Allgemeines zu Blutgruppen

Erythrozytenantigene Klinische Bedeutung Priv.-Doz. Dr. med. Franz Wagner Erythrozytenantigene Allgemeines zu Blutgruppen Was ist ein Blutgruppenantigen? Worin liegt die klinische Bedeutung von Blutgruppenantigenen? Spezifische Blutgruppensysteme und -antigene und ihre klinische Bedeutung AB0 Rhesus Weitere Blutgruppensysteme Graphik: Erythrocyte oxy.jpg, Wikimedia com Autor: Rogeriopfm Erythrozytenantigene Was ist ein Blutgruppenantigen? Worin liegt die klinische Bedeutung von Blutgruppenantigenen? Spezifische Blutgruppensysteme und -antigene und ihre klinische Bedeutung AB0 Rhesus Weitere Blutgruppensysteme 1

Was ist ein Blutgruppenantigen? Welche Blutgruppen kennen wir? Blutgruppe A Rhesus positiv Blutgruppe AB Kellfaktor Duffy-Blutgruppe Blutgruppe Bombay... Umgangssprachlich wird die Bezeichnung Blutgruppe für unterschiedliche Dinge benutzt Was ist ein Blutgruppenantigen? Was ist ein Blutgruppenantigen? Durch Antikörper erkennbare Struktur auf der Erythrozytenoberfläche Vererbte Eigenschaft Keine Blutgruppenantigene sind Sekundär erworbene Antigene T-Aktivierung, acquired B Nicht durch Antikörper detektierbare Polymorphismen Intrazelluläre Polymorphismen Ursachen der Blutgruppenantige Ein Protein der Erythrozytenoberfläche fehlt gelegentlich Erythrozyten mit Protein sind Antigen-positiv Beispiel: Rhesusfaktor D Unterschiedlichen Varianten eines Protein der Erythrozytenoberfläche Antigene = Unterschiede der Proteine Typischerweise antithetische Antigenpaare, z.b. Fy a und Fy b Ein Enzym, das in die Glykosylierung der Erythrozytenoberfläche eingreift, tritt in Varianten mit unterschiedlichen Aktivitäten (inaktiv/aktiv oder variable Substratspezifität) auf Antigene = Kohlenhydratstrukturen Beispiel: AB0-Antigene 2

Nomenklatur Nomenklaturkommission der ISBT Jedes Antigen hat eine Nummer Zuordnung der Antigene zu Blutgruppensystemen (demnächst 33) 1 Blutgruppensystem enthält 1 oder mehrere Antigene 1 Blutgruppensystem = 1 Genlokus Genetische Evidenz Nachweis des gleichen Proteins Auch eng gekoppelte Gene möglich Genetische Unabhängigkeit von bekannten Blutgruppensystemen muss nachgewiesen sein Kollektionen ( unfertige Blutgruppensysteme ) Listen (nicht zugeordnete, hoch oder niederfrequente Antigene) Nomenklatur Nomenklaturkommission der ISBT Jedes Antigen hat eine Nummer Zuordnung der Antigene zu Blutgruppensystemen (demnächst Zeit 32) 1 Blutgruppensystem enthält 1 oder mehrere Antigene 1 Blutgruppensystem = 1 Genlokus Genetische Evidenz Nachweis des gleichen Proteins Auch eng gekoppelte Gene möglich Genetische Unabhängigkeit von bekannten Blutgruppensystemen muss nachgewiesen sein Kollektionen ( unfertige Blutgruppensysteme ) Listen (nicht zugeordnete, hoch oder niederfrequente Antigene) Nomenklatur Von der ISBT-Nomenklatur nicht erfasst: Zielantigene von Kälteautoantikörpern (IH, Pr) Polyagglutinine (T, Tn) HLA-assoziierte Antigene (Bg a, Bg b...) Einige Blutgruppesystem-assoziierte Antigene mit unklarer/komplexer Ursache (Le: Le bl ) Andere derartige Antigene sind zu Kollektionen gruppiert: LKE, PX2 (P-assoziiert) GLOB-Kollektion M1 (M-assoziiertes Kohlenhydratantigen) Kollektion 213 3

