Система Diego

Газотранспортная функции эритроцитов не ограничивается простым пе­реносом кислорода из легких в ткани и углекислого газа из тканей в легкие. Карбонатангидраза, присутствующая в цитоплазме эритроцитов, гидратиру-ет диоксид углерода (С₂), превращая его в НС₃", который существенно луч­ше растворяется в крови, чем С₂. Протеин полосы 3 функционирует как ио-нообменник, заменяющий НС₃" на С1", чем облегчает выход ионов НСО ~ из эритроцитов в плазму и тем самым увеличивает содержание углекислоты, ко­торая должна быть доставлена в легкие (Tanner [159, 160], Bruce, Tanner [18]). Эксперименты с экспрессией укороченных фрагментов протеина полосы 3 под­твердили, что для транспорта анионов необходимо участие второй экстрацел­люлярной петли (Wang и соавт. [172]). Ни одна из аминокислотных замен, об­условливающих специфичность антигенов Diego, в том числе расположенных вблизи второй экстрацеллюлярной петли, не влияет на обмен анионов и не ска­зывается на транспортной функции протеина полосы 3 (Jarolim, Reid [73]).

Помимо переноса анионов, протеин полосы 3 выполняет структурную функ­цию. Длинный N-терминальный домен соединяется с цитоскелетоном через протеины полосы 4Л, полосы 4.2 и анкирин (Tanner [158]). Цитоскелетон, обра­зующий эндоплазматическую часть мембраны, играет важную роль в формоо­бразовании клетки и встраивании в ее мембрану необходимых лигандов.

Мутации в генах, контролирующих синтез протеина полосы 3, приводят к изменению формы эритроцитов. Примерно 20 % случаев наследственного се­мейного сфероцитоза, часто встречающейся формы наследственной гемоли­тической анемии, является результатом мутаций в указанной области генома человека. Эти патологические проявления наблюдали у лиц, гетерозиготных по различным мутациям в гене SLC4A1: нонсенс-мутации, смещение рамки считывания, мутации в участках сплайсинга, нарушающие стабильность РНК-транскриптов (Tanner [159], Bruce, Tenner [18]). Как уже отмечено выше, му­тации, обусловливающие полиморфизм антигенов Diego, на морфологию эри­троцитов не влияют.

Полагают, что протеин полосы 3 инициирует элиминацию состарившихся эритроцитов. Деградируя, протеин полосы 3 образует антиген «старости», с ко­торым реагируют естественные аутоантитела. Маркированные таким образом клетки фагоцитируются ретикулоэндотелиальной системой (Кау [80]).

Белок полосы 3 может выступать в качестве рецептора адгезии для малярий­ного плазмодия Plasmodium falciparum, а также участвовать в элиминации ин­фицированных эритроцитов (Oh и соавт. [126]).

Протеин полосы 3 как структурный белок участвует в формировании Rh-протеина и Rh-ассоциированного гликопротеина, способствуя транспорту этих веществ из цитоплазмы к мембране клетки и влияя на их пространствен­ную ориентацию. Клетки эритролейкемической линии К562, подвергнутые трансфекции кДНК протеина полосы 3 и кДНК Rh, экспрессируют значитель­но большее количество Rh-протеина и Rh-ассоциированного гликопротеина по сравнению с клетками, трансформированными только кДНК Rh (Beckman и соавт. [11, 12]).

Протеин полосы 3 имеет, он обнаружен на клетках почечных канальцев. В почечном протеине полосы 3 отсутствует N-терминальный участок с 65 амино­кислотами. Почечная изоформа протеина полосы 3 кодируется другим геном и играет важную роль в газотранспортной системе организма, способствуя удале­нию иона водорода (Н⁺), из аниона HC0₃" (Kollert-Jons и соавт. [81]).

Структурные дефекты почечной изоформы белка полосы 3 вызывают ме­таболический ацидоз: секреция углекислоты в дистальных отделах нефрона снижена, регуляция рН мочи нарушена, развиваются гипокалиемия, нефро-кальциноз, камнеобразование, подагра (Bruce и соавт. [19]). Гетерозиготность по нонсенс-мутациям в участках, кодирующих 6 и 7 трансмембранные доме­ны и С-терминальный домен, ассоциирована с аутосомно-доминантной фор­мой указанной патологии. Рецессивная форма заболевания связана с гомози-готностью по генам, кодирующим аминокислотные замены Gly 701 Asp и Ala 858 Asp или делецией кодона для Val 850 (Tanphaichitr и соавт. [161], Bruce и соавт. [20]). Гетерозиготность по указанным мутантным генам приводит к об­разованию неактивного протеина полосы 3 в отношении транспорта анионов и развитию анемического синдрома, именуемого Юго-восточноазиатским ова-лоцитозом.

