Pretransfusion red blood cell immunology testing; the present and the future

(1)

Praca poglądowa/Review

Teraźniejszość i przyszłość w badaniach immunologii transfuzjologicznej krwinek czerwonych

Pretransfusion red blood cell immunology testing;

the present and the future

Bogumiła Michalewska *, Monika Pelc-Kłopotowska

ZakładImmunologiiHematologicznejiTransfuzjologicznej,InstytutHematologiiiTransfuzjologii,Warszawa,Polska actahaematologicapolonica 44(2013) 271–273

informacje o artykule

Historiaartykułu:

Otrzymano:31.05.2013 Zaakceptowano:02.07.2013 Dostępneonline:18.07.2013

Słowakluczowe:

grupykrwi

próbyzgodności

antygeny

alloprzeciwciała

rekombinowanebiałkagrupkrwi

Keywords:

Bloodgroups

Crossmatch

Antigen

Alloantibody

Recombinantbloodgroupproteins

abstract

Over100 years ago, shortlyafter thediscovery of the ABOblood groups (Landsteiner, 1901)serologicaltestingofbloodcompatibilitybetweenrecipientanddonorwereintro- duced to theregular practice. The scope ofpretransfusion testing expandedafter the discoveryoffurtherbloodgroups.ApartfromABOandRhDconformitybetweenrecipient and blood donor a signiﬁcant part of compatibilitytesting is the search for clinically relevantalloantibodies inrecipientplasmaanddetermination oftheirspeciﬁcityifthe patientistoreceiverelevantantigennegativeblood.Thesestudiesareperformedusing apanelofhumanredbloodcellsspeciallyselectedfor thispurpose. Theknowledgeof themolecularbasisofallDNApolymorphismsunderlyingthedifferentiationofredblood cellantigenallows topredict the blood groupphenotypeon thebasisofDNAtesting.

Thisknowledge may also beusedin the productionof recombinantproteins of blood group antigens. In the cell cultures of prokaryoticand eukaryotic organisms multiple groupantigenswith proteinstructurehave been obtained.In thefuturethey couldbe usedasreagents fortestsbasedon theinhibitionoftheactivityofantibodies tosolid phaseassayssuchasELISAtechniques,or protein-basedmicrochips.Promising results have alsobeen obtained usingthe recombinantproteins toidentify antibodies against highfrequencyantigens.Theincreasingtechnologicalcapabilitieswillallowinthefuture useofasinglerecombinantproteinsofbloodforasinglestepanddirectidentiﬁcationof antibodies,theintroductionofatestbasedonthetechniqueof‘‘oneantigenperwell’’.

Suchprocedurewouldsimplifyandacceleratethedeterminationofalloantibodyspeciﬁ- citywhichatthe momentis quitea time-consumingprocess. This wouldshorten the timeforcompatibilitytestingintherecipientinwhomalloantibodieswerefound.

*Adresdokorespondencji:ZakładImmunologiiHematologicznejiTransfuzjologicznej,ul.Chocimska5,00-796Warszawa,Polska.

Tel.:+48223496600wew.224.

Adresemail:bmichalewska@ihit.waw.pl(B.Michalewska).

ContentslistsavailableatSciVerseScienceDirect

Acta Haematologica Polonica

journalhomepage:www.elsevier.com/locate/achaem

http://dx.doi.org/10.1016/j.achaem.2013.07.003

(2)

Kilka lat po odkryciu grup krwi ABO przez Landsteinera w1901r.Ottenbergopisałwprowadzeniebadaniazgodności krwipolegającenaoznaczeniugrupyABOubiorcyiudawcy oraz na inkubacji surowicy biorcy z krwinkami dawcy wtemperaturze pokojowej[1]. Odczytwynikutestu polegał na obserwacji wystąpienia aglutynacji lub hemolizy, które odczytywano jako reakcje dodatnie, oznaczające niezgod- nośćkrwi. Odtegoczasupróby zgodnościbyłystalemody- ﬁkowane, rozszerzano zakres badań lub, przeciwnie, upra- szczano, eliminując zbyteczne postępowania, ale zasada zgodnościwukładzieABOzostałazachowana[2–4].

