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ABO血型的疾病易感性

 医学abeycd 2022-10-27 发布于湖北

自从ABO血型被发现以来,就一直存在着对血型在传染病中潜在作用的持续关注。近期,有流行病学调查研究表明ABO血型与冠状病毒的感染存在着部分未经广泛证实的相关性,冠状病毒感染与人ABO血型的关系也引起了广泛的关注和探讨,这种结论背后所预示的可能性还是值得临床与输血工作者深入研究与发掘的。

人类血型具有深刻的生物学功能和意义,如已明确一些血型抗原与细胞膜离子迁移、一些致病微生物受体等有关。很多事实也明确提示,人类血型遗传多态型—血型抗原抗体是人类自然免疫防御机制之一。血型也是流行病学研究的目标之一,因为人类血型是已知在个体和群体中呈多态性表达的由基因决定的性状。许多血型是毒素、寄生虫和细菌的受体,它们可以促进细菌的入侵或逃避宿主清除机制的清除。血型也可以作为伪装的受体,阻止细菌病毒等与目标组织结合。并且,细菌等能刺激人体产生针对血型抗原的抗体,如ABO血型。事实上,人ABO血型抗体可以认为是先天免疫系统的一部分,是没有明确的抗原刺激(如妊娠、输血等)在人血清中就存在的抗体。这一类人体内自然发生的抗体被认为是人在生活中接触组织血型抗原结构模拟分子,即自然界广泛存在的与组织血型抗原结构相似的糖类物质所产生的,如人肠道细菌和所食植物中含有ABH物质,刺激人体产生并维持该类抗体水平。一个有趣的现象是欧洲ABO血型的分布与中世纪鼠疫的流行密切相关,在流行区域A血型人密度远远高于O血型人。对此有观点认为人类ABO及其它血型的多态性是在环境和病原体介导下的进化选择的结果,ABO血型与疾病之间存在着某些必然的联系。

人类红细胞血型中,以糖分子为抗原表位的主要有ABO、Hh、Lewis、P1PK、Ii血型等,它们的结构存在相关性,它们不仅分布在人红细胞和其它血细胞表面,而且更广泛地分布于人体内除中枢神经细胞外的各种组织细胞、体液、分泌液中,因此又称该类血型为组织血型。而以多肽为抗原表位,抗原分子为蛋白、糖蛋白或脂蛋白的为RH、MNS、Kell、Kidd血型等,这些血型抗原绝大多数只分布在人体内红细胞或同时分布在骨髓造血干细胞来源的血细胞膜上,因此又称之为器官血型。人ABO等组织血型与某些疾病具有相关性,如抗原分泌型的妇女较之非抗原分泌型的妇女泌尿道感染发病率要低的多。此外,人组织血型抗原有些是肿瘤标志。而器官血型,如RH血型等与感染性疾病及肿瘤关系则很少见。 ABO血型和疾病的关系与ABO表型、分泌型等有关,表现在对一些病原微生物的易感性,一些细菌容易感染A型人,而大多数病毒感染一般和O型人相关;纯合子BB型人血浆中高水平的血管性血友病因子(vWF)是导致急性心肌梗死的高危因素,O型人较低的vWF则能降低发病风险;A 血型物质和A 型红细胞可能含有与肿瘤糖类抗原部分相同或近似的半抗原结构,发现一部分肿瘤可能与A型人相关;以及自身免疫性疾病和出血性疾病与O型人相关等。ABO血型在不同人群中分布及与部分疾病感染可能的相关性如下。

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1.人ABO抗体对细菌的防御

鉴于人肠道细菌中含有ABH物质,刺激人体产生抗体并维持该类抗体水平,可推测人自然产生的ABO抗体是宿主先天性防御细菌感染的一部分。从儿童时期开始,始终是环境中的A和B物质免疫的结果。Springer等发现,鸡在孵出后几个月内,正常地出现针对人B细胞的抗体,但是如果将鸡放在无菌环境饲养,却不出现抗人B型红细胞抗体。有意思的是,这种现象也可以在人类身上观察到,婴儿服用死的细菌(大肠杆菌O86)能刺激增加抗-B抗体活性。取食大肠杆菌O86给O组和A组志愿者,均刺激增强了抗-B的滴度。相似地,据报道进行肠道手术的病人抗-A、抗-B滴度上升了8~32倍,推测是手术时对细菌暴露的反应。近年来,有报道服用益生菌等保健品的人体内抗-B抗体的滴度也非常高,是因为其中的混合菌株含有B物质活性。但值得注意的是,目前在西方由于饮食的加工,“巴氏灭菌”食品已经导致ABO抗体平均滴度的显著下降。在动物研究表明,自然发生的IgM抗体对预防术后盲肠结扎脓毒症模型的死亡至关重要。这是假设IgM抗体结合并固定补体可促进对细菌的吞噬作用。一组具有B抗原活性的O86大肠杆菌菌株的体外研究显示,人类的多克隆抗-B,导致了中性粒细胞吞噬细菌的水平呈10倍的增加(10.9 vs 1.19个细菌/每个细胞)。其中有较早的前瞻性研究比较了944例儿童患者ABO血型及微生物感染结果,报告显示B型和AB型的患者更有可能感染肠道微生物,包括大肠杆菌感染风险增加55% (P=0.009)和沙门氏菌感染风险增加131%(P=0.007)。之后有回顾性研究分析了23135名住院患者大肠杆菌导致的脓毒症发病率在ABO血型的分布,发现B型组和AB型组感染大肠杆菌的风险要高出60%(相对风险=1.6;P=0.01)。