Антитела анти-Vg⁸ обнаружены у 11 из 1669 обследованных доноров. Чаще всего они сочетаются с анти-\¥г^а-антителами и представлены смесью IgM и IgG. Данных о клинических проявлениях антител aHTH-Vg^a нет.

Sw^a (Swann)

Антитела aHTH-Sw^a обнаружил Cleghorn [27] в 1959 г. у больного аутоим­мунной гемолитической анемией. Сыворотка крови больного давала положи­тельную реакцию с эритроцитами донора Donald'a Swann'a. Антиген Sw^a был четвертым (700004) в серии редко встречающихся антигенов (Metaxas, Metaxas-Buhler [116], Lewis и соавт. [106]). В систему Diego он включен в 1998 г. Данных о клинической значимости антител affra-Sw^a нет. Последние представлены IgM и IgG, часто присутствуют в сыворотках крови больных аутоиммунной гемоли­тической анемией, а также в полиспецифических сыворотках. В случаях, ког­да aHTH-Sw^a-aHTm^a сочетались с анти-Рг^а-антителами, их не удавалось раз­делить дифференциальной адсорбцией эритроцитами Sw(a+) Fr(a-) и Sw(a-) Fr(a+) (Contreras и соавт. [31]).

BOW(Bowyer)

Первое сообщение об открытии редкого антигена BOW появилось в 1988 г. (Chaves и соавт. [25]). При проведении пробы на индивидуальную со­вместимость эритроциты донора по фамилии Bowyer дали положительную реакцию с сывороткой реципиента. Антиген BOW включили в серию 700 под номером 700046. В систему Diego этот антиген внесен в 1998 г. (Reid, Lomas-Francis [141]).

Антиген BOW найден всего у нескольких лиц.

Антитела анти-BOW чаще относились к IgG, хотя некоторые образцы содер­жали также IgM. Подобно другим антителам к редко встречающимся антиге­нам Diego aHTH-BOW-антитела присутствуют в полиспецифических сыворот­ках. Известно несколько образцов моноспецифических сывороток анти-BOW. Данные о клиническом значении антител отсутствуют.

NFLD (Newfoundland)

Антиген NFLD выявили Lewis и соавт. [102] в Ньюфаундленде в 1984 г. у одного канадца французского происхождения. Антигену был присвоен но­мер 700037 в серии редких антигенов. В систему Diego фактор NFLD внесен в 1998 г. Он найден лишь в 2 канадских и 2 японских семьях и является антите­тичным по отношению к антигену BOW (Dil5). Антиген NFLD чувствителен к действию а-химотрипсина и проназы (см. табл. 12.6). Антитела анти-NFLD вы­явлены в полиспецифических сыворотках и представляют собой иммуноглобу­лины М и G. У японской женщины NFLD-, родившей 3 детей NFLD+, антите­ла анти-NFLD не образовались (Okubo и соавт. [127]). Каких-либо других све­дений о клиническом значении указанных антител нет.

Jn^a (Nunhart, JN)#

Этот антиген впервые описан в 1967 г. Kornstad и соавт. [87]. Он был найден у мужчины J. N. при изучении частоты антигена Wr^a среди жителей Праги. До включения в систему Diego в 1998 г. этот антиген числился в серии редких ан­тигенов под номером 700014. Он обнаружен всего у 2 лиц польского и словац­кого происхождения.

Антиген Jn^a является антитетичным по отношению к антигену KREP (Dil8). Он чувствителен к действию а-химотрипсина и проназы (см. табл. 12.6).

Все найденные образцы антител были представлены фракцией IgM в полиспе­цифических сыворотках. В 12 из 13 изучавшихся сывороток антитела анти-1п^а со­четались с анти-KREP. Данных о клинической значимости антител анти-1п^а нет.

KREP (IK)

Антиген KREP обнаружен в 1997 г. при исследовании эритрощггов одного из двух индивидов Jn(a+). В систему Diego фактор KREP включен в 1998 г.. Известен всего один человек KREP+, поляк по национальности. Фактор KREP антитетичен антигену Jn^a (Dil7). Он чувствителен к действию а-химотрипсина и проназы.

