任倩 李春苗 劉興莉
ABO血型系統(tǒng)是最重要且最復(fù)雜的血型系統(tǒng)之一,與臨床輸血、器官移植等存在緊密聯(lián)系。隨著分子生物學(xué)的發(fā)展,ABO血型及亞型的基因序列不斷被人們認識。目前已知的ABO亞型多由編碼區(qū)的基因變異引起,如6、7外顯子堿基突變、缺失、插入、替換等,均可影響A或B糖基轉(zhuǎn)移酶的活性,從而導(dǎo)致ABO表型的變化[1]。除外顯子外,內(nèi)含子、5'-和3'-非編碼區(qū)等也會影響轉(zhuǎn)錄效率[2]。因此,ABO基因序列變異的分析對準確報告ABO表型以及為臨床輸血提供有用的信息都至關(guān)重要。本研究通過血清學(xué)方法對家系成員ABO血型進行鑒定,然后通過聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)對ABO基因序列進行測定,研究其分子基礎(chǔ)并進行家系分析。
1 對象 先證者,女,5歲7月,因腺樣體肥大入院,輸血前檢查發(fā)現(xiàn)ABO血型正定型A抗原反應(yīng)正常、B抗原反應(yīng)弱,術(shù)前無輸血史,同時采集其父母血液樣本進行家系分析,家系成員均簽署了知情同意書。
2 試劑與儀器 抗-A、抗-B血型定型試劑(單克隆抗體)(批號20210913)購自上海血液生物醫(yī)藥有限公司,抗A1試劑(批號20211028)和抗A,B(批號20211208)均購自江蘇中濟萬泰生物醫(yī)藥有限公司,抗-H試劑(批號8000258203)購自荷蘭Sanquin公司,抗D(IgM)(批號20191811)、人ABO血型反定型用紅細胞試劑盒(批號20215309)購自上海血液生物醫(yī)藥有限公司,ABO正反定型血型卡(批號20210603)購自長春博迅生物技術(shù)有限公司,人類紅細胞ABO血型基因分型試劑盒(熒光PCR法)、全血DNA提取試劑盒均購自江蘇中濟萬泰生物醫(yī)藥有限公司。Hamilton全自動血型分析儀(型號Microlab Starlet IVD)購自長春博迅生物技術(shù)有限公司,熒光定量PCR儀(型號FQD-96A)購自杭州博日科技股份有限公司。
3 方法
3.1 血清學(xué)分型:抽取先證者及家長各2~3mL靜脈血,EDTA抗凝,采用經(jīng)典試管法進行正反定型。血清學(xué)血型分型方法和操作步驟參照《全國臨床檢驗操作規(guī)程》。
3.2 DNA提取與擴增:用全血DNA提取試劑盒(江蘇中濟萬泰生物醫(yī)藥有限公司)提取基因組DNA。PCR擴增目的基因,產(chǎn)物經(jīng)回收純化用于基因分型及序列測定。
3.3 熒光PCR法基因分型:用人類紅細胞ABO血型基因分型試劑盒(熒光PCR法)(江蘇中濟萬泰生物醫(yī)藥有限公司)進行基因分型。
3.4 序列測定:測序試劑盒購自江蘇中濟萬泰生物醫(yī)藥有限公司,對ABO基因第1-7外顯子和啟動子5'UTR區(qū)進行序列測定。ABO基因參考序
列為ABO*A1.01.01等位基因序列(GenBank:AJ536122)。引物序列見表1。
表1 PCR擴增引物序列
1 血清學(xué)定型結(jié)果 血型血清學(xué)結(jié)果見表2。正定型,先證者紅細胞與抗A發(fā)生強凝集(4+),與抗B發(fā)生混合凝集(MF),與抗A,B發(fā)生強凝集(4+),與抗H發(fā)生強凝集(3+W);反定型,先證者血清不與A細胞、B細胞凝集。其母親紅細胞與抗B發(fā)生強凝集(4+),與抗A,B發(fā)生強凝集(4+),與抗H發(fā)生強凝集(4+);反定型,血清與A細胞發(fā)生凝集(2+);血清中無不規(guī)則抗體的存在。先證者父親為正常的AB型血反應(yīng)格局。
