HLA 与输血 南京医科大学第一附属医院沈捷
HLA 基础
人类白细胞抗原 (human leucocyte antigens, 简称 HLA) 即人类的主要组织相容性复合物 (MHC), 是调控人体特异性应答和决定疾病易感性个体差异的主要基因系统, 也是引起同种异型移植排斥反应的主要抗原物质
HLA 基因定位于 6 号染色体短臂 6p2l.31 区,DNA 片段长约 4cm 或 3600kb, 占人体整个基因组的 1/3000, HLA 已知的基因座位达 100 余个, 其中至少 18 个座位存在复等位基因, 是迄今所知人类染色体中多态性程度最高的区域 HLA 复合体分为三个区, 即 HLA-I Ⅱ Ⅲ 区,HLA-I 类基因包括 HLA-A B C;HLA-Ⅱ 包括 HLA-DP DQ DR;HLA-Ⅲ 位于 I Ⅱ 之间, 编码补体 C4B C4A C2 Bf, 热休克蛋白 70(HSP70), 肿瘤坏死因子 (TNF) 等
人的 MHC 组成 (HLA 复合体 )
完整的 HMC I 型分子含有两条多肽链 : 一条是 α 链, 另一条是 β 链 其中 α 链含有 5 个主要结构域, 即 α1 α2 α3 跨膜区及胞质区
含 8 9 个氨基酸残基的多肽以简单伸展的构型深埋于寡肽抗原结合槽的裂隙中 由于 MHC 主要与抗原肽主链相结合, 而侧链体现了多肽的多样性 因此我们说 HMC 分子可结合多种抗原肽
上面部分是 T 细胞受体 (TCR) 它包含一条 α 链和 β 链, 每一条链又分为 V 和 C 两部分 在 TCR 中有一个高度变异区 (CDRs) 它与 MHC 中的 α1 α2 相作用, 最终形成三元体复合物, 向 Tc 细胞呈递抗原信息
HLA 与人类健康密切相关, 妊 娠 输血 器官移植等同种异 型移植的患者体内可以产生 HLA 抗体
HLA 与输血反应
目前, 临床输血一般不做 HLA 配型, 在符合血型输注原则的受者个体, 接受输血尤其是多次输注含有白细胞或血小板等血液成分的患者体内可以产生 HLA 抗体, 且接受输血次数越多, 产生抗体的几率越高
HLA 抗体可以引发各种程度不同的输血反应包括发热 输血相关性急性肺损伤 移植物抗宿主病等非溶血性输血反应和溶血性输血反应 献血者体内高滴度的 HLA 抗体也可以引发相应接受输血者的输血反应
HLA 与非溶血性输血反应
非溶血性发热性输血反应 (febrile nonhemolytic transfusion reactions) 发热是 HLA 引起的最常见的输血反应, 约占全部输血反应的 55%~75%, 多次接受输血患者中约 54.7% 产生 HLA 抗体. 研究发现非溶血性发热性输血反应患者 HLA 抗体的阳性率为 80.8% 发热反应患者中约 39.2% 可以检测到抗 HLA-I 抗体
HLA-A28 与发热性输血反应相关, 非溶血性发热性输血反应与供血者血中白细胞的数量有关, 当输入的白细胞 < 5 10 6 / 输注单位时, 同种免疫不会或很少发生.
去白细胞血可以显著降低发热 性非溶血性输血反应, 故成分 输血是降低和避免 HLA 引起的 发热反应的有效方法.,
急性输血过敏反应
输血过敏反应也是常见的输血反应, 其发生率仅次于非溶血性发热性输血反应, 主要由输注血浆成分引起 血浆输注以过敏反应发生率为最高, 约 1%~3%
输血过敏反应基本可以分为两类 : 1) 无并发症的输血过敏反应, 2) 过敏性休克或类过敏反应
1) 无并发症的输血过敏反应, 即荨麻疹 ; 临床最常见的输血过敏反应为荨麻疹, 发生率约 1%~3% 2) 过敏性休克或类过敏反应 Wakamoto S 等通过研究发现, 血浆中 HLA-Ⅱ 抗体尤其是 HLA-DR 抗体可以刺激上皮外周血单核细胞产生 TNF-α,IL-1 等细胞因子, 使上皮细胞的通透性增强, 从而导致包括皮疹, 荨麻疹, 血管性水肿在内的急性输血过敏反应的发生
3. 输血相关性急性肺损伤 (transfusion-related acute lung injury,trali):
1951 年 Barnard 首次报道输血引发的致命性肺损伤 TRALI 是指输血后 6 小时内发生的非心源性肺水肿, 在接受血液输注的患者中, 约 0.08%~8% 人群发生 TRALI,TRALI 病死率约 5%~14%, 占输血所致死亡的第三位 它发病急, 病死率高, 值得警惕.
