Tippett и соавт. [172]).

Позднее Marsh, Jenkins [97] и Marsh [96] сообщили о первых двух образцах сы­вороток анти-i, после чего объем информации о системе I стал быстро пополняться.

Marsh и соавт. [102] подразделили антиген I на I^D [developed (развитый)], присущий взрослы людям, и I^F [fetal (плода)], обнаруживаемый у новорожден­ных и у некоторых взрослых.

Изучение Холодовых агглютининов показало вариации экспрессии открывае­мого ими антигена (Crookston и соавт. [21], Race, Sanger [126]).

Следует отметить, что анти-1-антитела, будучи аутоиммунными, имеют до-^Иш широкую специфичность, поэтому выделение различных вариантов ан-Ёргена 11 определенной мере условно.