Nomenklatur Antigenbezeichnungen Historisch: Einzelne Buchstaben, Groß- und Kleinbuchstabe unterschiedlich (A, B, C, c, D, E, e, K, k, M, N, S, s) Kurzzeichen des Blutgruppensystems mit hochgestelltem Allel (Fy a, Fy b, Jk a, Jk b, Le a, Le b ) Seltener weitere Variationen (A1, C w ) Aktuell: Kombinationen von Großbuchstaben (JAHK, FPTT, MARS) Zusätzlich eindeutige numerische Bezeichnung Phänotypbezeichnungen Rh: 1, 2, -3, 4, 5 Fy(a+b-) Kp(a+) Nomenklatur Typische Fehler Anti-Kell (richtig: Anti-K) Anti-A2 (richtig: Anti-H) D weak (richtig: weak D) C w, D w, E w sind eigenständige Antigene im Rh-System (Rh8, Rh23, Rh11), keine abgeschwächten Formen der Antigene C, D, E! Antikörper Alloantikörper Antikörper gegen ein Antigen, dass die Person nicht besitzt Autoantikörper Der Antikörperbildner besitzt selbst das Antigen Natürlicher Antikörper Der Antikörper wurde ohne Antigenkontakt gebildet (z.b. auf Grund von Kreuzreaktion) Oft: IgM, kältewirksam, geringe klinische Relevanz Isoagglutinin Obligat auftretender, starker natürlicher Antikörper (Anti-A bei Blutgruppe B) 4

Antikörper Polyklonale Antikörper Natürliche Immunantwort mit Mischung vieler verschiedener Antikörper gegen ein Antigen Gewonnen von immunisierten Spendern oder Tieren Monoklonale Antikörper Ein Antikörper-Klon, erfasst genau ein Zielepitop Gewonnen meist aus Zellkultur Oligoklonale Antikörper Mischung mehrerer monoklonaler Antikörper Lektine Proteine, die bestimmte Kohlenhydrate binden Meist nicht polymorphe Proteine aus Tieren oder Pflanzen Erythrozytenantigene Klinische Bedeutung Was ist ein Blutgruppenantigen? Worin liegt die klinische Bedeutung von Blutgruppenantigenen? Spezifische Blutgruppensysteme und -antigene und ihre klinische Bedeutung AB0 Rhesus Weitere Blutgruppensysteme Klinische Relevanz Außerhalb der Transfusionsmedizin Funktionelle Bedeutung zb: Co = Wassertransporter, Jk = Harnstofftransporter Andockstelle für Krankheitserreger Fy: Malaria Assoziation mit Krankheiten z.b. Blutgruppe 0: Verminderte Gerinnungsaktivität Mehr Magenulcera Weniger Herzinfarkte 5

Biologische Funktion der Blutgruppen Transport Adhäsion Glykosyltransferasen Ektoenzym Komplement-regulatorisch Glykophorin Rezeptor Unbekannt Klinische Relevanz Innerhalb der Transfusionsmedizin Blutgruppenantigene = Bindungsstellen spezifischer Antikörper Folgen der Antikörperbindung: Abbau der Erythrozyten Intrauterin: Morbus hämolyticus Nach Transfusion: Hämolytische Transfusionsreaktion (akut verzögert) Bedeutung hängt ab von Frequenz der Antigene Immunogenität und Eigenschaften der Antikörper Klinische Relevanz Fast innerhalb der Transfusionsmedizin Blutgruppenantigene = Bindungsstellen spezifischer Antikörper Folgen der Antikörperbindung: Abbau der Zellen Plazenta: Frühabort (Antigen P) Nach Transplantation: Transplantatabstoßung (z.b. AB0) Bedeutung hängt ab von Frequenz der Antigene Immunogenität und Eigenschaften der Antikörper 6

