Система Kell

Полученные данные свидетельствуют о своеобразии различий ПКА анти-К и МКА анти-К, а также о полиморфизме внутри такой серологически четко очерченной антигенной системы, как Kell-Cellano.

Клеточная линия, продуцирующая моноклональные анти-К-антитела, послу­жила основой промышленного производства тестовых реактивов для экспресс-определения фактора К и позволила устранить дефицит сывороток анти-К в лечебно-профилактических учреждениях Российской Федерации.

Моноклональные антитела со специфичностью анти-Кх получены Hattab и соавт. [Transfus. Med., 2003, V. 13, № 1, P. 43-48]. Антитела анти-Km не созданы.

Day и Mullins

Некоторые лица из числа обладателей фенотипа K_mod вырабатывают антите­ла со специфичностью, напоминающей анти-Ku [113, 115, 269, 308].Однако в отличие от истинных анти-Ки-антител они не реагируют с другими образцами эритроцитов К ., что указывает на качественные различия антигенов, объеди­няемых под названием K_mod.

Один из таких фенотипов, Day, обнаружен Brown и соавт. [113] у 84-лет­ней белой женщины. Фенотип Day оказался новым Kell-дефицитным феноти­пом. Его нельзя было отнести ни к К_о, ни к McLeod, так как он включал слабо-выраженные антигены К, Kp^b, Js^b, КП, К12, К13, К14, К18, К19, К22, а так­же Ku и Кх. Родители женщины были двоюродными братом и сестрой, что, по-видимому, и обусловило столь необычный фенотип.

Другой фенотип из группы K_mod, получивший название Mullins, обнаружили Peloquin и соавт. [308] у 62-летнего пациента и 2 из 4 его братьев. Ни один из членов семьи в следующем поколении семьи Mullins не унаследовал этого фе­нотипа. Поскольку антитела, обнаруженные в сыворотке упомянутого пациента реагировали с эритроцитами, имевшими фенотип Day, было сделано заключе­ние, что фенотип Mullins качественно отличается от ранее обнаруженных.

Allen

История обнаружения этого редко встречающегося фенотипа такова. В 1988 г. Norman и Daniels [298] обследовали донора крови и его сестру. Оба были Кр(а+Ь+), но вопреки ожидаемой имели крайне низкую выраженность анти­генов k, Kp^b, Js^b и КП. У мужчины, кроме того, была снижена экспрессия ан­тигенов К12, К14, К18 и К19. Экспрессия Кр^а у обоих сибсов, наоборот, была повышена по сравнению с уровнем этого антигена на эритроцитах Кр(а+Ь+) контрольных доноров. Дочь обследованного мужчины, считавшегося генетиче­ски Кр^а/Кр^ь, унаследовала от отца Кр^а, однако подавленной экспрессии анти­генов Kell и napa-Kell у нее не наблюдалось. На основании полученных дан­ных авторы пришли к заключению, что низкая экспрессия антигенов Kell у мужчины и его сестры была обусловлена не геном К, поскольку оба сибса име­ли эритроциты Kp(a+b+^w), а другим геном - K^mod. Обследованный и его сестра были гетерозиготы по генам kKp^aJs^b и гену K^mod, который кодировал продукцию уменьшенного количества антигенов k, Kp^b, Js^b и других*. Этот необычный фе­нотип был назван фенотипом Allen в честь Фреда Аллена, известного иммуно-серолога, много сделавшего для изучения серологии и генетики антигенов си­стемы Kell и других антигенов эритроцитов.

Для фенотипа Allen характерно снижение экспрессии нескольких (но не всех) антигенов Kell. Слабо выражены антигены k, Rautenberg, Ku, Js^b, Cote, Bockman, Santini, Marshall, Sublett, Ikar. Другие антигены выражены нор­мально.

