第三节　输血的免疫学基础

31.为什么抗原和抗体在输血免疫中有重要意义

答：抗原是指能够刺激机体发生特异性免疫应答，并能够与免疫应答产物抗体和致敏淋巴细胞结合，发挥免疫效应的物质。抗原物质可诱导机体产生不同的免疫应答，诱导机体产生速发型变态反应的抗原为变应原。抗体，又称免疫球蛋白，是通过抗原免疫刺激产生并能够与抗原发生特异性反应的物质。免疫球蛋白基本结构包括由二硫键连接的两条相同的多肽重链和两条相同的多肽轻链。人类免疫球蛋白的重链根据其恒定区抗原特异性的差异，可分为γ、α、μ、δ、ε 5种肽链，分别构成IgG、IgA、IgM、IgD和IgE五类免疫球蛋白。人血型抗体主要有IgG和IgM两类，偶尔存在IgA。IgM型血型抗体主要见于ABO血型系统，是ABO不同型输注引起输血反应的原因。IgG型血型抗体主要由于在输血或妊娠过程中，机体接触到红细胞、血浆蛋白、血小板等血液成分，发生免疫应答而产生，可引起迟发性溶血性输血反应、输血过敏反应、非溶血性发热反应等。因此，认识抗原和抗体，对掌握输血免疫过程、防治输血反应有重要意义。

32.为什么IgG和IgM与血型血清学密切相关

答：IgG在人体血清中含量最高，约占血清免疫球蛋白总量的80%。IgG是再次免疫应答产生的主要抗体，且持续时间长。IgG在出生后三个月后开始合成。IgG有活化补体、介导抗体依赖的细胞介导的细胞毒性作用（antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity，ADCC）效应、发挥调理作用等功能，IgG分子质量较小，是唯一能通过胎盘的免疫球蛋白。IgG1、IgG2和IgG4在体内的半衰期较长，为21天左右，而IgG3的半衰期仅为7天。IgG可以通过胎盘传给胎儿，尤其是IgG1和IgG3，其在新生儿溶血病中意义重大。IgM是机体发育过程中最早出现的抗体，也是初次免疫反应产生最早的抗体，约占血清免疫球蛋白总量的10%。天然血型抗体为IgM，如ABO血型的抗体。ABO血型不合的输血有可能会导致严重的血管内溶血反应和急性肾衰竭，甚至引起受血者死亡。

33.为什么人体在外来血型抗原刺激下会产生同种抗体

答：抗原是一类能够刺激机体发生特异性免疫应答，并能够与免疫应答产物抗体和致敏淋巴细胞结合，发挥免疫效应的物质。血型抗原是不同个体血液成分表现出来的一种遗传性状。狭义地讲，血型抗原专指红细胞膜抗原在个体间的差异。但除红细胞外，白细胞、血小板乃至血浆蛋白抗原，在不同个体之间也存在着差异。因此，广义的血型抗原应包括血液各有形和无形成分的抗原在个体间出现的差异。正因为不同人之间的血型抗原不尽相同，导致机体将输入受血者体内的献血者血液成分识别为外来抗原，其抗原表位（也叫抗原决定簇）通过体内一系列机制进行处理与呈递，引起机体淋巴细胞活化增生并产生针对该血型抗原的特异性同种抗体。

34.为什么T细胞能特异性识别血型抗原

答：初始或记忆性T细胞膜表面T细胞受体（T cell receptor，TCR）与抗原提呈细胞（antigen presenting cell，APC）表面主要组织相容性复合体（major histocompatibility complex，MHC）-抗原肽复合物特异性结合的过程，称之为抗原识别。初次免疫应答的细胞是树突状细胞（dendritic cells，DC），再次免疫应答的APC可以为任意的APC，但是主要为活化B细胞。T细胞与APC之间的接触是血型抗原识别的基础。T细胞只识别和结合由APC表面MHC分子所展示的血型抗原肽。对于特异性不同的各种血型抗原，T细胞具有十分精细的辨别能力，这是T细胞抗原识别特异性的基础。在活化初始T细胞和启动免疫应答方面，成熟的DC表面还表达高水平的Ⅰ和Ⅱ类MHC分子和共刺激分子，为初始T细胞活化提供双信号。第一信号来自于血型抗原，APC表面的MHC-抗原肽复合物与TCR相互作用和结合，确保免疫应答的抗原特异性；第二信号为APC表面多种共刺激分子与T细胞表面相应配体相互作用产生，导致T细胞的完全活化。细胞因子也可促进T细胞的增殖与分化而不使其凋亡。因此，机体固有一整套完善的T细胞识别抗原的机制，保证了其能对特异性血型抗原进行精确识别。