表2 先證者及其家族成員ABO血型血清學(xué)結(jié)果
2 血型基因熒光分型 根據(jù)ABO基因分型結(jié)果,先證者熒光分型為A/B,先證者父親熒光分型為A/B,先證者母親熒光分型為B/O。熒光PCR分型結(jié)果見圖1。
圖1 先證者及其父母熒光分型結(jié)果
3 基因測序結(jié)果及變異分析 先證者基因型為ABO*A1.02/B311,先證者母親基因型為B311/ABO*O.01.01。DNA序列分析顯示,與ABO*B.01相比,B311存在啟動子5'UTR區(qū)-35到-18缺失(圖2);先證者的父親基因分型的測序結(jié)果顯示具有ABO*A1.02和ABO*B.01的堿基特征。先證者及其家族成員ABO基因克隆測序結(jié)果見表3。
表3 先證者及其家族成員ABO基因測序結(jié)果
4 家系分析 根據(jù)ABO血型基因第1-7外顯子及啟動子5'UTR區(qū)測序結(jié)果顯示,先證者基因型為ABO*A1.02/B311,先證者母親基因型為B311/ABO*O.01.01,先證者父親基因型為ABO*A1.02/ABO*B.01。(圖3)。
圖2 啟動子5'UTR區(qū)克隆測序結(jié)果
圖3 先證者及其家族成員家系分析
ABO血型系統(tǒng)與臨床輸血有著密切的聯(lián)系,血型鑒定的正確與否是臨床安全輸血的關(guān)鍵所在,實際工作中,經(jīng)常會遇到血型正反定型不符或者抗原、抗體減弱等情況,除年齡、疾病等因素外,多數(shù)為ABO基因變異導(dǎo)致的亞型或變異型。隨著分子生物學(xué)的發(fā)展,ABO血型及亞型的基因序列不斷為我們所認識[3]。本研究中先證者血型正定型A抗原反應(yīng)正常、B抗原反應(yīng)弱,為進一步確定患者血型及抗原減弱原因測定了ABO基因序列并進行了家系分析。
根據(jù)ABO血型血清學(xué)特征將A亞型分為A2、A3、Ax、Am、Ael、Aend、Ay等,Salmon依照A亞型的分類標準將B亞型分為B3、Bx、Bm、Bel、Bw[1]。WIENER等于1972年報道了首例非分泌B3,被認為是最稀少的一種B亞型[4],在中國漢族人中的比例約為1/900(B型),AB3型在中國漢族人中比例為1/1 800(AB型)[5]。目前NCBI中登記的B3亞型有16種[6],其中,B311亞型最早于2013年在中國上海發(fā)現(xiàn)[2],迄今共有4例AB311和5例B311報告[7-9]。B3亞型最主要的血清學(xué)表現(xiàn)是正定型抗B抗體呈現(xiàn)混合視野外觀(MF),抗H抗體呈現(xiàn)強凝集;反定型多數(shù)沒有抗B,僅少數(shù)存在冷反應(yīng)性抗B[10]。