Leach

Антигены Kell слабо выражены на эритроцитах лиц с фенотипом Leach [149, 204]. Этот фенотип обусловлен влиянием на систему Kell другой систе­мы групповых антигенов эритроцитов - Gerbich. Люди, эритроциты которых не имеют 2 или 3 наиболее частых антигенов Gerbich (фенотип Ge:-2,-3,+4 или Ge:-2,-3,-4), содержат в 3 раза меньшее количество антигена KEL1 на эритроцитах по сравнению с людьми, имеющими обычный фенотип по си­стеме Gerbich - Ge:+2,+3,+4 [210]. О частичной сцепленности генов KEL и Ge свидетельствует следующее. У лиц Ge:-2,-3,-4, наряду с дефицитом ан­тигена KEL1, отмечают дефицит гликофорина С. В то же время при фенотипе Ge:-2,+3,-4 экспрессия антигена KEL1 и концентрация гликофорина С не из­менены. Указанное обстоятельство позволило предположить, что влияние гена Ge на ген KEL обусловлено тем, что Kell-протеин взаимодействует с частью мо­лекулы гликофорина С, которая кодируется экзоном 3.

Allen и соавт. [86] описали молодого здорового мужчину по фамилии МакЛеод (McLeod), эритроциты которого очень слабо реагировали с сыворот­ками анти-k, анти-Кр^ь, анти-Js¹⁵ и анти-Ku (Peltz) и имели фенотип К-к± Кр(а-b±) Js(a-b±). Вскоре выяснилось, что эритроциты людей, имеющих фенотип McLeod, лишены большинства часто встречающихся Kell-антигенов и антигена Кх (продукта гена ХК1). Одновременно было отмечено, что Kell-дефицитный фенотип нередко сочетается с заболеваниями, так или иначе связанными с ано­малиями Х-хромосомы: хроническим гранулематозом (ХГМ), мышечной дис­трофией Дюшена, пигментным ретинитом, гипоплазией надпочечников [269]. Чаще всего фенотип McLeod сочетается с хроническим гранулематозом - на­следственным Х-сцепленным или аутосомным заболеванием, затрагивающим систему фагоцитоза.

McLeod-фенотип встречается относительно редко. Swash и соавт. [361] вы­явили его у 2 не связанных родством мужчин среди нескольких тысяч доноров Юго-Востока Англии, исследуя их эритроциты анти-к-сьюороткой. Большинство описанных в литературе лиц с фенотипом McLeod обнаружено среди белых (Marsh, Redman [268]), однако он зарегистрирован у японцев (Uchida и соавт. [372], Hanaoka и соавт. [188], Ueyama и соавт. [375]), негров (Fikrig и соавт. [163], Ueyama и соавт. [375]) и бразильцев (Wendel и соавт. [393]).

Клинические проявления, сопровождающие фенотип McLeod, получили на­звание McLeod-синдром, который выражается симптомокомплексом неврологи­ческих и мышечных нарушений, а также предрасположенностью к инфекциям [269]. Такие больные страдают возвратными бактериальными и грибковыми пи-огенными инфекциями. У них часто наблюдают гранулемы, мышечную дистро­фию с уменьшением мышечной массы, хореиформные движения, сниженные сухожильные рефлексы, кардиомиопатию, предрасположенность к гемолитиче­ским кризам (Danek и соавт. [139]). В некоторых случаях заболевание протекает в тяжелой форме и приводит к летальному исходу.

Jung и соавт. [219] наблюдали семью, в которой 5 из 7 мужчин с фенотипом McLeod страдали психическими расстройствами.

Мальчики с фенотипом McLeod, страдающие ХГМ, начиная с самого ранне­го возраста, подвержены тяжелым бактериальным инфекциям, вызывающим ле­гочные абсцессы. Мужчины с фенотипом McLeod, у которых нет ХГМ, живут дольше, но имеются наблюдения, что их здоровье не идеально. По мере взрос­ления у них проявляются те или иные признаки синдрома McLeod.

В крови при McLeod-синдроме обнаруживается анизоцитоз и аканто-цитоз (Swash и соавт. [361], Wimer и соавт. [398], Hardie и соавт. [189]), снижена эластичность мембраны эритроцитов, деформабельность (Ballas и соавт. [95]) и осмотическая резистентность [170], укорочено время при­живления эритроцитов in vivo (Brzica и соавт. [114]), повышена концен­трация карбоангидразы и сывороточной креатининфосфокиназы (Marsh и соавт. [259]). что характерно для разных форм миодистрофии (Swash и со­авт. [361]), отмечают р-липопротеинемию. В то же время физиологические

функции эритроцитов достаточно компенсированы, биохимическая структура скелета мембраны и транспорт электролитов в клетках близки к норме [170,178,230,326,364].