35.为什么有些人会产生血型抗原的自身抗体

答：在正常情况下，由于自身耐受机制，机体的免疫系统对自身的抗原物质不产生免疫应答。自身免疫性溶血性贫血（autoimmune hemolytic anemia，AIHA）中，由于免疫功能紊乱产生抗自身红细胞抗体，与红细胞表面抗原结合，或激活补体使红细胞加速破坏而导致溶血性贫血。包括AIHA在内的许多自身免疫性疾病的起始原因和发病机制尚不清楚。一些理化因素（例如服用某些药物、接触某些化学毒物或X线照射）或生物学因素（例如受病毒、细菌感染）可直接引起组织抗原变性或改变细胞代谢过程的基因表达，从而改变自身抗原的性质，诱导自身应答，导致自身免疫性疾病。此外，免疫调节失常是导致自身免疫性疾病的重要原因。正常情况下，免疫功能处在一个调节网络的控制之下，当调节作用失控或抑制细胞缺陷时，可以使禁忌克隆的细胞复活，重新获得了对自身抗原的应答能力，就有可能发生自身免疫性疾病。先天易感性遗传因素对自身免疫性疾病的发生也起一定的作用。

36.为什么IgM型血型抗体主要通过激活补体介导溶血反应

答：补体（complement，C）是由30余种广泛存在于血清、组织液和细胞膜表面的蛋白质组成的，具有精密调控机制的蛋白质反应系统，其活化过程表现为一系列丝氨酸蛋白酶的级联酶解反应。因此，补体系统实质上是一组与酶活性有关的非特异性球蛋白。19世纪末，在研究免疫溶菌和免疫溶血反应中，认为这种球蛋白可辅助抗体发挥溶解细胞的作用，因而得名补体。补体由9种成分组成，分别命名为C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9。C1又有3个亚单位，即C1q、C1r和C1s。除C1q外，其他成分大多是以酶的前体形式存在于血清中，需经过抗原抗体复合物或其他因子激活后，才能发挥生物学活性作用，这叫作补体的经典激活途径。补体经典激活途径在血型血清学中有重要的作用。在IgM血型抗体与红细胞抗原结合时，抗体发生构型改变，暴露出补体C1q结合部位，C1q桥联IgM血型抗体，C1q自身构型发生改变，导致C1r和C1s的相继活化。C1复合物作用于后续的补体成分，形成C3转化酶（C42）和C5转化酶（C423），C5转化酶裂解C5后，继而作用于后续的其他补体成分，形成一个膜攻击复合物（C5b6789），使得复合物可以穿透红细胞膜，从而使红细胞分解被破坏，这将引起大范围的危及生命的血管内溶血。

37.为什么血型不合的输血可以发生溶血反应

答：输注非同型红细胞，会导致免疫性溶血反应。免疫性溶血反应是由于血型不合造成的红细胞被加速清除或溶解。免疫性溶血反应根据反应发生时间可分为急性溶血性输血反应和迟发性溶血性输血反应。前者多与IgM血型抗体有关，主要见于ABO血型不合的输血。由于ABO血型IgM抗体为天然完全抗体，当由于血型的书写、检测、核对等人为的错误造成ABO不同型输血，尤其是主侧不同型输血时，受血者血浆中存在的天然IgM型抗A或抗B抗体会与献血者红细胞上大量的A或B抗原结合，可通过直接激活补体的经典途径引起血管内溶血。后者多与IgG血型抗体有关，常见于Rh血型及其他血型不合的输血。由于IgG抗体为免疫性不完全抗体，其结合红细胞后，需要通过单核巨噬系统识别和清除，因此主要引起血管外溶血。