本研究中先證者及其母親,試管法與抗H血清凝集分別為3+W、4+,呈現(xiàn)出與報道中B311亞型抗H強凝集相同的表現(xiàn)[9]。先證者基因測序結(jié)果為AB311,其紅細胞與抗A血清凝集為4+,與抗B血清呈混合凝集外觀;但其母親測序結(jié)果為B311,紅細胞與抗B血清為強凝集4+,與報道的B311抗B抗體呈現(xiàn)混合視野外觀的血清學(xué)表現(xiàn)(MF)描述不符[10]。 這可能與年齡和生長發(fā)育特點相關(guān),研究顯示,由于2型前體物質(zhì)不成熟,臍帶血紅細胞ABO抗原數(shù)量比成人低[11],新生兒紅細胞所帶的抗原數(shù)目只有成人的25%~50%,且抗原發(fā)育不成熟[12],隨著年齡增長,更多的A抗原或B抗原得以表達[13],2~4歲時表達水平與成人相同[11]。丹尼爾在《人類血型》[14]論著里提到,由于等位基因的競爭作用,兩種不同的糖基轉(zhuǎn)移酶會競爭共同受體物質(zhì),使得A2B細胞上的A抗原比A2細胞上的A抗原弱,A1B細胞上的A抗原比A1細胞上的A抗原弱,這可能是導(dǎo)致本研究中先證者與其母親雖同時具有B311等位基因,但血清學(xué)表現(xiàn)并不一致的原因。張韋等[15]的研究中指出,日常使用的單克隆抗體效價很高,增加了與細胞的反應(yīng)強度,使得部分凝集強度稍弱的亞型標本漏檢,而與人源血清反應(yīng)明顯減弱,本研究使用的血清抗體為單克隆抗體,也可能是引起母親血清學(xué)表現(xiàn)正常的原因。同時也提示我們,今后的工作中,對于疑難血型,應(yīng)增加人源血清學(xué)實驗,以提高亞型檢出率。
已知ABO亞型多由編碼區(qū)的基因突變引起,如發(fā)生在第6、7外顯子的堿基突變、替換、插入、缺失和雜交等位基因等,可能影響A或B糖基轉(zhuǎn)移酶的活性,進而引起ABO表型的變化[16]。除了外顯子的變化,第一個內(nèi)含子及5'-和3'-非編碼區(qū)的ABO基因的特異性調(diào)控元也被發(fā)現(xiàn)能影響轉(zhuǎn)錄效率,從而影響ABO基因產(chǎn)物,導(dǎo)致ABO亞型的產(chǎn)生[17-18]。本研究中B311亞型即發(fā)生在基因啟動子上游5'UTR區(qū),在該區(qū)域檢測出-35到-18堿基的缺失,與2013年上海報道的首例B311亞型堿基序列一致。研究證明,啟動子的突變可能會影響轉(zhuǎn)錄因子與啟動子的結(jié)合,從而影響啟動子的轉(zhuǎn)錄活性[19-20]。蔡曉紅等研究發(fā)現(xiàn),-35到-18堿基的缺失,導(dǎo)致了啟動子活性降低了50%以上,可能影響了RNA聚合酶Ⅱ或其他轉(zhuǎn)錄因子與啟動子結(jié)合的能力[9],從而導(dǎo)致了B311亞型紅細胞表面抗原的弱表達,與本研究先證者的血清學(xué)結(jié)果相符。
有研究提出,先心病等疾病可能會導(dǎo)致ABO血型抗原的弱表達[21]。為了探究先證者抗原表達弱是否與疾病相關(guān),我們對其父母ABO血型基因第1-7外顯子及啟動子5'UTR區(qū)進行了序列測定,通過家系分析發(fā)現(xiàn),先證者B311等位基因應(yīng)來自于其母親,其抗原表達弱可能與B311等位基因相關(guān),與本身所患腺樣體肥大可能沒有關(guān)系。
ABO亞型患者很難找到同型血液,一般輸注時紅細胞盡量選擇O型洗滌紅細胞,血漿或冷沉淀選擇AB型或亞型對應(yīng)的正常血型,血小板選擇亞型對應(yīng)的正常血型。由于B3型血漿中通常不含抗-B,輸血也可采用B型相容性輸血。因此,一般情況下為保證臨床用血安全可采用O型洗滌紅細胞;如若患者病情危重且無抗B抗體存在,也可考慮B型紅細胞。
利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突