Подобно другим антителам против редких антигенов Diego анти-KREP-антитела присутствуют в виде фракции IgM в полиспецифических сыворот­ках и сочетаются с антителами анти-1п^а. Клинического значения анти-KREP-антитела не имеют.

Tr^a (Traversu)

Антиген Tr^a (Traversu) идентифицирован в 1960-х годах в процессе исследо­вания эритроцитов английских доноров полиспецифическими сыворотками, со­держащими антитела к редким антигенам. Практически все сыворотки содер­жали антитела airra-Wr*. С некоторыми из них реагировали эритроциты донора по фамилии Traversu. Антиген Тг^а присутствовал всего у 2 англичан, детально обследован только 1 из них. Антиген чувствителен к действию а-химотрипсина и проназы. Антитела анти-Тг^а представляли собой фракцию антител IgM и IgG, отделяемую адсорбцией из сывороток, содержащих антитела анти-Wr³. Из 18 изучавшихся полиспецифических сывороток с антителами анти-Wr⁸ 12 содер­жали анти-Тг^а-антитела. Эти антитела встречались у больных аутоиммунной ге­молитической анемией. Клиническое значение антител анти-Тг^а, по-видимому, невелико.

Fr^a (Froese)

Антиген Fr^a (Froese) обнаружили Kaita и соавт. [78], Lewis и соавт. [105] в 1978 г. и в соответствии со сложившейся традицией обозначили его по фамилии носителя. В 2000 г. антиген Fr^a включен в систему Diego, он устойчив к дей­ствию протеолитических ферментов. Антитела aHTH-Fr^a представлены в поли-специфических сыворотках преимущественно IgG, реже IgM.

Сыворотки aHra-Fr^a перекрестно реагируют с эритроцитами Sw(a+). Обе спец­ифичности (анти-Fr⁸ и анти-Sw³) не удалось разделить адсорбцией этих сывороток эритроцитами Fr(a+) Sw(a-) и Fr(a~) Sw(a+). Найдено несколько образцов моно­специфических анти-Рг^а-антител, не реагирующих с эритроцитами Fr(a~) Sw(a+).

Антитела aHra-Fr^a в одном из наблюдений обусловили положительный пря­мой антиглобулиновый тест с эритроцитами новорожденного Fr(a+), однако клинических проявлений гемолитического заболевания при этом не наблюда­ли. Указанные антитела не были описаны в качестве причины гемолитических посттрансфузионных реакций.

Антиген SW1 был открыт в 1987 г. при сравнении нескольких сывороток aHTH-Sw^a. Оказалось, что эти сыворотки гетерогенны и могут дифференциро­вать эритроциты Sw(a+) и SW1+. Установлено, что антигены SW1 и Sw^a отли­чаются друг от друга, в 2000 г. фактор SW1 был включен в систему Diego.

Он устойчив к действию протеолитических ферментов, имеет частоту менее 0,01 %. Антитела анти-SWl представлены IgG и IgM. Выделены антитела анти-SW1, не реагирующие с эритроцитами Sw(a+), однако все без исключения ан­титела aHTH-Sw^a реагируют с SW1 -положительными эритроцитами. Данных о клинической значимости антител анти-SWl нет.

Антитела amn-Wd³ не найдены ни у 1 из 6 женщин Wd(a-), родивших, по на­блюдениям Lewis и Kaita [101], 30 детей Wd(a+). В той же публикации авторы со­общили о выявлении антител анти-Wd³ у 1 из 358 обследованных беременных.

Антитела анти-Wd³ обнаружены в полиспецифических сыворотках с анти­телами против других редко встречающихся антигенов.

Rb^a (Redelberger)

История антигена Rb^a, открытого Lang и соавт. [90] в 1978 г., весьма необыч­на. Он получил обозначение по фамилии мистера Редельбергера, активного про­пагандиста донорства, который сам неоднократно давал кровь. Эритроциты ми­стера Редельбергера, пятикратно типированные как резус-отрицательные, после очередной донации в 1974 г. дали положительную реакцию с реагентом анти-CDE производства фирмы «Gamma Biologicals Inc.», в то время как реагенты анти-CDE других производителей с эритроцитами не реагировали. Сыворотку анти-Е, использованную как компонент анти-CDE-peareHTa, и эритроциты ми­стера Редельбергера направили в несколько лабораторий для уточнения специ­фичности. Сначала полагали, что редкий антиген, выявленный на эритроцитах одним из aHTH-CDE-реагентов, является Вр^а (Bishop), однако дальнейшие иссле­дования показали, что он не идентичен Вр^а.