Wnastępnychlatachodkrywanonapowierzchnikrwinek czerwonych kolejne antygeny grupowe, których obecnie wykryto ponad 300, oraz poznawano kliniczne znaczenie alloprzeciwciał do nich skierowanych. Okazało się, że ubiorcówpomimoprzetoczeniakrwizgodnejwukładzieABO występowałypowikłaniahemolityczne,czasemnawetśmier- telne[5]. Zahemolizęodpowiedzialnebyły najczęściej prze- ciwciała z układów grupowych Rh, Kell, Kidd, Duffy, MNS, rzadziejzinnych układówgrupowych.Przeciwciałate, klasy IgG, mogły być wykazane w reakcji in vitro dopiero po opisaniutestuantyglobulinowegow1945r. iprzeprowadze- niubadańw378C[6].Jegozasadaopartanawprowadzeniudo reakcji przeciwciał skierowanych przeciw ludzkim globuli- nom,aszczególnieprzeciwIgG,pozwalanaujawnienietych znaczącychkliniczniealloprzeciwciałwpostaciaglutynatów.

Wykonywanie tego testu do poszukiwania przeciwciał IgG, nazywanych w serologii transfuzjologicznej,,przeciwciałami niekompletnymi’’,dotychczasniezostałozastąpioneżadnym innym testem. Ogromny postęp w technologii od tamtego czasu sprawił, że wykonanie testu antyglobulinowego jest dużo łatwiejsze, często zautomatyzowane, a jego czułość znacznie wyższa niż technika szkiełkowa, którą stosowano napoczątku.Doznanych nowoczesnychtechnik przeprowa- dzenia tego testu należą m.in: techniki mikrokolumnowe (zżelempoliakrylamidowymlubzminikulkamiszklanymi), technika capture na mikropłytkach z antygenami krwinek unieruchomionymiw podłożustałym czy technika z wyko- rzystaniem uprzednio namagnetyzowanych krwinek. Więk- szośćznichjeststosowanarównieżwpracowniachimmuno- logii/serologiitransfuzjologicznejwnaszymkraju.

Obecnie w Polsce obowiązują przedprzetoczeniem krwi następujące badania, których zadaniem jest zapewnienie zgodności serologicznej między biorcąidawcąkrwi: okreś- leniegrupkrwi ABOiRhDubiorcyidawców, przeglądowe badanie(skrining)naobecnośćprzeciwciałodpornościowych w pośrednim teście antyglobulinowym (PTA) oraz próba krzyżowa (badanie surowicy biorcy z krwinkami dawcy) w PTA [7]. Skrining przeciwciał wykonuje się przy użyciu paneluludzkichkrwinekczerwonychspecjalniewtymcelu dobranych.

Wiele krajów, np. Stany Zjednoczone, Wielka Brytania, Francja,Niemcy,Hiszpaniadopuszczawykonywanieskróco- nej próby zgodności i eliminuje z badań próbę krzyżową, jeśli u pacjenta w obecnej próbce i w przeszłości nie wykrywano odpornościowych przeciwciał. Taki sposób postępowaniaokreślasięjakotypeandscreen.Należyjednak podkreślić,żewiększośćlaboratoriówwykonujepróbyzgod- nościwsystemachautomatycznych.Ryzyko,żeniezostaną wykryte przeciwciała do antygenów występujących na

krwinkach przetoczonych, a których brak na krwinkach użytych doskriningu jestbardzo małe,ok. 0,06%. Oceniono również,żeprzeciwciałaterzadkomająznaczeniekliniczne [8–10].

Dalszym udoskonaleniem postępowania w badaniach przedtransfuzyjnychdlapacjentówbeznieregularnychprze- ciwciał jest wprowadzenie w 90. latach ubiegłego wieku komputerowejpróbyzgodności.Zabezpieczenieprzedwyda- niem niezgodnej krwi w ABO do przetoczeniazawartejest w oprogramowaniu komputera, w którym znajduje się historia oznaczeń ABO i RhD biorców i dawców. Próbka pacjentajestbadanatylkowkierunkuobecnościprzeciwciał i jeśli wynik jest ujemny, wówczas komputer wybiera krwinkiodpowiedniegodawcy[11–13].