38.为什么血型抗原在输血实践中具有重要意义

答：红细胞膜表面结构成分形成了红细胞独特的表面标志，它是红细胞完成其生物学功能的物质基础。红细胞膜抗原的生物学功能分为免疫学功能、分子转运功能和结构蛋白功能。传统的红细胞血型抗原的概念是在长期临床输血实践过程中形成并逐步完善的，它反映出红细胞膜免疫性标志物的异同在安全有效的临床输血治疗中起的关键作用。在人类不同的个体之间，红细胞表面的蛋白质、糖类和脂类分子存在着多态性，如同种异型。机体输入异体血液后，由于异体血型抗原免疫产生，或之前由于天然的血型类似物（如细菌表面类似ABO糖链的物质）免疫产生的血型抗体，会引起输血反应。当胎儿红细胞或血小板经胎盘到达母体循环，含有父源性的血型抗原可以免疫母体产生特异性血型抗体，抗体经由胎盘作用于胎儿红细胞或血小板，会产生胎儿与新生儿溶血病或胎儿与新生儿紫癜等。因此，由于血型抗原的存在，输血时必须实行配合性输注，避免同种免疫排斥的发生从而使输血治疗更加安全有效。

39.为什么血型嵌合体被称为天然免疫耐受

答：免疫耐受（immunologic tolerance）是指免疫活性细胞接触抗原性物质时所表现的一种特异性的无应答状态。在出生前或者新生儿生活中，比较容易获得耐受。这可能与T细胞、B细胞或者APC均未成熟有关。在免疫受损的个体中，如从辐射恢复健康的免疫缺陷的个体，也比较容易诱导耐受。T细胞比B细胞更容易诱导耐受，且这种耐受一旦获得，会持续很长时间。按照免疫耐受形成的机制不同，可以分为天然性免疫耐受和获得性免疫耐受。1945年，美国学者R.D. Owen发现遗传基因不同的异卵双生小牛各有不同的血型抗原，由于两者的胎盘血管融合而发生血液相互交流，呈天然联体共生。出生后，每一孪生个体均含有对方不同血型的血细胞而不排斥，成为血型嵌合体，彼此间互相进行植皮也不发生排斥反应。这种胚胎期形成的耐受，Owen称之为天然免疫耐受。另有学者认为，这种现象的产生是由于胚胎期免疫系统尚未发育成熟，异型血细胞进入胎牛体内，引起抗原特异的免疫细胞克隆被排除，从而表现为对该抗原的特异性无反应性，即免疫耐受。

40.为什么血型抗原抗体反应有时会出现假阴性或者假阳性

答：血型抗原抗体反应的影响因素较多，主要有两个方面：抗原抗体的自身因素和反应条件的影响。血型抗原的理化性状、抗原决定簇的数目和种类均可影响血清学反应结果。抗体是血清学反应中的关键因素，来自于不同动物的免疫血清（抗体）的反应性有差异；而特异性和亲和力是影响抗体反应性的关键因素，它们共同影响试验结果的准确性。抗原抗体在合适的浓度中才会出现明显的反应结果，由于抗原抗体比例不合适而导致假阴性的现象，称为带现象（zonephenomenon）。出现在抗体过量时，称为前带（prezone），出现在抗原过剩时，称为后带（postzone）。各种反应条件影响结果的准确性，如温度影响平衡常数，会影响反应速度。通常在血清学试验中，为了促使沉淀物或者凝集物的形成，常用低离子强度介质或各种缓冲液作抗原及其抗体的稀释液及反应液，以中和胶体颗粒上的电荷，使胶体颗粒的电势下降，离子强度减小，来加快抗体与抗原结合的速度。大多数血型抗体的效价会因离子强度的降低而提高。血型抗原抗体反应溶液的pH应尽量接近生理状态下的pH，即7.35～7.45，过碱或过酸均可导致血型抗原抗体的反应性出现假阳性或假阴性结果。蛋白质具有两性电离性质，因此每种蛋白质都有固定的等电点，适当的电解质缓冲液是抗原抗体反应出现可见的沉淀或凝集现象的重要条件。反应系统中电解质浓度过低不易出现可见反应，过高则会引起非特异性蛋白质沉淀。适当的振荡和搅拌也能促进抗原抗体分子的接触，加速反应。试验过程中，选取适当的时间观察结果，同一试验在不同的时间观察，结果可能会不同。