Фенотип McLeod формируется в результате делеции части Х-хромосомы или мутаций в АХ-локусе. Все носители фенотипа McLeod за редчайшим ис­ключением [189, 199] - мужчины, что подтверждает сцепленность заболевания с Х-хромосомой. У некоторых больных при анализе ДНК обнаруживают точеч­ные мутации Ж-гена. Как видно из табл. 5.11, McLeod-синдром характеризует­ся гетерозиготностью по различным мутациям, инактивирующим Кх.

Мутации в локусе ХК, сочетающиеся с фенотипом McLeod*

Singleton и соавт. [347] наблюдали делецию в экзоне 2 локуса ХК у мужчины с McLeod-синдромом и его внука. Это позволило предположить, что мальчик в будущем также заболеет.

Но и соавт. [199] зафиксировали McLeod-синдром у женщины, имеющей де­лецию в экзоне 2 ХК (см. табл. 5.11). О наличии этого синдрома у пациентки свидетельствовали неврологические и мышечные симптомы, сочетающиеся со слабовыраженными Kell-антигенами.

Daniels и соавт. [150] обнаружили мутацию в 5'донорском сплайс-участке интрона 2 у мужчины, у которого почти отсутствовали Kell-антигены на эри­троцитах, а также у 2 его дочерей. По мнению авторов, редукция Kell-антигена обусловлена комбинированным эффектом: с одной стороны, дефицитом Кх-антигена, с другой - гомозиготностью по Хр*-аллелю (феномен Кр^а-ингибиции).

Curnutte и Bemiller [137] нашли большую интерстициальную делецию Хр21.1 у 3 из 46 пациентов с фенотипом McLeod и Х-сцепленным ХГМ. У 40 пациентов выявлены одиночные нуклеотидные мутации.

Нарушение функции Ж⁷-аллеля приводит к дефициту Кх-протеина, что в свою очередь резко снижает экспрессию антигенов системы Kell, регистриру­емую в норме. У разных больных наблюдается неодинаковое угнетение анти­генов системы Kell, что отражается на многообразии клинических проявлений.

По мнению Issitt и Anstee [204], синдром McLeod обусловлен несколькими ал-лельными генами, контролирующими выработку антигена Кх, который выполняет определенную функцию не только на эритроцитах, но и на гранулоцитах:

• аллель Хк¹ присутствует у здоровых людей и кодирует продукцию нор­мального количества Кх-протеина на эритроцитах и гранулоцитах;
• аллель Хк° обусловливает фенотип McLeod в сочетании с пигментным ретинитом, мышечной дистрофией Дюшенна, гипоплазией надпочеч­ников или различные сочетания симптомов этих болезней с хрониче­ским гранулематозом;
• аллель Хк² вызывает хронический гранулематоз II типа, т. е. и заболева­ние, и фенотип McLeod. При этом белок Кх отсутствует на эритроцитах и гранулоцитах;
• аллель Хк³ приводит к хроническому гранулематозу I типа, когда бе­лок Кх присутствует на эритроцитах, но отсутствует на гранулоцитах. В этом случае мужчины больны гранулематозом, но имеют нормальный фенотип по системе Kell;
• аллель Хк⁴ обусловливает отсутствие белка Кх на эритроцитах при нор­мальном уровне Кх на гранулоцитах. В этом случае мужчины имеют фенотип McLeod, но не страдают хроническим гранулематозом.

Основанием для такого заключения послужили данные о том, что некоторые мужчины с нормальным Kell-фенотипом болели наследственным Х-связанным хроническим гранулематозом, в то время как другие имели фенотип McLeod, но це страдали этим заболеванием.

В настоящее время считается, что перечисленные заболевания возникают в результате частичных делеций на участке р21 Х-хромосомы. У некоторых па­циентов делеция на участке Хр21 вызывает хронический гранулематоз и фе­нотип McLeod. У других пациентов, с более широкой делецией Хр21, возника­ет фенотип McLeod, пигментный ретинит или мышечная дистрофия Дюшенна. Наличие нескольких симптомов у пациента указывает на то, что соответству­ющие гены находятся близко друг к другу, и относительно небольшая делеция может одновременно инициировать клинические проявления, свойственные разным нозологиям. По оценке Marsh и соавт. [266], до 30 % пациентов с ХГМ, связанным с Х-хромосомой, имели делецию, которая приводила также к появ­лению фенотипа McLeod.