2.霍乱弧菌

最早提出ABO血型和霍乱之间存在联系的研究,是世界卫生组织的Barua和Paguio于1977年报告了一组在菲律宾马尼拉市圣拉扎罗医院接受霍乱治疗的病人。在霍乱患者当中,呈现腹泻等严重症状的,在O型有较高的百分比(77%对45%)和A型有较低的比例(14%对26%)。为测试这些结果是否可以在一个被控制的实验中再现,Setting、Levine等人让66名人类志愿者感染了这种霍乱弧菌病毒,虽然大多数患者(55/66;83%)有腹泻史,但O型发展成严重的霍乱为非O型组的两倍(O型个体的比例为64% vs 非O型个体的比例为36%)。而A型表型也有显著性降低霍乱疫苗效力的报道。2011年孟加拉国的一项研究也报告了类似的分布,在健康对照组中O:A:B:AB血型分别为28%、23%、38%和11%;在患者中分别为43%、19%、34%、4%,在无症状接触者中分别是47% 、18% 、27%、和8%。随着霍乱毒素(CTx)的分离,大多数研究已经重点放在ABO在毒素结合中的潜在作用。基于一些研究发现,Mandal等人提出了一个新的理论,即在ABO血型中,AB抗原表位被捕获并浓缩霍乱毒素,毒素与A/B抗原结合而中和,从而导致对A型、B型个体的保护作用。

3.幽门螺旋杆菌

幽门螺旋杆菌是一种有鞭毛的革兰氏阴性杆菌,在某些人群中感染率达到80%至90%。感染通过口-口和口-粪传播,大多数人在童年早期就被感染。尽管由于诊断和治疗,感染率正在下降。但据估计,全世界有约50%的人口受到感染。幽门螺旋杆菌感染胃上皮细胞,是引起慢性胃炎和十二指肠溃疡的原因之一。在1993年,文献报道Leb抗原(Lewis血型系统)介导幽门螺旋杆菌与胃肠道的黏膜细胞结合。细菌结合到胃肠黏膜细胞的现象,可以由加入Leb活性的可溶性糖蛋白和加入Leb特异性的单克隆抗体所阻断,胃的黏膜细胞表达的Leb能够结合幽门螺旋杆菌的P466,而缺少Leb的细胞却不能结合。I型H抗原也介导幽门螺旋杆菌吸附,但是程度较弱。早期的研究发现,有十二指肠溃疡的患者O型人更多。因为Lea、ALeb和BLeb不结合细菌,由此可以解释O型人胃和十二指肠溃疡发病高的原因。但是还不十分清楚非分泌型与胃和十二指肠溃疡的关系,如果黏膜中的Leb与Lea与黏合素竞争性结合更为有效,这就可以减少细菌形成克隆的密度。分泌型的人细菌在黏膜上生成的克隆数量少,这可以解释非分泌型人溃疡发病率有增高的趋势。在大多数的幽门螺旋杆菌菌株的脂多糖菌体抗原,即O抗原表达唾液酸化Lex、LeY以及I型H、Lea、Leb抗原性。

