Система Rh - одна из наиболее полиморфных систем, антигены которой кодируются 2 генами (RHDи RHCE), расположенными на коротком плече хромосомы 1 в локусе RHмежду 1р34.3 и 1р36.13 (Cherif-Zahar и соавт. [211], MacGeoch и соавт. [453], Marsh и соавт. [462]).
Три генетические теории
Существуют 3 генетические концепции наследственной передачи антигенов Rh. Первая разработана в начале 50-х годов прошлого столетия Александром Винером (Wiener и соавт. [714, 715]), вторая - в тот же период Рональдом Фишером совместно с Робертом Рейсом (Fisher, Race [283, 284], Race [543]). Третья концепция, получившая в последние годы подтверждение, предложена в 90-х годах прошлого столетия Патрисией Типпетт (Tippett [654, 656]).
Интересно проследить логику построения этих концепций.
Располагая двумя сыворотками: aHTH-Rho и анти-rh', выявляющими 2 антигена - Rh и rh', Винер вполне обоснованно допустил, что существует не 2, а 4 аг-глютиногена резус: Rh , rh', Rho' и rh-агглютиноген, не содержащий ни Rho, ни rh'. Он полагал, что аллель Rгена Rhобусловливает продукцию антигена Rho, аллель R1 - продукцию антигенов Rho и rh', аллель г' - антигена rh', а аллель г -отсутствие обоих антигенов - Rho и rh'.
Винер, не имея экспериментальных данных, свидетельствующих о том, что отдельные гены могут быть сцеплены, сделал вывод, что все антигенные признаки Rh контролирует только 1 (но полиморфный) ген (рис. 4.1). Это и явилось основой его концепции, получившей известность как теория одного гена
Согласно представлениям Винера, разнообразие факторов резус и их сочетаний в наблюдаемых фенотипах людей обусловлено одним геном, который встречается в виде 8 аллеломорфных вариантов: R1, R2, R°, Rz, г, /, г" (см. табл. 4.4).
Обнаружение новых факторов (Е, е, Cw и др.), легко укладывались в концепцию Винера. Так, после открытия антигена hr' (с) и hr" (e) он дополнил первоначальный постулат, указав, что ген R° может кодировать помимо Rh еще и факторы hr' и hr" (фенотип Ror, или cDe). Открытие антигена Cw Винер трактовал как обнаружение нового аллеля Rlw, а открытие антигена hrs, присутствующего у большинства людей hr" (e), - как новый аллель RAh°.
Однако по мере открытия новых антигенов и их разновидностей обозначения Винера стали затруднительными.
К середине 50-х годов иммуносерологи располагали уже не двумя, а пятью сыворотками антирезус, дифференцирующими соответствующие антигены резус: D,
C, Е, с и е. С помощью этих сывороток американской школой исследователей во главе с Винером и английской школой во главе с Фишером и Рейсом были установлены 8 гаплотипов, кодирующих различные сочетания антигенов (см. табл. 4.4).
В отличие от Винера, утверждавшего, что ген резус неделим, Фишер и Рейс полагали, что существуют 3 сцепленных локуса (теория трех генов), которые наследуются одновременно. Согласно их представлению, в этих локусах на хромосоме в линейном порядке расположены гены D, СкЕ, кодирующие антигены D, С и Е (см. рис. 4.1). Доссе [50] добавил четвертую пару аллельных генов Ff.
В этих же локусах располагаются соответствующие им 3 аллельных гена: d, с и е, кодирующие антитетичные антигены d, с и е. В каждом локусе может присутствовать один ген: D или d, С или с, Е или е. Таким образом, каждый индивид получает с хромосомой матери и отца от 3 до 5 антигенных признаков, определяющих его резус-фенотип.
Фишер сформулировал понятие об антитетичных антигенах и предсказал существование антигенов Е, е и d. Предвидение двух первых вскоре (в 1943 г.) блестяще подтвердили Wiener, Sonn [713], открыв антиген Е, и Mourant [494] (в 1945 г.) - е. Третий гипотетический антиген (d) так и не был обнаружен. Антитела анти-d были описаны Hill и Haberman в 1948 г. [349], Matthes в 1950 г. [467], однако эти находки не подтвердились. По-видимому, указанные авторы исследовали неизвестные в то время антитела анти-се, реагирующие с эритроцитами cde, но не реагирующие с эритроцитами CDe, cDE, что создавало видимость aHTH-d-специфичности. Как сегодня известно (см. далее), у лиц Rh-в локусе, симметричном D, генетический материал в виде аллеля dне найден. Отсутствие гена dобъясняет, почему многочисленные целенаправленные поиски антигена d не увенчались успехом.