Как далее было выяснено [103, 137, 152, 161, 165, 167, 197], ген Х-сцеплен-ного ХГМ и Ж-ген, ответственный за фенотип McLeod, независимы, и сочета­ние McLeod-фенотипа с хроническим гранулематозом происходит вследствие делеций части Х-хромосомы, которая затрагивает оба гена.

Помимо влияния на экспрессию антигенов Kell, субстанция Кх участвует в формировании других структурных элементов мембраны эритроцитов. Об этом свидетельствует тот факт, что у лиц с фенотипом McLeod, лишенных, как ука­зывалось выше, Кх-антигена, не только изменяется форма эритроцитов, но и повышается проницаемость и хрупкость мембраны.

Интересно отметить, что женщины с Х-хромосомой, переносящей ген McLeod (гетерозиготы ХкЧХк), часто имеют кровяную химеру. Одна часть эритроцитов, циркулирующих в их кровеносном русле, является Кх+, дру­гая - Кх-. Первая из упомянутых популяций несет нормально выраженные Kell-антигены, вторая популяция - слабовыраженные Kell-антигены [114, 140, 362,398]. Пропорция эритроцитов с фенотипом McLeod варьирует от 5 до 85 % [268]. Многие авторы подчеркивают, что такую химеру весьма трудно иден­тифицировать с помощью серологических методов, особенно при отсутствии анти-Кх-сывороток. Проточная цитометрия в этих случаях предпочтительнее

с²⁶⁸'³¹⁶

Считается, что в основе патогенеза синдрома McLeod лежит феномен Х-хромосомной инактивации или эффект Lyon [141, 204]. Установлено, что одна из Х-хромосом у женщин в период ее эмбрионального развития инак-тивируется и весь Х-хромосомный продукт производится только одной Х-хромосомой, причем инактивируется, как правило, Х-хромосома, имеющая аномалии (в рассматриваемом случае имеющая делеций или мутации, иници­ирующие McLeod-синдром). Таким образом, у женщин-гетерозигот ХкЧХк -носительниц М£ео^-ген-несущей Х-хромосомы - McLeod-синдром не раз­вивается, а у мужчин-гетерозигот ХкЧХк развивается. Наличие у женщин-гетерозигот химеричных эритроцитов Кх+ и Кх- объясняют неполной или ча­стичной Х-хромосомной инактивацией.

"mod

Фенотип K_mod - собирательное понятие, используемое для обозначения феноти­пов с угнетенной экспрессией, если не всех, то большинства антигенов Kell. Как полагают Marsh, Redman [268, 269] и другие авторы [324], этот фенотип наследу­ется через вариабельный аллель локуса KEL, K^mod. В клетках K_mod уменьшено ко­личество Kell-гликопротеина (Byrne и соавт. [П5]), в то время как экспрессия Кх-антигена на эритроцитах K_mod повышена (Brown и соавт. [113], Peloquin и соавт. [308], Winkler и соавт. [400], Pehta и соавт. [306], Byrne и соавт. [115]). Эритроциты K_mod содержат больше Кх-антигена, чем эритроциты лиц с фенотипом McLeod и К_о.

Некоторые обладатели фенотипа K_mod вырабатывают антитела, которые по специфичности напоминают анти-Ku, но отличаются от последних отсутстви­ем реакции с эритроцитами K_mod (Marsh, Redman [268], Brown и соавт. [113], Peloquin и соавт. [308], Byrne и соавт. [115]).

Считается, что K_mod наследуется как рецессивный признак, однако это окон­чательно не доказано. Так, Peloquin и соавт. [308] описали мужчину с нарушен­ным Kell-фенотипом. Двое из четверых его братьев также имели нарушение Kell-фенотипа, но у 7 детей и 13 внуков пробанда Kell-фенотип не был нарушен.

В другом наблюдении (Pehta и соавт. [306]) женщина K_mod имела брата с по­добным слабым Kell-фенотипом.