4.铜绿假单胞菌

原称绿脓杆菌。在自然界分布广泛,为土壤中存在的最常见的细菌之一,在各种水、空气、正常人的皮肤、呼吸道和肠道等都有存在。其是革兰氏阴性需杆菌,当机体免疫功能受损或缺陷时,可引起严重的甚至是致死性的感染。铜绿假单胞菌最常见于医院内环境之中,在长期住院病人中很常见。这种生物有多种毒性因子包括凝集素型粘连素、黏液样物质多糖、蛋白酶、外毒素A等。病人感染铜绿假单胞菌的风险包括创伤的病人、导尿、机械通气、免疫功能不全的病人以及囊性纤维化患者。据估计80%的囊性纤维化患者都感染了铜绿假单胞菌。铜绿假单胞菌具有两种相关的钙依赖性凝集黏附素:PA-IL和PA-IIL。PA-IL和PA-IIL分别是由12.7 kDa和11.7 kDa的单个亚基组成的四聚体蛋白。这两种黏附素都能凝集人类红细胞,有血型特异性。PA-IL是一种半乳糖特异性凝集素,可以凝集所有ABO血型的红细胞,包括孟买型红细胞(Oh)。然而,PA-IL对B型、Pk型和P1型红细胞表现出稍强的凝集作用。Steuer 等人发现,感染铜绿假单胞菌的弥漫性中耳炎患者大多数是A和AB血型(87%),而O型只有13%(P<0.001;n=154),而无B型患者感染铜绿假单胞菌情况。上皮细胞外耳道表达ABH抗原,能识别铜绿假单胞菌。而PA-IL和PA-IIL识别表位有所不同,推测与中耳炎相关的铜绿假单胞菌可表达额外的能识别A型抗原表位的凝集素。

5.链球菌

链球菌是一种主要的致病菌,B族链球菌可引起皮肤感染、心内膜炎、产后感染、新生儿败血症和新生儿脑膜炎。在一项回顾性观察研究中,Regan等发现B血型母亲和婴儿患B族链球菌的几率增加,在1062例母亲中B族链球菌培养阳性率为11%,当按ABO血型调查B族链球菌的感染率时发现B 型母亲分娩的新生儿患B族链球菌导致的疾病的概率是其他血型孕妇的两倍以上,推测是由于B族链球菌的类B 抗原使其更易侵犯体内缺乏抗-B 的B 型围产期孕妇,或者是B族链球菌有针对B 抗原的受体,还有假设B族链球菌的突变使之对B 血型人群的亲和力上升。而同样有类B 抗原的前述大肠杆菌在B血型和AB血型人群中的感染率偏高,其原因可能也是由于B/AB血型人血浆中没有抗-B,因此对有类B 抗原的病原体缺乏免疫力。相比之下,在美国俄亥俄州的包括50%的非洲裔美国人的一项病例对照研究中,没有发现任何相关性。但另一项在148 名埃及病人中开展的有关细菌感染和ABO血型关系的研究中显示,B 血型人占患者人数的46%。

6.诺如病毒

又称诺瓦克病毒,是人类杯状病毒科中诺如病毒属的原型代表株。它是一组形态相似、抗原性略有不同的病毒颗粒。诺如病毒感染性腹泻在全世界范围内均有流行,全年均可发生感染,感染对象主要是成人和学龄儿童,寒冷季节呈现高发。美国每年在所有的非细菌性腹泻暴发中,60-90%是由诺如病毒引起。荷兰、英国、日本、澳大利亚等发达国家也都有类似结果。在中国5岁以下腹泻儿童中,诺如病毒检出率为15%左右,血清抗体水平调查表明中国人群中诺如病毒的感染亦十分普遍。 在流行病学研究中,发现诺如病毒导致了96%的非细菌性胃肠疾病、50%~67%的食源性疾病,流行病学研究常常可以确定疾病的家族聚集性暴发,暗示着可能存在着宿主基因的因素。在人体样本中,病毒与O型和A型分泌型人的唾液结合,但不与非分泌型人或B型人的唾液结合。在瑞典的三次疫情中,29%的非分泌型人无症状,在那些有症状的人中,没有一个是非分泌型的(se/se),51%为杂合子(Se/se),49%为纯合子(Se/Se)。然而,最近的研究表明非分泌型人的器官不能对病毒感染免疫。该病毒还会与Le(b+)的胃肠道病人活检标本结合,至少有五项研究表明了分泌型在宿主易感性中的作用。在尼加拉瓜的研究显示,O型分泌型人更有可能出现感染性症状,特别是对于病毒G1株。同样,感染G1株的非洲儿童O型分泌型人占绝大多数(86%;P=0.02)。另外,在诺如病毒引起的婴幼儿腹泻中,分泌型母乳中丰富的Leb低聚糖可能起到保护作用。