Теория трех генов позволила установить последовательность генов в генном локусе RH, а также объяснить происхождение редких фенотипов резус.
В соответствии с этой теорией локусы RHрасполагаются в последовательности Dd- Сс - Ее (см. рис. 4.1). По мнению Фишера и Рейса, разрыв генного комплекса происходит на дистанции С-Е чаще, чем на дистанции D- С, из чего следует, что гены Z) и Е наиболее удалены друг от друга. Доказательством такого расположения генов явилась находка фенотипа -D- (Race и соавт. [552], Read и соавт. [556]), для которого характерно отсутствие антигенов Сс и Ее. Если бы ген Dрасполагался между генами С и Е, Сс - Dd- Ее, то делеция ло-куса Сс и Ее в варианте -D- должна была так или иначе сказаться на гене D. Однако, напротив, антиген D в фенотипе -D- серологически более выражен, чем в фенотипе CDe и cDE, что связано, по-видимому, с отсутствием конкурентного влияния генов С и Е на Dвследствие их делении.
Согласно теории трех генов, редкие генные комбинации (dCe, dcE, DCE, dCE) возникают в результате кроссинговера частых генных комбинаций: DCe, DcE, dee. На рис. 4.2 приведены варианты кроссинговера. Если крос-синговер происходит между хромосомами, несущими гаплотипы DCeи dee, образуется редкий гаплотип dCe; если между хромосомами, несущими гаплотипы DcEи dee, - редкий гаплотип dcE; если между DCeи DcE - DCE. При повторном кроссинговере DCEи deeобразуется еще более редкий гаплотип - dCE. Как видно из рис. 4.2, гаплотип Deeобразуется при каждом из перечисленных вариантов кроссинговера. Сумма частоты (2,49 %) редко встречающихся в европеоидных популяциях фенотипов (dCe, dcE, DCE, dCE) и частота фенотипа Dee (2,6-3 %) примерно совпадали, что подтверждало правильность теории в целом.
Относительная редкость кроссинговера (~ 3 %), по мнению Фишера и Рейса, свидетельствует о том, что гены DCEблизко расположены друг к другу и кроссинговер между ними происходит скорее как исключение, чем как правило.
Большинство исследователей нашли CDE-терминологию более удобной для повседневного использования, чем Rh-Hr, и она получила статус прикладной.
Благодаря своей простоте теория трех генов Фишера - Рейса завоевала всеобщее признание и несколько потеснила концепцию Винера, которая отнюдь не утратила своего значения и практического применения до настоящего времени.
Спустя годы концепцию трех тесно связанных локусов модифицировали в однолокусную, которая предполагает 3 сублокуса в одном генном комплексе.
Открытие Sanger и соавт. [596] антигенов f (се) и rh. (Се) выходило за рамки концепции трех генов, постулирующей принцип «один ген - один антиген». Следовало признать, что система Rh включает не 3, а 4 (С, D, Е + се), затем 5 (С, D, Е, се + Се) локусов. Перекрестно реагирующие сыворотки и необычные Rh-фенотипы также не вписывались в теорию трех генов и кроссинговера по Фишеру. Номенклатура Фишера - Рейса стала затруднительной для обозначения большого числа новых Rh-антигенов и ей на помощь пришла цифровая номенклатура, предложенная Розенфельдом.
Свои концепции Винер, Фишер и Рейс основывали исключительно на результатах серологических исследований (популяционные и семейные). Концепция Типпетт (теория двух генов) также основана на данных серологических исследований, однако более широкого масштаба. К началу 90-х годов арсенал сывороток, которым располагали иммуносерологи, составил более 40 наименований, включая анти-се, анти-Се, анти-сЕ и анти-СЕ. Накопились многочисленные данные о качественном и количественном разнообразии фенотипов Rh, в том числе данные о биохимической природе Rh-антигенов.
Moore и соавт. [482] в 1982 г. и Ridgwell и соавт. [564] в 1983 г. независимо друг от друга нашли, что Rh-антигены располагаются на двух протеинах мембраны эритроцитов: один белок несет на себе антиген D, другой - С и Е. Имеющиеся сведения послужили толчком к формированию новой, современной молекулярно-генетической модели системы Rh, предложенной Типпетт.
Согласно концепции Типпетт [654, 656], система Rh контролируется двумя тесно сцепленными структурными генами, один из которых кодирует D-антиген, другой - антигены С, с, Е и е. Первый ген включает 2 аллеля: D, получивший название RHD, и не-D(отсутствие кодирующего субстрата); второй ген представлен четырьмя аллелями: се, Се, сЕ и СЕ. Продукты второго гена, получившего название RHCE, идентифицируют с помощью 5 специфических сывороток: анти-D, анти-се, анти-Се, анти-сЕ и анти-СЕ (табл. 4.7). По мнению Типпетт, отдельные эпитопы полипептида СсЕе (С, с, Е и е) более иммуноген-ны, чем их комплексы (се, Се, сЕ и СЕ), в связи с чем антитела анти-с, анти-С, анти-Е и анти-е встречаются чаще, чем комплексные антитела анти-се, анти-Се, анти-сЕ, анти-СЕ.
