Система Kell

Bowman и соавт. [107] привели случай внутриутробной ГБН, обусловленной анти-к-антителами. Развившееся заболевание удалось купировать трехкратным заменным переливанием крови в сосуды пуповины плода.

Патогенез ГБН, вызванной анти-К-антителами, отличается от вызванного антителами анти-D. Течение ГБН, обусловленной анти-К-антителами сложнее прогнозировать, чем ГБН, причиной которой послужили aHTH-D-антитела. По мнению Mollison, Engelfriet, Contreras [284], корреляция между титром анти-К-антител и тяжестью заболевания невелика. При низком титре антител степень тяжести ГБН может быть такой же, как при относительно высоком титре.

Напротив, МсКеппа и соавт. [279] и Strohm и соавт. [Immunohematology, 1991, v. 7 р. 40] нашли, что ГБН, вызванная анти-К-антителами с титром менее 1 : 32, бывает редко.

Issitt и Anstee [204] привели сводку, в соответствии с которой из 45 детей К+, родившихся от матерей с анти-К-антителами, у 35 были настолько незначитель­ные проявления ГБН, что лечения не потребовалось. У других 10 новорожден­ных симптомы ГБН отсутствовали.

Caine, Mueller-Heubach [116] и другие исследователи [379, 392] привели дан­ные, свидетельствующие о более мягком течении ГБН у женщин, сенсибилизи­рованных антигеном К, по сравнению с клиническими проявлениями этого за­болевания при сенсибилизации женщин антигеном D. Концентрация билируби­на в амниотической жидкости и постнатальная гипербилирубинемия были су­щественно меньше. Ретикулоцитоз и эритробластоз менее выражены [379, 392]. Из этого авторы делают вывод, что анти-К-антитела вызывают не столь силь­ный гемолиз, как анти-D, и анемия плода является преимущественно результа­том подавления эритропоэза.

Действительно, механизм анемии при ГБН, вызванной анти-К-антителами и вызванной анти-О-антителами, неодинаков. Анти-О-антитела имеют направ­ленность преимущественно к липопротеинам и вызывают сильный гемолиз эритроцитов, в то время как анти-К-антитела направлены к гликопротеинам, проявляют меньшую гемолитическую активность, но в большей мере влияют на гемопоэз. Подтверждением этому положению служат данные, полученные Southcott и соавт. [351], Bony и соавт. [105], Daniels, Green [145]. Эти исследова­тели показали, что К-гликопротеин появляется на эритроидных предшественни­ках в процессе эритропоэза очень рано, а Rh-протеин -позднее.

Vaudhan аи соавт. [378] в экспериментах in vitro обнаружили, что рост К+ эритроидных бласттрансформирующих единиц (BFU-E) и колониеобразующих единиц (CFU-E) специфически ингибируется поли- и моноклональными анти-К-антителами. Поскольку Kell гликопротеин является эндопептидазой, авто­ры предположили, что она включается в регуляцию дифференцировки эритро­идных предшественников. Связывание анти-К-антител с Kell-гликопротеином влияет на энзимный баланс клетки и угнетает эритропоэз. Не исключено, что анти-К-антитела подавляют эритропоэз на уровне ранних эритроидных

Предшественников. При фенотипе К_о Kell-гликопротеин отсутствует на поверх­ности эритроидных клеток, и эритропоэз протекает нормально.

Daniels и соавт. [145, 146], используя активные анти-К-антитела, обнаружили выраженную экспрессию антигена К на ранних эритроидных предшественниках. С антителами анти-D эритроидные клетки реагировали на более поздних стадиях созревания, а именно на стадии гемоглобинизированных эритробластов.

Kell-антитела ингибируют in vitro не только клетки эритроидного ряда, но и, как показали Wagner и соавт. [383,384], дифференцировку грануло-, моно- и мегакариоцитарных предшественников.

Антигены Kell в биологии человека

Связь с соматическими заболеваниями*

Система антигенов Kell с момента открытия первых пар антитетичных ан­тигенов (Kk, Kp^aKp^b, Js^aJs^b) сразу же привлекла к себе внимание возможностью поиска корреляций с какой-либо патологией. Вскоре были обнаружены Kell-дефщтонью фенотипы и описан синдром McLeod.