W USA taką procedurę dopuszcza FDA (Food and Drug Administration), jednaknapoczątkuXXIwieku <20%labora- toriów dużych szpitali wprowadziło komputerową próbę zgodności, ponieważ wymaga ona bardzo rozszerzonego, ściśleokreślonegoprocesuwalidacji[14].

SpośródkrajówEuropymodelkomputerowejpróbyzgod- ności został zaakceptowany i zastosowany głównie w kra- jachskandynawskich,aszczególniewSzwecji.

Dla około 1–3% biorców krwi wymienione procedury skróconej próby zgodności nie mogą być zastosowane z powodu obecności alloprzeciwciał lub autoprzeciwciał w osoczu.Wprzypadkuichwykryciakoniecznejestustale- nie swoistości alloprzeciwciał, aby chory otrzymał krew niezwierającą niezgodnegoantygenu. Dla tejgrupy pacjen- tów, a szczególnie jeśli alloprzeciwciała są skierowane do kilku antygenów (przeciwciała wieloswoiste) lub do anty- genuwystępującegozwysokączęstością(>99%),tzw.anty- genu powszechnego, rozważane jest lub już wprowadzono genotypowanie dawców. Użycie tej metody jest podykto- wanebrakiemlub ograniczonądostępnościąserologicznych odczynników do fenotypowania dawców, głównie antyge- nów powszechnych, ponieważ są to najczęściej surowice pozyskiwane odzimmunizowanych pacjentów(kobietzim- munizowanychciążąlubodosób,które wytworzyłytentyp przeciwciałpotransfuzji).

Transfusion Medicineand Hemotherapy przedstawiło opinie kilkuośrodkówwzwiązkuzpytaniem:,,czygenotypowanie zastąpi serologię w rutynowych badaniach grup krwi w przyszłości?’’ Między innymi Van der Schoot z Holandii wypowiedziałasięza genotypowym określaniem zgodności między biorcą i dawcą krwi, zastrzegając jednak, że aby uniknąć ciężkich hemolitycznych powikłań oznaczanie grupy ABOpowinno być wykonywanemetodąserologiczną ze względu na złożoność genów i ryzyko nierozpoznania u pacjentówalleli null wtym układzie.Wszyscyuczestnicy byli zgodni, że genotypowanie na pewno będzie bardzo przydatne w typowaniu dawców na obecność antygenów powszechnych,w celuposzerzeniabazydawcówzrzadkim fenotypem[15–18].

Grupynaukowcówprowadząrównieżpracenadzastoso- waniem metod biologii molekularnej do praktyki badań przedtransfuzyjnych na poziomie rekombinowanych białek antygenów[19,20].

Ichzastosowaniedowykrywaniaiidentyﬁkowaniaprze- ciwciałzastąpiłobyużywaniew tym celuludzkichkrwinek.

Wiele białekgrupkrwiotrzymanojużtąmetodąwhodowli acta haematologicapolonica 44 (2013) 271–273

272

(3)

komórek organizmów prokariotycznych i eukariotycznych.

Rekombinowaneantygenymogąbyć wykorzystanew przy- szłościjako odczynniki dotestów opartych nahamowaniu aktywności przeciwciał, do testów w fazie stałej, jak np.

ELISA, lub w technikachopartych na mikrochipachbiałko- wych.Trwająpracenadwprowadzeniemtestudowykrywa- niaalloprzeciwciałz zastosowaniem czerwonych polistyre- nowych kulek opłaszczonych rekombinowanymi białkami grupkrwi. Obiecującewynikiz zastosowaniemrekombino- wanychbiałekgrupkrwiotrzymanorównieżdoidentyﬁko- wania przeciwciał skierowanych do antygenów powszechnych. Coraz większe możliwości technologiczne pozwolą w przyszłości na użycie pojedynczych rekombinowanych białek grup krwi do tzw. jednostopniowej identyﬁkacji przeciwciał,czyliwprowadzeniatestu opartego natechnice ,,jeden dołek – jeden antygen’’. Procedura taka znacznie uprości i przyspieszy proces ustalania swoistości alloprze- ciwciał, który na razie jest bardzo czasochłonny, a tym samym skróci czas wykonania próby zgodności u biorcy, uktóregowykrytoalloprzeciwciała.Badaczecizapowiadają koniec epoki aglutynacjijako ,,złotego standardu’’w bada- niuantygenówiprzeciwciał,któratrwaodponad100lat.