从数千名献血者血浆中提取的静脉免疫球蛋白, 去除 HLA 抗体后的产物, 可用于等待器官移植的致敏者, 作为预防急性肺损伤的所有先期制剂, 它们均显示出 HLA-IA, IB 抗原活性.
针对模拟此制剂中 HLA-IA,IB 活性的 HLA-E 的单克隆抗体, 仅与 HLA 重链 (HLA-IA,IB) 反应,HLA-E 单克隆抗体不会引起输血相关性急性肺损伤的, 可能因为其抑制 HLA-Ia 抗体的产生, 提示 HLA-Ia(HLA-A,B,Cw) 抗原与输血相关性急性肺损伤相关
意大利伦巴第大区的研究显示,2008 年 12 月到 2010 年 12 月之间接受了红细胞或新鲜冰冻血浆成分输血的患者中, 共报告了 11 个疑似 TRALI, 其中 3 个确诊为 TRALI,7 个为疑似病例, 还有 1 个是输血相关性循环超负荷 (transfusion-associated circulatory overload,taco) 10 名 TRALI 患者白细胞与献血者血浆的交叉配合实验呈阳性反应, 最常见的抗体特异性是针对 HLA-DR5 抗原, 提示 HLA-DR5 与输血相关性急性肺损伤相关
Sakagawa H 等研究发现,HLA-DR 特别是 DR3 抗原在 TRALI 的发生中发挥重要作用 Wakamoto S 等的研究进一步证实 [17], HLA-DR 通过刺激外周血单核细胞产生包括 TNF-α IL-1 在内的细胞因子的分泌, 从而促进 TRALI 的发生
4. 输血相关性移植物抗宿主病 transfusion associated graft-versus-host disease, TA-GVHD
TA-GVHD 是受血者接受含有免疫活性的淋巴细胞 ( 主要是 T 淋巴细胞 ) 的血液或血液成分后发生的一种与骨髓移植引起的抗宿主病类似的临床症候群, 一般发生在输血后 1~2 周, 在受血者中发生率约为 0.01%~0.1%, 虽发生率较低但其死亡率高达 90%, 是输血最严重的并发症之一 常发生于在受血者存在免疫缺陷或供血者与受血者 HLA 不完全匹配时发生
在 TA-GVHD 病例中, 与受者存在免疫缺 陷相比, 供受者 HLA 不完全匹配更易引 起 TA-GVHD
在 481 个供者与受者 HLA 具有单倍体同一性 ( 等位基因中一个相同, 另一个不同 ) 的输血或骨髓移植的案例中, 对 HLA-A, HLA-B, HLA-DRB1, HLA-DRB3, HLA-DRB4, 和 HLA-DRB5 的作用进行分析发现 HLA-B 是移植物抗宿主病的独立危险因素, 也是其整体存活率的重要影响因素
在造血干细胞移植的患者中, 与其他基因型相比, HLA-E*0103/0103 可以减少患者急慢性移植物抗宿主病的发生, 提高患者总体存活率, 被认为是造血干细胞移植的移植物抗宿主病的保护性位点
HLA 与溶血性输血反应 (hemolytic transfusion reactions,htr)
传统观念认为, 溶血性输血反应的发生与红细胞 ABO Rh 血型抗体有关, 因 ABO Rh 血型不合引起的溶血性输血反应屡见不鲜 随着分子生物学技术的迅速发展, 目前用于测定红细胞不完全抗体以及交叉配血的血清学实验已经在临床工作中得到普遍应用, 单纯由红细胞血型抗体引起的溶血性输血反应已经非常少见, 而由红细胞 HLA 抗原引起的溶血性输血反应在国内外均有报道
早在 1987 年 Panzer S 等通过一项前瞻性研究发现, 对四个患者输注与其红细胞 HLA-B7 不相容的血液后, 四名患者均出现溶血, 提示溶血性输血反应与 HLA-B7 相关