Данные, представленные Типпетт (см. табл. 4.7), с такой же убедительностью свидетельствуют о существовании четырех аллелей гена СЕ, как и данные, полученные в свое время Wiener, Fisher и Race с помощью пяти специфических сывороток: анти-D, анти-с, анти-С, анти-Е и анти-е. Вопрос о том, какая концепция ближе к действительности, сегодня решается в пользу взглядов Типпетт, подтверждающихся данными молекулярно-биологических исследований.
Необычные, в том числе редкие, фенотипы резус, как полагает Типпетт, возникают в результате мутаций, делеций и транслокаций генетического вещества. На это указывают фенотипы с ослабленными антигенами (С)(е) или (с)(е) (табл. 4.8), которые ассоциированы с редкими антигенами - Rh32, Rh35, Rh36, Rh48. Мутации и другие воздействия на генный локус RHнарушают продукцию нормального антигена, создают новые необычные формы антигенов.
Реакции генного продукта основных 8 гаплотипов*
|
Генный продукт |
Реакция с сыворотками |
||||
|
анти-D |
анти-се |
анти-Се |
анти-сЕ |
анти-СЕ |
|
|
Dee |
+ |
+ |
- |
- |
- |
|
DCe |
+ |
- |
+ |
- |
- |
|
DcE |
+ |
- |
- |
+ |
- |
|
DCE |
+ |
- |
- |
- |
+ |
|
dee |
+ |
+ |
- |
- |
- |
|
dCe |
- |
- |
+ |
- |
- |
|
dcE |
- |
- |
- |
+ |
- |
|
dCE |
- |
- |
- |
- |
+ |
* По Tippett [654].
Антигены, продуцируемые редкими аллелями RHCE-локуси при его повреждении*
|
Повреждение СЕ протеина |
Продуцируемые антигены |
|
(С)(е) |
Rh9Cx |
|
(С)(е) |
Rh32 |
|
(С)(е) |
Rh35 |
|
(С)(е) |
Rh48 (JAL) |
|
(с)(е) |
Rh36 (Bea) |
* По Tippett [654].
Задолго до Tippett (в 1964 г.) идею о существовании двух генов RH, структурного и операторного, высказал Lauer [410], однако его исследования не были продолжены.
Sanger и соавт. [596], исследуя природу антигена f, установили, что этот антиген вырабатывается в случае, если гены сиерасположены на одной хромосоме в положении цис. Такое же заключение было сделано ими относительно антигена Се: он вырабатывается г/ис-комбинацией генов Cue. Race и Sanger приблизились к современному пониманию того, что генетический материал, именовавшийся ранее локусами с, е, С и Е, представляет собой один и тот же ген, имеющий аллели се, Се, сЕ и СЕ. Однако этот вывод не был ими сформулирован.
Следует обратить внимание на некоторые противоречия и сложности, привнесенные новым пониманием того, что система Rh кодируется не тремя или четырьмя парами аллельных генов, а только двумя: RHDи RHCE. Прежние генетические теории объясняли все предельно просто. Так, в соответствии с Я/ьЯг-концепцией фенотип R R^, или Rho!" hr'", обусловлен гаплотипами R1и R2; в соответствии с CDjE-концепцией фенотип CcDEe кодируется генами С, с, D, Enе, переданными индивиду по наследству с гаплотипами CDeи cDE. С позиций двухгенной теории фенотип CcDEe объяснить сложнее. Согласно двухлокусной модели индивид CcDEe должен унаследовать ген RHDи один из аллелей гена RHCE (RHce, RHCe, RHcEили RHCE). В любой из возможных комбинаций (Dee, DCe, DcE, DCE) полного набора антигенов CcDEe не получается и в этом заключается противоречие.
Вряд ли можно полагать, что аллель RHCeпроизводит антигены с и Е, а аллель RHcE- антигены Сие. Это маловероятно, поскольку нарушает основную идею двухгенной модели и, кроме того, не соответствует результатам серологических исследований. Остается признать, что фенотип CcDEe является продуктом гибридного гена Ce-D-cE. Такое объяснение более правдоподобно. Как показали результаты исследования последних лет, фенотип cde часто обусловлен делецией гена RHD. Возможность гибридизации генов RH, в силу их высокой ьл|рмологии, не вызывает сомнения и, по-видимому, явление частое.