Сам мистер Ричард Редельбергер был неудовлетворен тем, что новый антиген, обнаруженный на его эритроцитах называется «Bishop», что в переводе означает «антиген епископа». В связи с этим антиген переименовали, и он, получив в честь мистера Редельбергера свое нынешнее обозначение - Rb^a, был включен в серию 700 под номером 700027, а в 1996 г. - в систему Diego под номером 6.

Обнаружение носителя антигена Rb^a в США также было связано с некото­рым курьезом. Эритроциты донора RT, фенотипированные как OccDEE, были включены в коммерческий набор для скрининга антиэритроцитарных анти­тел. После реализации набора фирма получила жалобы из нескольких лабо­раторий. Их суть заключалась в том, что у многих больных выявлены антите­ла к указанному образцу эритроцитов. Этого не наблюдалось с эритроцитами OccDEE из других наборов. В одном из госпиталей найдено 7 положительно реагировавших сывороток, хотя 4 из 7 больных не получали гемотрансфузии. Из другого госпиталя сообщили, что антитела к эритроцитам RT найдены у 5 из 6 обследованных.

Детальное исследование эритроцитов донора RT показало наличие в них ан­тигена Rb^a.

Позднее носители антигена Rb^a были найдены в одной американской се­мье, члены которой, как выяснилось, являлись родственниками мистера Редельбергера и, так же как он, были активными донорами. Его внучатая пле­мянница сообщила, что дала костный мозг для трансплантации. При обследова­нии реципиента установлено, что его фенотип после пересадки костного мозга изменился с Rb(a-) на Rb(a+) (Lang и соавт. [90]).

Иммуногенные свойства вещества Rb^a невысоки. Ни у 1 из 6 ШАотрицательных женщин, родивших детей Rb(a+), антитела анти-Rb⁸ не были выявлены (Contreras и соавт. [32]). Указанные антитела ни разу не описа­ны в качестве причины гемолитических посттрансфузионных реакций.

Исследование в трех семьях показало, что ген Rb^a наследуется кодоминант-но. Аантитетичный антиген Rb^b, равно как и открывающие его антитела анти-Rb^b, не найдены.

На протяжении почти 30 лет (с 1967 по 1995 г.) систему Diego счита­ли простой диаллельной системой, состоящей из двух антитетичных анти­генов Di^a и Di^b. Как упоминалось выше, антигены Wr^a и Wr^b были снача­ла выделены в коллекцию Райт (Wright) и лишь после 1995 г. вошли в си­стему Diego. Далее эта система пополнилась большим числом других ред­ко встречающихся специфичностей (табл. 12.5). Многие из них были откры­ты ранее, но не были отнесены к системе Diego или какой-либо другой из­вестной эритроцитарной групповой системе. Положение изменилось с сере­дины 1990-х годов благодаря успехам молекулярной генетики. Многие носи­тели редких антигенов по результатам молекулярно-генетических исследова­ний имели точковые мутации гена АЕ1₉ кодирующего протеин полосы 3 (Orita и соавт. [128], Poole и соавт. [134], Zelinski и соавт. [182-184], McManus и со­авт. [114, 115], Jarolim и соавт. [71-73, 75], Bruce и соавт. [20], Poole и соавт. [135]). Обследование неродственных лиц, имевших однотипные редкие анти­гены, позволило установить идентичность мутаций, приводящих к экспрес­сии этих антигенов. Одинаковые мутации выявлены у родственников, чле­нов одних и тех же семей - носителей редких антигенов Diego: WARR (Di7) (Jarolim и соавт. [71]), Vg^a(Dil3) (Jarolim и соавт. [75]), KREP (Dil8) (Poole и соавт. [134]). Исключение представляет антиген Tr^a (Traversu); определяю­щая его мутация выявлена у одного индивида Tr(a+) (Jarolim и соавт. [72]).

