Kidd血型系统概述
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Kidd血型系统简介
Kidd血型抗原也称为JK抗原,基因位点在18号染色体,其编码基因为JK(SLC14A1,溶质运载蛋白家族14成员1),有11个外显子,编码翻译产物是Kidd糖蛋白,或称尿素转运蛋白(UT-B),蛋白由389个氨基酸组成。JK抗原糖蛋白是UT-B,是尿素运转的重要通道。UT-B参与肾单位的尿液浓缩和平衡,具有对尿素的代谢排出体外作用。在基因突变后的表达为JK(a-b-)表型时,导致JK抗原糖蛋白无UT-B功能,使肾重吸收功能和尿素排出功能障碍,造成尿毒症。JK(a-b-)表型红细胞,可耐受2M尿素溶液30分钟不被破坏。抗-JKa抗体能引起严重和致命的速发型溶血反应,也能引发迟发型溶血反应,会导致少尿、肾功能衰竭等严重后果。
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Kidd血型抗原及基因
Kidd血型抗原名称取自先证者美国人kidd女士,1951年Allen在一名叫Kidd的美国妇女血浆中发现了抗-JKa,这位孕妇在分娩第6个孩子时发生了溶血病,从而发现了JK抗原。1953年Plaut在一位输血后发生了溶血的病人血浆中发现了JKb抗体,1959年在一位JK(a-b-)病人血样中确认了第3个Kidd系统抗原JK3。1982年Heaton等人发现了JK(a-b-)红细胞具有抵抗2M尿素溶解的能力,揭示了Kidd糖蛋白的尿素转运功能。目前,国际输血协会(ISBT)确认该系统有3个抗原,确认抗原的系统名为JK,系统编号是009(http://www.isbtweb.org)。JK抗原的基因位点在18号染色体长臂1区1带(18q12.3),基因号6563,基因库注册号NCBI:NG_011775.3,基因名JK(SLC14A1),由11个外显子组成。11个外显子长3917bp,基因产物是Kidd糖蛋白,或称尿素转运蛋白(UT-B)。JKa/JKb基因是共显性等位基因,JKa/JKb抗原基因表达在Kidd糖蛋白膜外第4环上280位,ASP280ASn置换,是外显子9的G838A翻译编码。Ka/JKb基因有多态性,多态性表达在各人群中的突变不同,发生的外显子有4、5、7、8、9、10和内含子5、7。JK3抗原的表达依赖于JKa/JKb抗原的存在,JK(a-b-)缺少JK3这个高频抗原。JK基因纯合子、复合杂合子导致JK抗原弱表达,常见的弱表达都是单核苷酸突变导致的氨基酸改变,已报道的弱基因多发现于外显子4、5、7、8。
03
Kidd血型分子生物学与临床
Kidd血型抗原基因编码产物是Kidd糖蛋白,简称JK糖蛋白,也称为“尿素转运蛋白B(UT-B)”,是人体一种重要的膜转运蛋白。UT-B蛋白由389个氨基酸组成,分子量在46-60 KD。JK抗原糖蛋白10次穿膜,在膜外留下5个环,肽链的N端和C端都留在膜内。所有的JK抗原都表达在膜外环上,JKa/JKb表达在膜外第4环的280位。JK抗原糖蛋白是N-糖基化糖蛋白,膜外部分有2个N-糖基化位点,有10个半胱氨酸残基,没有O-糖化位点。
JK抗原糖蛋白不仅表达在红细胞上,还广泛表达在肾髓质直小血管上皮细胞、各脏器上皮细胞。表达在肾髓细胞上的JK抗原糖蛋白是尿素运转的重要通道,因此也被称为尿素转运蛋白B(UT-B)。“尿素转运蛋白”是一组重要的尿素运输蛋白,目前已经发现的有三类UT-A、UT-B、UT-C,UT-B主要存在于红细胞膜上,分为UT-B1、UT-B2两个亚类。UT-B参与肾单位的尿液浓缩和平衡,肾髓质在高渗环境中,UT-B具有对水的重吸收和对尿素的代谢排出体外,具有防止尿素被再吸收的阻止作用。在基因突变后使JK抗原糖蛋白缺陷,或表达为JK(a-b-)表型时,都表达为JK抗原糖蛋白无UT-B功能,使肾重吸收功能和尿素排出功能障碍,造成尿毒症。
JK(a-b-)表型红细胞,可耐受2M尿素溶液30分钟不破坏,而非JK(a-b-)表型红细胞在2M尿素溶液中5分钟即溶解、破溃,JK(a-b-)表型有JK糖蛋白表达的个体,可能只有部分弱UT-B功能,其尿素转运能力比正常表达的细胞要慢1000倍。此外,JK抗原糖蛋白还参与H2O、CL-和其它阴离子的渗透和扩散,这种阴离子转运能力是一种“自由扩散”,而非转运蛋白功能,即使是在JK(a-b-)表型时,也有一定的阴离子“转运”功能。JK抗原缺乏,还与许多疾病相关,如I型糖尿病、慢性肾病、膀胱肿瘤、冠心病等,JK(a-b-)表型发生冠心病比JK(a+b+)的个体要高5倍。
04
Kidd血型血液免疫学
目前ISBT确认的JK抗原有JKa、JKb,高频抗原JK3。JKa、JKb只表达在红细胞膜上,而其它血细胞如淋巴细胞、单核细胞、粒细胞、血小板、组织细胞均不表达。JK抗原在红细胞膜上的表达,最早在胎儿的7-11周即有表达,JK抗原免疫原性不强,一般正常红细胞膜上有约14000个抗原,JK抗原很难确定遗传学的亲代和子代关系,所以不能用于司法、胎儿血型的鉴定。另有报导,JK抗原的表型,可从JK(a+b-)转变为JK(a-b-),又转回到JK(a+b-),可能与红细胞免疫机制及与疾病进程有关。
抗-JK抗体都具有低免疫原性,在实验中都存在反应性不强,易漏检问题。IgM类抗-JK,需要有Ca2+存在才反应,而IgG类不结合补体,Ca2+的存在只参与补体激活过程,并不参加抗原抗体反应,有补体参与的检测抗-JK试验,会增加检出阳性率,如单核细胞单层实验(MMA)加入补体后,可增加反应阳性率。在实验中,检测抗-JKa最好用JK(a+b-)红细胞,抗-JKb用JK(a-b+)红细胞,而JK(a+b+)红细胞对检测抗-JKa、抗-JKb效果都不好,这可能与不同表型时红细胞膜膜上抗原数量有关,也可能与纯合子效应有关。纯合子的JK(a+b-)与抗-JKa反应要强于杂合子JK(a+b+)反应,此外,抗-JK的反应还受到抗原抗体反应后的三维结构影响。有报导抗-JKa自身抗体是由于药物引起的,如甲基多巴、氯磺丙脲引起的抗-JKa,停药后抗体逐渐消失,但这种自身性抗-JK病人表型都是JK(a+b+),而自身性抗-JKa,只与JK(a+b+)反应,并不与自身红细胞反应,据认为这是三维结构影响的结果。这些药物并不中和抗体,而是药物-抗体复合物会优先结合到膜抗原上,并改变了膜抗原的构象。假苯环类药物都有一个类似尿素样结构,假苯环可与抗原-抗体结合位点中芳香族氨基酸反应,使抗原结构发生可逆性改变,改变后的抗原可被自身抗体识别。
上述内容来源:
李树中,李凌波主编.血型概论[M].上海:上海科技出版社,2021.