Wkład autorów/Authors' contributions

Wedługkolejności.

Konﬂikt interesu/Conﬂict of interest

Niewystępuje.

Finansowanie/Financial support

Niewystępuje.

Etyka/Ethics

Treści przedstawione w artykule są zgodne z zasadami DeklaracjiHelsińskiej,dyrektywamiEUorazujednoliconymi wymaganiamidlaczasopismbiomedycznych.

pi smiennictwo/references

[1] OttenbergR.Transfusionandarteriaanastomosis.Ann Surg1908;47:486.

[2] ObermanHA.Thecrossmatch.Abriefhistorical perspective.Transfusion1981;21:645–651.

[3] ObermanHA.Thepresentandfuturecrossmatch.

Transfusion1992;32:794–796.

[4] BeckML,TilzerLL.Redcellcompatibilitytesting:

Aperspectiveforthefuture.TransfusionMedicineReviews 1996;10:118–130.

[5] DeGowinEl,BaldridgeCW.Fatalanuriafollowingblood transfusion.Inadequacyofpresenttestsforcompatibility.

AmJMedSci1934;188:555.

[6] CoombsRRA,MourantAE,RaceRR.Anewtestforthe detectionofweakand‘‘incomplete’’Rhagglutinins.BrJExp Pathol1945;26:255.

[7] ŁętowskaM,red.Medycznezasadypobieraniakrwi, oddzielaniajejskładnikówiwydawania,obowiązujące wjednostkachorganizacyjnychpublicznejsłużbykrwi.

WydanieII.Warszawa:InstytutHematologiiI Transfuzjologii;2011.

[8] ObermanHA,BarnesBA,FriedmanBA.Theriskof abbreviatingthemajorcrossmatchinurgentormassive transfusion.Transfusion1978;18:137–141.

[9] WalkerRH.Isacrossmatchusingtheindirectantiglobulin testnecessaryforpatientswithanegativeantibody screen. W:PoleskyHF,WalkerRH,reds.Safetyin TransfusionPractices.Skokie,IL:CollegeofAmerican Pathologists;1982.

[10] GarratyG.Howconcernedshouldwebeaboutmissing antibodiestolowincidenceantigens?Transfusion2003;43:

844–847.

[11] ChapmanJF,MilkinsC,VoakD.Thecomputercrossmatch:

asafealternativetotheserologicalcrossmatch.Transfus Med2000;10:251–256.

[12] JuddWJ.Commentary:testingforunexpectedredcell antibodies-twoorthreereagentredcellsamples?

Immunohematology1997;13:90–93.

[13] BrooksJP,FletcherCH.ABOrecheckingshouldbe performedinthesameinstitutionascomputercrossmatch.

Transfusion2013;53:465–466.

[14] FDA.Guidanceforindustry:‘‘ComputerCrossmatch’’.

(computerizedanalysisofthecompatibilitybetweenthe donor'scelltypeandtherecipient'sserumorplasmatype).

[15] WagnerFF.WillGenotypingReplaceSerologyinFuture RoutineBloodGrouping?Opinion1. TransfusMed Hemother2009;36:226–227.

[16] HustinxH,FontanaS,GowlandP.NiederhauserCWill GenotypingReplaceSerologyinFutureRoutineBlood Grouping?Opinion2. TransfusMedHemother2009;36:

228–229.

[17] StorryJR,OlssonML.WillGenotypingReplaceSerologyin FutureRoutineBloodGrouping?Opinion4. TransfusMed Hemother2009;36:232–233.

[18] VanderSchootCE,VeldhuisenB,DeHaasM.Will GenotypingReplaceSerologyinFutureRoutineBlood Grouping?Opinion5. TransfusMedHemother2009;36:

234–235.

[19] SeltsamA,GrügerD,BlasczykR.Prokaryoticversus eukaryoticrecombinantLutheranbloodgroupproteinfor antibodyidentiﬁcation.Transfusion2007;47:

1630–1636.

[20] SeltsamA,BlasczykR.Recombinantbloodgroupproteins foruseinantibodyscreeningandidentiﬁcationtests.Curr OpinHematol2009;16:473–479.

acta haematologicapolonica 44 (2013)271–273