Весьма неожиданными явились обнаруженные Н.Д. Герасимовой [14] стати­стически значимые различия в распределении антигена К у больных с опухоля­ми некоторых локализаций. Так, у больных с опухолями костей, хрящей и сухо­жилий антиген К выявляли с необычайно высокой частотой (22,58 %), а среди больных раком толстой кишки он, напротив, встречался редко (1,49 %). Среди здоровых лиц контрольной группы антиген К имел частоту 6,61 %. У пациентов с другими онкологическими заболеваниями (рак желудка, щитовидной и молоч­ной железы, бронхов и легких) и онкогематологическими заболеваниями (гипо­плазии, лейкозы) частота антигена К существенно не отличалась от таковой у здоровых людей.

Имеются основания полагать (Turner и соавт. [371]), что Kell-протеин в силу структурного сходства с некоторыми ферментами принимает участие в патоге­незе синдрома, названного Х-связанной гипофосфатемией.

Связь с инфекционными заболеваниями

Широкое распространение Kell-подобных антигенов в окружающем челове­ка бактериальном и, возможно, растительном мире [353] служит, с одной сторо­ны, условием, обеспечивающим устойчивость вида, совместимость человека с окружающей средой, а с другой - лежит в основе предрасположенности к ин­фицированию микобактериями, стрептококками, энтерококками, кишечной па­лочкой и другими микроорганизмами, содержащими антигены, подобные анти­генам Kell (см. Анти-К-антитела и микробные инфекции).

Другие функции белкового комплекса Кх - Kell

Данные о возможных физиологических функциях антигенного комплекса Кх - Kell в организме человека немногочислены.

Lee и соавт. [243] относят Kell-протеины к цинксодержащим эндопептидазам, близким по структуре, а возможно, и функции к эндотелинконвертирующим фер­ментам. Отмечают также почти полное структурное сходство Kell-протеина с не­которыми энзимами из группы неприлизинов, которые участвуют в формирова­нии различных биологически активных пептидов. В частности, белок Kell имеет гомологию по всей длине с эндотелинконвертирующим энзимом-1 (ЕСЕ-1) и эн­дотелинконвертирующим энзимом-2 (ЕСЕ-2). Оба фермента присутствуют в мем-бранносвязанном виде на эндотелии сосудов. Фермент ЕСЕ-1 расщепляет выра­батываемый эндотелием так называемый большой эндотелии-1, преобразуя его из пептида, имеющего 38 аминокислотных остатков, в эндотелии-1 - пептид, име­ющий 21 аминокислотный остаток. Эндотелии-1 - сильный вазоконстриктор. Фермент ЕСЕ-2 также принимает участие в процессинге вазоконстрикторов, рас­щепляет и деградирует биологически активные пептиды.

Lee и соавт. [233] трансфектировали в клетки насекомых искусственные £Е1-кДНК-конструкции и получили неполный Kell-гликопротеин, который превращал большой эндотелин-3 в эндотелин-3 (ЕТ-3). Эритроциты, имеющие нормальный Kell-фенотип, также обладали способностью трансформировать большой эндотелин-3 в эндотелин-3, однако в малой степени. Эритроциты К_о такой способностью не обладали.

Для того чтобы более полно охарактеризовать ферментативную активность Kell-протеина и ее зависимость от тех или иных точек мутаций, Claperon и со­авт. [129] экспрессировали мембрансвязанные формы протеина К1 и протеи­на К2 в клетках К562 (эритроидной клеточной линии) и клетках НЕК293 (не-эритроидной клеточной линии). Далее исследовали фармакологический про­филь полученного субстрата и его ферментативную активность по отношению к некоторым синтетическим и натуральным пептидам. Результаты подтверди­ли, что протеины Кик имеют разную ферментативную активность. Оба анти­гена были выражены на клеточной поверхности в одинаковой степени, однако К1-протеин был инертным, в то время как К2-протеин связывал неприлизи-нингибирующие компоненты - фосфорамидон и тиорфан - с высоким аффи­нитетом, расщеплял прекурсоры эндотелинпептидаз и инактивировал тахики-нины подобно металлопептидазам М13.

Belhacene и соавт. [102] отметили, что стимулированные гемином клетки К562 (эритролейкемической линии) экспрессировали Kell-протеин.

Kell-гликопротеин появляется на клетках эритроидных предшественников на ранних стадиях эритропоэза перед гликофорином А и, как полагают некоторые авторы, может принимать участие в регуляции эритропоэза (Southcott и соавт. [351], Bony и соавт. [105], Daniels, Green [145]) или выполнять роль адгезивных молекул на поверхности несущих его клеток.