Присутствие редких антигенов Diego обусловлено, как правило, одной ами­нокислотной заменой (табл. 12.1, 12.6). Исключение представляют антигены NFLD (Dil6) (2 аминокислотные замены) и Sw^a (в одной позиции 2 альтерна­тивные аминокислоты). Мутации располагаются исключительно в экстрацел-люлярных доменах белка полосы 3. Исключение составляет лишь антиген Вр^а (DilO), характеризующийся аминокислотной заменой, расположенной в транс­мембранном домене, в непосредственной близости к экстрацеллюлярной петле 3 (Jarolim и соавт. [75]). Антитела анти-Вр^а, таким образом, распознают лишь участок экстрацеллюлярной петли 3 протеина полосы 3. Чаще аминокислот­ные замены происходят в экстрацеллюлярных петлях 3 и 4, однако с антигенами ELO (Di8) и NFLD (Dil6) они имели место в петле 1; с антигеном Fr^a (Di20) -В трансмембранном домене вблизи петли 2. Антигенный полиморфизм Di^a/Di^b  аминокислотной заменой в седьмой экстрацеллюлярной петле бел­ка полосы 3.

Таблица 12.5

Распределение редких антигенов Diego у разных народов

Единичные аминокислотные замены не сказываются на способности про­теина полосы 3 обеспечивать транспорт анионов. Не исключено также, что экстрацеллюлярные домены 3 и 4 с мутациями, определяющими редкие ан­тигены Diego, не имеют непосредственного отношения к транспорту анионов (Jarolim и соавт. [75]).

Характер аминокислотных замен позволяет полагать, что они возникли срав­нительно недавно в процессе эволюции и, таким образом, ген SLC4A1 не от­носится к консервативным. В этом отношении исключением являются замены аминокислот на лизин, ассоциированные с присутствием редкого антигена Вр^а (DilO, Bishop). Эти замены в протеине полосы 3, по мнению Jarolim и соавт. [75], не имеют непосредственного отношения к транспорту анионов.

Таблица 12.6

Чувствительность редких антигенов системы Diego к ферментам и их молекулярная основа

Примечание, у - устойчивы, ну - не устойчивы, в - устойчивость варьирует.

Экспрессия антигенов BOW и NFLD ассоциирована с заменами проли-на в позиции 561 на другие аминокислоты, а антиген Wu экспрессируется в том случае, если в положении 565 произошла замена глицина (Poole и соавт. [134], Jarolim и соавт. [75], McManus и соавт. [115], Zelinski и соавт. [182]).

Экспрессия антигена NFLD ассоциирована с аминокислотными заменами в первой и третьей экстрацеллюлярных петлях протеина полосы 3 (McManus и соавт. [115]). Некоторые образцы, несущие антиген Sw^a, содержат так­же и фактор SW1, в то время как другие образцы Sw(a+) являются SW1-отрицательными (Contreras и соавт. [33], Zelinski и соавт. [184]). Антитела анти-Sw⁸ распознают участки, в которых аргинин в положении 646 заменен глютаминовой кислотой или триптофаном, а анти-SW1-антитела реагируют только с субстратом, обусловленным заменой Arg 646 Trp (Zelinski и соавт. [184]). Появление редких антигенов Hg^a(Dil2) и Mo^a(Dill) также вызвано заменой аргинина в позиции 646.

Антигены системы Diego в основном устойчивы к воздействию протеоли-тических ферментов (см. табл. 12.6). Протеин полосы 3 имеет 2 участка, рас­щепляемых химотрипсином, на третьей экстрацеллюлярной петле в позици­ях 553 и 555, занимаемых тирозином. Антигенные эпитопы Diego, располо­женные вблизи этих участков, чувствительны к действию а-химотрипсина. Антигенные эпитопы, расположенные на других участках, в частности на четвертой и седьмой петлях, напротив, устойчивы к действию протеолити-ческих ферментов.

Антитела к редким антигенам системы Diego не вызывают посттрансфузи­онных осложнений и ГБН. Имеется лишь одно упоминание о посттрансфузион­ной реакции, связанной с антителами анти-ELO. Другой из описанных образцов антител системы Diego (aHTH-Fr^a) обусловил лишь положительную прямую ан-тиглобулиновую пробу с эритроцитами новорожденного без каких-либо клини­ческих проявлений (Harris и соавт. [56]).

Некоторые сыворотки содержат полиспецифические антитела, реагирующие со многими редкими антигенами, в том числе системы Diego. Нередко указан­ные антитела наблюдали в отсутствие антигенных стимуляций беременностями и гемотрансфузиями.

Ford и соавт. [45] и Harris и соавт. [56] получили антитела анти-ELO, анти-Sw^a и анти-Fr³ искусственной иммунизацией добровольцев эритроцитами, со­держащими указанные антигены.