Pool и соавт. [312] обнаружили слабые антигены Кр^а и к в шведской семье у 2 сибсов, имевших фенотип K-k+ Kp(a+b+^w), и 3-го сибса, имевшего фенотип K+k+^w Kp(a-b+). Указанные антигены выявили только с помощью адсорбции -элюции. Авторы полагали, что сибсы гетерозиготны по К™"¹, а также по кКр" или ККр^ь. Как показали далее Pool и соавт. [312], из 70 образцов эритроцитов, типированных как Кр(а+Ь-), в 13 образцах присутствовал слабый антиген Кр^ь, выявляемый с помощью адсорбции - элюции анти-Кр^ь-антител. Возможно, эти 13 человек являлись гетерозиготами по гену K^mod. Полученные Pool и соавт. данные указывают на то, что ген K^mod встречается часто. Однако тот факт, что он фенотипически себя почти не проявляет, свидетельствует в пользу рецессив­ного характера его наследования.

Lee и соавт. [237] исследовали интрон-экзонную область локуса KEL, включая 19 экзонов гена KEL, у 4 не связанных родством лиц, имевших К -фенотип. С тем чтобы понять механизмы, с помощью которых мутации приво­дят к депрессии Kell-антигенов, авторы трансфектировали в Т-клетки 293 ДНК 4 пробандов и соответствующие участки ДНК здоровых лиц (контроль). Далее подсчитывали количество мутантных Kell-протеинов и Kell-протеинов дикого типа, экспрессированных на поверхности трансфертных клеток. Пробанды име­ли следующие точки мутаций:

• K_mod-l - гомозигота по замене G 1208 А, приводящей к замещению Ser 363 Asg;
• K_mod-2 — гетерозигота: замена G 1208 А, приводящая к замещению Ser 363 Asg, и замена А 2150 G, приводящая к замещению Tir 677 Cis;
• K_mod-3 - (предварительно типирован как К: -13) - гетерозигота: замена  Т 1106 С, приводящая к замещению Leu 329 Pro, и замена G 1716 А, приводящая к замещению Trp 532 Stop; K_mod-4 - гетерозигота: замена G 2227 А, приводящая к замещению Gly 703 Arg, и молчащая мутация С 1839 Т. В Т-клетках 293 мутантные Kell-протеины транспортировались к поверх­ности в значительно меньшей степени по сравнению с Kell-протеином дико­го типа. Мутации Gly 703 Arg и Leu 329 Pro, сопровождающие фенотип K_mod, в экспрессированном на поверхности Т-клеток 293 протеине были редки, му­тации Tir 677 Cis и Ser 363 Asg отсутствовали. Авторы пришли к заключению, что обнаруженные ими точки мутаций затрудняют транспорт мутантных Kell-протеинов к клеточной поверхности, в связи с чем Kell-антигены на эритроци­тах K_mod выражены крайне слабо.

Uchikawa и соавт. [374], обследовав 4 человек со слабыми Kell-антигенами, включая очень слабый К, нашли, что все были гомозиготны по ££Х-мутации, кодирующей замену Thr 193 Arg.

Описано несколько редких фенотипов, отнесенных к группе Kell-дефицитных: К_о, McLeod, K_mod, Allen, Leach, Mullins. Их общим серологическим признаком яв­ляется крайне слабая выраженность или полное отсутствие антигенов Kell.

Количественные вариации антигенов Kell на Kell-дефицитных эритроцитах весьма многообразны - от вариантов, относительно легко обнаруживаемых ме­тодами прямой агглютинации и непрямой пробы Кумбса, до вариантов, выявля­емых только с помощью адсорбции - элюции [319].

Kell-дефицитные фенотипы располагаются по убыванию количества Kell-антигенов и одновременно возрастанию количества Кх-антигена в следующей последовательности: К    , > Allen > К   > McLeod > К . Фенотипы Leach и normal Mullins можно отнести к разновидностям K_mod.

Транзиторную депрессию Kell-антигенов наблюдали при аутоиммунных за­болеваниях - гемолитической анемии, тромбоцитопении [112, 344, 380, 397]. Иногда она сопровождалась выработкой антител к собственным Kell-антигенам. Нагруженные аутоантителами эритроциты утрачивали способность реагиро­вать с диагностическими анти-К-сыворотками (см. Аутоантитела к антигенам Kell. Трансформация К- в К+, К+ в К-).