Но и соавт. [198] сравнили транспортные свойства эритроцитов здорового человека и эритроцитов человека с фенотипом McLeod в отношении различных аминокислот (аргинина, аланина, глутамина и др.), а также солей калия и на­трия. Никаких различий транспортной функции между этими эритроцитами не наблюдали. Авторы отметили, что тканевое распределение Кх-протеина и на-трийзависимого нейтрального транспортера аминокислот почти одинаково, из чего сделан вывод, что белок Кх может участвовать в натрийзависимом транс­порте аминокислот и олигопептидов.

Белок Кх на эритроцитах ковалентно связан с белком Kell. Таким образом, оба . белка образуют функциональный комплекс, который, вероятно, может присутство­вать на всех клетках и тканях, экспрессирующих Кх. Не исключено, что белок Кх об­разует комплексы с другими белками в других тканях, и эти связи придают ему функ­циональные свойства, подобные комплексу Кх - Kell. Как предполагает Daniels [141], если такие аналоги белка Kell существуют, их изучение может дать важные ключи к пониманию патологии нервной и мышечной ткани при синдроме McLeod. Не слу­чайно нервные и мышечные нарушения при синдроме McLeod очень похожи на на­блюдаемые при болезни Хантингтона и мышечной дистрофии Дюшенна.

Кх-протеин обнаружен в печени, скелетной мускулатуре, тканях мозга, лег­ких, сердца, поджелудочной железы [198]. Предполагают, что он выполняет роль мембранного транспортера аминокислот [274], ионов Na⁺ и С1 [91] и при­нимает участие в регуляции апоптоза [354].

П.Н. Косяков и Л.Н. Муравьева [40] обнаружили антигены Кику эмбрио­нов 10-14-недельного срока развития. Соотношение этих антигенов у 78 иссле­дованных ими эмбрионов было такое же, как у взрослых. Seyeried и соавт. [344] обнаружили антигены Кику эмбрионов на 6-7-й неделе развития. Они вы­ражены на эритроцитах плода так же хорошо, как и у взрослого. Их выявляют не только в эритроцитах, но и эритроидных клетках ранних стадий эритропоэза начиная с эритробластов (Marsh, Redman [269]).

Антигены Кр^а, Kp^b, Js^a, Js^b, Wk^a и Wk^b обнаруживают на 6-19 неделе вну­триутробного развития.

Факторы Kell найдены у приматов. По наблюдениям Nichols и соавт. [297], моноклональные анти-к-антитела специфически реагировали с эритроцитами всех обезьян, анти-К14 - с эритроцитами только высших обезьян: шимпанзе, горилл и гиббонов.

Redman и соавт. [323] нашли у шимпанзе почти все присущие человеку анти­гены Kell. По их данным, шимпанзе имеют Kell-фенотип K-k+ Kp(a-b+) Ки+ Ul(a-) К:11,12,13,14,18,19,22, Кх+.

Антигены к, Кр^а и Js^a также присутствуют на эритроцитах горилл и гиббо­нов, К и Js^b - на эритроцитах обезьян Старого Света, к - на эритроцитах обе­зьян Нового Света (Blancher и соавт. [104]).

Collec и соавт. [131], Lee и соавт. [236] клонировали участки ДНК мыши, эквивалентные гену KEL человека. Оказалось, что Kell-гликопротеины чело­века и мыши на 74 % идентичны по аминокислотным последовательностям. Мышиный гликопротеин Kell связан дисульфидными связями с Кх-протеином, как и у человека.

Некоторое время антигены Kell рассматривались как сугубо эритроидспеци-фические, поскольку на лимфоцитах, гранулоцитах, моноцитах и тромбоцитах человека Kell-гликопротеины не обнаруживали даже с помощью таких высо­кочувствительных методов исследования, как проточная цитометрия с исполь­зованием моноклональных антител высокой авидности [244, 305] или посред­ством иммуноблоттинга с моноклональными антителами к очищенному Kell-гликопротеину [211 ].

В лейкоцитах человека, особенно в нейтрофилах и моноцитах, силь­но выражена субстанция Кх. Нарушение ее синтеза является причиной Kell-дефицитных фенотипов и определенным образом связано с наследственным гранулематозом (см. McLeod).

Lee и соавт. [244], исследуя различные ткани (костный мозг, эмбриональную печень и печень взрослого человека, головной мозг, почки, легкие) показали, что

транскрипты, содержащие Kell-протеин, выявляются только при использовании кроветворных тканей - костного мозга и фетальной печени. Транскрипты, полу­ченные при использовании других тканей, не содержали Kell-протеина. К тако­му же заключению пришли Anstee и соавт. [цит по 204], изучая клеточные ли­нии костного мозга и эмбриональной печени с помощью мышиных монокло­нальных антител к Kell-протеину. Авторы отметили, что антигены Kell на гемо-поэтических клетках фетальной печени появляются со второго триместра бере­менности. В течение I триместра они отсутствуют. Иммунохимическое окраши­вание тканей головного мозга, языка, трахеи, желудка, поджелудочной железы, тонкой кишки, кожи, селезенки, печени, почек и плаценты не выявило экспрес­сии белка Kell. Некоторое количество Kell-протеина имеется в эндотелии крове­носных сосудов.