41.为什么人体红细胞有调节免疫的作用

答：人体红细胞是免疫活性细胞，具有调节免疫作用。它通过多种途径参与人体负载的网络状免疫防御机制。红细胞可以识别携带抗原，通过红细胞膜C1补体受体（CR1）参与黏附免疫复合物，将其带到肝脾，免疫复合物被巨噬细胞吞噬，使人体血管内的“垃圾”——病理性循环免疫复合物被清除，是体内携带、运输及清除循环免疫复合物的主要细胞。红细胞通过CR1的蛋白质还能黏附病毒、细菌，使其悬浮于血液循环中，更易被吞噬细胞捕获，从而提高了机体免疫功能。红细胞可以增强T淋巴细胞的免疫应答，促进巨噬细胞对免疫复合物吞噬作用。红细胞膜表面具有过氧化物酶，对免疫复合物起着杀伤作用。此外，红细胞的数量是白细胞数量的1000多倍，血液循环中80%以上的CR1存在于红细胞表面，故红细胞与循环免疫复合物相遇的机会比白细胞大500～1000倍，清除体内“垃圾”的任务主要由红细胞承担。红细胞免疫黏附功能在抗疾病、抗肿瘤中具有重要的作用，当红细胞免疫黏附功能低下时，会出现如系统性红斑狼疮、类风湿关节炎、脉管炎、肾炎、自身免疫性肝炎、恶性肿瘤等疾病。红细胞的免疫自成系统，是机体重要的免疫活性细胞。红细胞与白细胞两大免疫系统的相互合作，共同维护着人体的健康。

42.为什么细胞因子在输血医学中有重要意义

答：细胞因子是由免疫原或其他因子刺激免疫细胞和其他细胞所产生并分泌的低分子质量的可溶性蛋白质，具有多种调控机体免疫和非免疫系统发育与功能的作用。每一种细胞因子由特定的细胞对不同刺激的反应而分泌，可以参与多种不同的生物学功能，多种细胞因子也可以参与同一生物学功能。细胞因子不仅可调控炎症反应，同时可以调节免疫应答，不同免疫细胞亚群的发育、成熟、分化、活化、效应过程都有多种细胞因子参与，细胞因子直接调节固有免疫和适应性免疫应答的进程。细胞因子还参与机体的造血过程。近年研究发现，输血作为一种临床替代治疗方案，也可引起不同疾病状态下受血者免疫水平的变化。对细胞因子与输血后患者免疫状态的相关性研究，可以为肿瘤、感染、造血功能障碍、自身免疫性疾病等患者的输血方案进行指导，发挥积极的作用。此外，细胞因子检测对包括急性溶血性输血反应、迟发性溶血性输血反应、非溶血性输血发热反应在内的多种输血不良反应的诊断具有重要的价值。

43.为什么有的血型抗体可以识别两种以上的血型抗原

答：多克隆血型抗体可以识别两种以上的血型抗原。多克隆抗体是由多个B淋巴细胞克隆产生的，受到多种抗原决定簇刺激并可以与多种抗原表位结合的抗体。制备多克隆抗体需要使用大量的抗原，对抗原的纯度要求较高，其次多克隆抗体只能通过不断免疫动物得到，不同动物对同一种抗原的反应会有个体差异，结果导致抗体的质量不易控制。如果需要检测这种抗体一般可以用沉淀反应和凝集反应。此外，有的单克隆抗体也可能识别不同的血型抗原。单克隆抗体的制备是用一种永生细胞与一种产生预定特异性抗体的B细胞融合，经标准化程序创建杂交瘤细胞，由杂交瘤细胞产生的单特异性抗体。单克隆抗体是针对某一特异性抗原决定簇反应的抗体，若某一抗原与不同抗原具有相同的抗原决定簇，则单克隆抗体会与不同抗原产生交叉反应，影响测定结果的特异性，比如抗A、B抗体即是针对A和B抗原共同的表位决定簇，可以同时识别A和B抗原。

44.为什么溶血反应是一种免疫排斥反应

答：排斥反应是指已知物种同种异型反应性T细胞识别宿主同种异型组织抗原而诱发的反应，是一种适应性免疫应答。这是由于有些抗原的特异性的记忆应答（适应性免疫系统的特性）所致。最常见的排斥反应是移植排斥反应以及输血排斥反应。当患者首次移植失败，其再次移植时，将更快的排斥第二个具有相同或共享移植抗原的移植物。这种排斥是由于首次移植而致敏和对随后接触的记忆应答。输血排斥反应主要指ABO系统的不同型排斥反应。A型血天然具有抗B血型的IgM抗体，而B型血天然具有抗A型血的IgM抗体。如果A型的人输血给B型的人，则受血者会对输入的血产生严重的速发型排斥反应，导致急性血管内溶血等症状。临床上采用ABO同型输血，避免这种急性排斥反应产生，以保障输血安全。

（余　沁　蔡晓红）