Benson K 等报道, 对一例由 HLA-Bg 抗体引起的溶血性输血反应患者进行抗体筛查, 检测到 HLA-A2 A28(Bga) B7(Bgc) B7 同属于交叉反应组, 进一步证实上述结论 随后, Takeuchi C 等在其他溶血性输血反应患者体内也检测到 HLA-A2 B7 抗体, 与前面报道的结果一致, 说明重视红细胞 HLA 特定抗原引起的溶血反应的重要性
临床输血的供者选择及应对 HLA 抗体的措施
HLA 在溶血和非溶血性输血反应中都有着重要作用, 临床输血工作者应予以足够的重视 抗体产生及对策 :HLA 抗体主要是针对白细胞等血液成分, 故多次接受输血的患者可使用白细胞滤器以去除引起免疫反应的有活性白细胞尤其是 T 淋巴细胞, 临床实践也已证明, 使用白细胞滤器效果良好, 可以有效降低输血反应的发生率及其严重程度
此外, 对于多次接受输血者, 应尽量选择与其 HLA 抗原相同且不含 HLA 抗体的供者血, 避免反复使用同一供血者的血液 为减少或避免输血反应的发生, 同时可以适时检测供血者和受血者血液中的 HLA 抗体 多次输血不但使受血者体内产生 HLA 抗体, 甚至还可改变受血者的血型, 包括 ABO 和 Rh 血型, 所以对于多次接受输血的患者在每次输血前, 应严格遵循输血原则, 对供受者的血液进行配型
多次输血对器官移植的影响
即使在完全符合输血原则的前提下进行输血, 多次接受输血尤其是血液中含有血小板 白细胞等成分的患者, 受到同种 HLA 免疫致敏亦可以产生 HLA 抗体, 而且接受输血的次数越多, 产生抗体的几率越大
目前的研究均表明, 多次输血患者体内产生的 HLA 抗体, 对器官移植和造血干细胞移植会产生不良影响 因此应慎重选择捐献者, 尽量避免选择女性 多次妊娠 多次接受输血的供者
HLA 是器官移植中介导排斥反应的主要物质 近年来的研究表明, 真正对移植物存活和排斥反应有影响的是针对 HLA- I/Ⅱ 类分子的 IgG 抗体 器官移植受者体内产生 HLA 抗体, 该过程称为致敏
妊娠 前次移植失败 输血等均可能使患者致敏, 且针对不同的事件机体产生不同亚型的 IgG 抗体 受者体内 HLA 抗体对于实体器官移植患者的术后排斥反应及其存活率都有重要影响
针对不同的事件机体产生不同亚型的 IgG 抗体 输血主要使受者体内产生特异性 的 IgG1, 部分患者也可以产生 IgG4 抗体
肾移植受者体内可溶性 HLA-IgG 阳性对 移植术后 12 个月内的排斥反应及其术后 1~3 年存活率有明显影响 :
在慢性排斥反应患者中,63% 存在可溶性 HLA-IgG 抗体阳性, 而未发生排斥反应者中只有 6% 阳性率, 说明可溶性 HLA-IgG 阳性与慢性排斥反应有关 进一步研究 HLA 抗体的作用证实, 器官移植术后监测 HLA 抗体可以预测急性排斥反应的发生
HLA 除了可以对实体器官移植的排斥反应及存活率产生影响, 在造血干细胞的移植中也发挥作用 研究表明, 血液系统恶性肿瘤并接受外周血造血干细胞移植的患者中, 与对照组相比,HLA 抗体阳性对于移植成功率 嵌合体形成 肿瘤的复发无明显影响,
但是对受者而言,HLA 抗体阳性者 3 年存活率明显降低 HLA 抗体阳性者为 16% vs HLA 抗体阴性组为 34%)
HLA 对临床输血以及器官移植都有着非常重要的影响 受技术水平的限制及经济水平的制约, 临床输血工作中并不能实现对每位受血者进行 HLA 配型, 但是 HLA 的重要作用应引起临床及科研工作者的重视 特别是多次接受输血的患者, 除了进行红细胞 ABO Rh 系统的配型, 还应同时检测 HLA 抗体, 以减少或避免输血反应的发生, 并对骨髓移植和器官捐献者进行慎重选择和干预预防
谢谢大家