Интересно отметить, что клеточные линии К562 (эритролейкемии человека) не экспрессировали Kell-антигены, однако, когда в этих клетках с помощью гемина индуцировали синтез гемоглобина, в них появлялись антигены к, Кр^а, Kp^b, Js^a и Ku [277, 305].

В более поздних исследованиях (Russo и соавт. [334]) транскрипты KEL-мРНК обнаружены не только в гемопоэтических тканях (костном мозге, пе­чени плода), но и в лейкоцитах периферической крови. По-видимому, Kell-гликопротеин может присутствовать на предшественниках гранулоцитов, моно­цитов и мегакариоцитов [383, 384].

Х£Х-мРНК-транскрипты найдены в тканях тестикул и в небольшом количе­стве в лимфатических узлах, мозге, толстой кишке, селезенке и некоторых дру­гих тканях (Camara-Clayette и соавт. [119]). Russo и соавт. [334] выделили Kell-гликопротеин вместе с Кх-протеином из скелетных мышц.

К1-подобный антиген найден в некоторых штаммах кишечной палоч­ки (Marsh и соавт. [264]), микобактериях (Kanel и соавт. [221]), стрептококках (McGinniss и соавт. [278]), энтерококках (Doelman и соавт. [156]). Наличие К1-подобного антигена у представителей бактериального мира позволяет объяс­нить происхождение спонтанных антител, встречающихся у людей вне какой-либо связи с беременностями и переливаниями компонентов крови. Очевидно в этих случаях иммунизация К1-антигеном происходит в результате перенесен­ных инфекций (см. Анти-К-антитела и микробные инфекции).

Таблица 5.7

Частота антигенов Кр^а и Кр^ь у разных народов

Столь существенные различия, по-видимому, обусловлены несколькими причинами.

Первая причина - малые или не сопоставимые по величине выборки (см. табл. 5.6, строки 9, 12, 19, 22, 31, 33). Например, у бурят частота антигена К составляет 0,22 %, поэтому обнаружить его в выборке, состоящей из 99 чело­век, маловероятно (см. табл. 5.6, строка 9).

Вторая причина - артефакты, обусловленные скрытой двойной специфично­стью тестовой сыворотки, которая дает завышенные результаты.

Третья причина - чистота выборки. Какая этническая группа подвергалась обследованию: генетически однородная или метисированная. Например, среди алеутов, чукчей, эвенов и эскимосов антиген К встречается чрезвычайно ред­ко. Очевидно, что он представляет собой несвойственный монголоидам при­знак, привнесенный европеоидами. У жителей некоторых населенных пунктов антиген К не выявляется, у жителей других населенных пунктов - выявляет­ся в единичных случаях лишь у отдельных членов родовых общин. Однако при малой выборке (10-12 человек) даже один позитивный результат дает высокий процент встречаемости. По-видимому, частота антигена К в изоляте составля­ет 0 %, а в другой, менее изолированной, метисированной выборке - более 10 % (см. табл. 5.6, строки 4,28, 31, 32).

Среди немитисированных с европеоидами северных алтайцев, башкир и яку­тов фактор К практически отсутствует (см. табл. 5.6, строки 5, 7, 33), тогда как среди метисированных он встречается с частотой 7,3,7,8 и 3,7 % соответственно.

Не исключено, что результаты исследования частоты фактора К могут быть ис­кажены вследствие перекрестного реагирования антигенов и антител системы Kell у представителей разных рас. В частности, тестовые сыворотки, полученные от ев­ропеоидов, вероятно, могут в отдельных случаях неадекватно реагировать с эри­троцитами представителей монголоидных рас, и наоборот, сыворотки, полученные от монголоидов и негроидов, могут давать с эритроцитами европеоидов позитив­ные реакции, не имеющие отношения к системе Kell. В результате подобных реак­ций фактор К ошибочно регистрируют там, где он фактически отсутствует.

Во многих популяциях частота антигенов Kell не исследована. Интересно сравнить эти показатели у народов Дагестана, Сибири, Дальнего Востока, Киргизии, Казахстана и других народов, населяющих территории СНГ.