Приводим краткое описание Kell-дефицитных фенотипов.

Мутации, сочетающиеся с фенотипом К *

Фенотип К (K_null), нулевой фенотип, обнаружили случайно Chown, Lewis и Kaita в 1957 г. [125] при исследовании эритроцитов женщины по фамилии Peltz. В сыво­ротке крови миссис Peltz имелись антитела анти-Ku (см. антиген Ки). Второй об­разец К_о найден теми же авторами в результате целенаправленного обследования эритроцитов более 10 тыс лиц с помощью оригинальной сыворотки миссис Peltz (анти-Ku). В настоящее время описано более 20 случаев этого редкого фенотипа [125,187,220,299]. Носителями К_о могут быть как мужчины, так и женщины.

Большинство гомозигот ^выявлено среди европеоидов, поскольку исследо­вания в основном проводили среди европейского населения. Один человек с фе­нотипом К° обнаружен Humphreys и соавт. среди канадских индейцев, 2 найде­ны Judd среди негров [цит. по 204].

Среди лиц белой расы (доноров крови) фенотип К_о найден с частотой 1 на 16 518 обследованных (Chown и соавт. [127]), среди японцев -1 на 14 541 обследо­ванного (Hamilton и Nakahara [187]), что соответствует частоте гена А? около 0,007.

Эритроциты К_о не содержат антигенов Kell и napa-Kell, включая Ku и Km. Их фенотип выражается формулой K-k-, Kp(a-b-c-), Js(a-b-), Ul(a-), Wk(a-), К:-11,-12,-13,~14,~16,-18,-19-20,"22,--23,-24,-25. В отличие от фенотипа McLeod эритроциты К_о содержат Кх-антиген и имеют нормальную морфоло­гию и выживаемость in vivo [269].

Особенностью лиц К является то, что они легко вырабатывают антитела анти-К широкой специфичности, поскольку вероятность совместимой трансфу­зии эритроцитов или беременности от индивида К_о ничтожна мала. Люди ^яв­ляются источником анти-Ки-антител, которые реагируют с эритроцитами прак­тически 100 % доноров, и им сложно подобрать совместимую кровь [324]. Как правило, фенотип К_о выявляли у пациентов в связи с идентификацией присут­ствующих у них антиэритроцитарных антител.

Поскольку родители лиц, не содержащих Kell-антигенов, часто оказывались кровными родственниками (двоюродными братьями и сестрами) высказано пред­положение, что фенотип К_о обусловлен гомозиготностью по редкому немому ал-лелю локуса KEL, названному Allen и соавт. [88] К. Семейные исследования в основном подтвердили это предположение: большинство родительских пар, у ко­торых рождались дети К_о, были £°-гетерозиготы [164, 220, 262, 267]. В этом от­ношении показательна семья, обследованная Kaita и соавт. [220]. Эритроциты отца были К-к+, эритроциты матери - К+к-, а у 3 детей - К+к+, К+к- и К-к-Очевидно, что родители имели генотип к/К и К/К, а их дети - К/к, К/К°иК°/К°.

Не исключены также механизмы формирования фенотипа К_о, подобные опи­санным Redman и Marsh [324] для фенотипа McLeod, т. е. в результате делеции части Х-хромосомы или мутаций в ХК-локусе.

Redman и соавт. [320], Jaber и соавт. [211], Lee и соавт. [238] установили, что Kell-гликопротеин на клетках К_о практически отсутствует. В то же время эри­троциты К_о не имеют морфологических нарушений (Marsh и соавт. [266]).

Yu и соавт. [405], Lee и соавт. [238], исследуя молекулярную основу феноти­па К_о у 9 не связанных родством пробандов (табл. 5.10), нашли в полипепти­дах, экспрессируемых в эмбриональных почечных клетках человека, ряд мута­ций: Ser 363 Asn, Ser 676 Asn, Arg 128 Stop, что могло свидетельствовать о пре­ждевременной остановке трансляции. Указанные полипептиды оставались вну­три клетки и не транспортировались к поверхности клеточной мембраны.

Lee и соавт. [239] обнаружили у 2 людей с фенотипом К_о нормальную КеП-мРНК, присущую людям с обычным Kell-фенотипом.