7.疟疾

疟原虫有四种,但最严重的是恶性疟原虫,死亡病例占50%~80%,而间日疟原虫占40%。血型中与之最相关的是人类Duffy血型系统,间日疟原虫裂殖子表面具有Duffy结合蛋白,可与Duffy抗原/趋化因子受体(DARC)结合,然后随之侵入红细胞,而Fy(a-b-)表型红细胞,由于缺少DARC,不受疟原虫感染。在非洲,特别是西部非洲,由于Fy(a-b-)的人不感染间日疟疾,而Fya和/或Fyb的人感染该病,死亡率高。天长日久,由于自然选择的结果,使非洲大部分人是Fy(a-b-)表型。在ABO血型,O型个体受疟疾影响较轻,而A和B型血的人有更高的风险发生疟疾性贫血(OR,1.18)。用特定的含疟原虫的培养基感染的红细胞会和其他感染的红细胞及未感染的红细胞形成玫瑰花环,如人类Knops血型系统基因产物补体受体CR1,低表达CR1的感染红细胞和未感染红细胞不形成玫瑰花环,说明疟疾的发病与Knops血型系统抗原数量的表达也具有相关性。而ABO系统中,受感染的表达A 抗原和B抗原的红细胞,与未感染的红细胞形成大的花环;与A抗原结合的红细胞形态相比,红细胞表面只有H抗原会形成更小更弱的花环。

8.HIV

ABO血型抗原除表达在红细胞表面以外,还以可溶性血型物质的形式存在于大部分人的唾液或其他形式的分泌液中。产生可溶性血型物质的能力由19号染色体长臂的Se基因(即FUT2基因)决定。多数人基因型为SeSe或Sese,表现为ABH抗原的分秘型,可产生大量可溶性血型物质。FUT2基因无义突变(428G>A)产生的隐性基因的纯合子sese在人群中占20%,表现为非分泌型,其特点是分泌液和黏膜表面缺乏正常含量的可溶性ABH血型物质。虽然非分泌型均表现为FUT2编码的岩藻糖转移酶的失活,但导致酶失活的FUT2基因结构在不同人群中具有多态性。研究表明,HIV-I感染的进展程度依赖于病毒本身和宿主的各种遗传因素,并且非分泌型个体具有较低的HIV感染风险。2006年在瑞典的一项研究发现,HIV-I感染的进展缓慢与FUT2基因无义突变(428G>A)有较强的关联性。具有ABH血型活性的N-聚糖(例如LeY)可以作为中和抗体的靶点。1990年Hansen等人最先报道了这种具血型活性的抗体中和艾滋病毒的能力。这些研究人员研究了20种针对不同表位的碳水化合物抗体对HIV感染的MT4细胞的抑制作用,结果发现针对A型和LeY型的抗体对抑制HIV感染有剂量依赖性,抑制80%的病毒在微摩尔浓度(0.32至1.16μg/50%感染剂量[ID50])。同样的,HIV病毒在已知ABO型的人类淋巴细胞中传代可以通过适当的ABO特异性单克隆抗体来中和。另外,巴西的一项回顾性研究报道,对271,000名巴西献血者进行了16年的研究,B型献血者中HIV病毒感染率略高,在389名HIV+ 献血者(0.01%)中筛查发现14%是B型的人,这个比例比一般人稍高一些(9%;OR,1.5[95% CI,1.13-2] )。

9.流感和副流感病毒

流感病毒是一种包膜的单链RNA正粘液病毒,流感是一种高度传染性的上呼吸道疾病,引起发烧、喉咙痛、咳嗽、肌痛、头痛的呼吸道感染和疲劳。严重感染可并发原发性感染、病毒性或继发性细菌性肺炎、心肌炎、脑炎、雷氏综合症和格林-巴利综合症。人流感主要是甲型流感病毒和乙型流感病毒引起的,甲型流感病毒经常发生抗原变异,可以进一步分为H1N1、H3N2、H5N1、H7N9等亚型。甲型流感病毒菌株是造成大多数大流行暴发的原因,包括1918年西班牙流感和2009年H5N1病毒爆发。流行病学对大规模疫情的研究表明,严重感染往往是家庭群体性的,虽然这可能归因于常见的社会环境条件,但发生的家庭成员被时间和空间分隔的案例可能暗示着遗传因素的存在。在2009年大流行之后,世界卫生组织组织了一项系统的包括ABO血型在内的文献回顾活动,以确定流感潜在的宿主因素。在1962年至1977年间有13项关于宿主ABO血型与流感感染之间的相关性研究发表,很多研究都集中在可能的ABO抗体保护作用,所有被观察的研究几乎涉及了各种不同的流感病毒株和诊断感染标准(临床或血清学),根据不同的研究报告O、A、B血型对流感病毒感染具有不同的风险性,如1980年Aho等人对1977-1978年冬季流行的甲型H1N1流感进行了回顾性研究,发现其中O型血人的发病率最低(42%),AB型血发病率最高(59%),认为在抵抗H1N1流感中存在着部分ABO相关基因的影响因素。排除各项不同的干扰因素,有研究显示Se+个体是高风险因素,甲型和乙型流感病毒感染的患者中Leb(+)占86%,对照组为72%。

10.SARS和ABO血型

参见拙作《SARS-CoV与ABO血型相关性》(2020.02.18)

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           shankexing

                                                                                                                                          2020.03.31

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