Antigene mittlerer Frequenz A, B, C, c, D, E, e, K, Fy a, Fy b, Jk a, Jk b, M, N, S, s Viele Blutspender sind Antigen-positiv Immunisierbare, Antigen-negative Personen verbreitet Antigen-negative Versorgung möglich Versorgungsprobleme bei multiplen Antikörpern: ~ 1 von 4 Präparaten ist Jk a negativ ~ 1 von 4 Präparaten ist Fy a negativ ~ 1 von 10 Präparaten ist s negativ ~ 1 von 160 Präparaten ist Jk a, Fy a und s negativ Antigene hoher Frequenz Kp b, Vel, Lan, Lu b, Yt a, Co a, H Fast alle Blutspender sind Antigen-positiv Immunisierbare, Antigen-negative Personen sind aber sehr selten (< 1%) Antigen-negative Versorgung sehr schwierig Versorgung immunisierter Personen häufig nur durch spezielle Zentren / kryokonservierte Präparate Antigene niedriger Frequenz Wr a, Vw, Kp a, Immunisierbare, Antigen-negative Personen sehr häufig (> 99%) Immunisierung wird häufig nicht bemerkt, da kaum Antigen-positive Präparate vorhanden sind Positive Kreuzprobe bei negativem AKS Antigen-negative Versorgung einfach Cave: Antikörper können klinisch relevant sein! Risiko: Nicht erkannter Morbus hämolyticus (Kp a!) 7

Immunogenität Unterschiedliche Grade der Immunogenität 1. Obligates Auftreten klinisch relevanter natürlicher Antikörper 2. Klinisch relevante Immunisierung nach Antigenkontakt A) Hohes Immunisierungspotential B) Mittleres niedriges Immunisierungspotential 3. Häufig natürliche Antikörperbildung, selten klinisch relevant 4. Gebildete Antikörper nie klinisch relevant Immunogenität Unterschiedliche Grade der Immunogenität 1. Obligates Auftreten klinisch relevanter natürlicher Antikörper 2. Klinisch relevante Immunisierung nach Antigenkontakt A) Hohes Immunisierungspotential B) Mittleres niedriges Immunisierungspotential 3. Häufig natürliche Antikörperbildung, selten klinisch relevant Meist weit verbreitete Kohlenhydratstrukturen 4. Gebildete Antikörper nie klinisch relevant Inkompatible Transfusion Transfusionsreaktion Transfusion immer Antigen-kompatibel AB0-Blutgruppe: Isoagglutinine Anti-A immer vorhanden, wenn Antigen A fehlt Anti-B immer vorhanden, wenn Antigen B fehlt Weitere Beispiele: Anti-H bei Bombay -Phänotyp Anti-PP1Pk bei p -Phänotyp Immunogenität Unterschiedliche Grade der Immunogenität 1. Obligates Auftreten klinisch relevanter natürlicher Antikörper 2. Klinisch relevante Immunisierung nach Antigenkontakt A) Hohes Immunisierungspotential B) Mittleres niedriges Immunisierungspotential 3. Häufig Meist natürliche Proteinantigene Antikörperbildung, selten klinisch relevant 4. Gebildete Antikörperbildung nach nie klinisch Antigenkontakt relevant (Schwangerschaft, Transfusion) Antigene müssen beachtet werden, sobald Antikörper gebildet wurden Hier tummeln sich die typischen transfusionsrelevanten Antigene Hohes Immunisierungsrisiko (z.b. Rhesus D): Immunisierungsvermeidung durch Beachtung schon vor Immunisierung Niedriges Immunisierungsrisiko (z.b. Fy a ) Blutspendedienst der Landesverbände Beachtung des DRK erst bei Immunisierung 8

Immunogenität Unterschiedliche Grade der Immunogenität 1. Obligates Auftreten klinisch relevanter natürlicher Antikörper 2. Klinisch relevante Immunisierung nach Antigenkontakt A) Hohes Immunisierungspotential B) Mittleres niedriges Immunisierungspotential 3. Häufig natürliche Antikörperbildung, selten klinisch relevant 4. Gebildete Antikörper nie klinisch relevant Meist Kohlenhydratepitope, die sich terminal nicht von den bei Antigen-negativen Personen vorhandenen Strukturen unterscheiden Häufig Temperaturoptimum in der Kälte ( kältewirksam ) Meist kein Booster-Effekt Beachtung nur, wenn bei 37 C aktiv A1, P1, Le a, Le b, M, N Immunogenität Unterschiedliche Grade der Immunogenität 1. Obligates Auftreten klinisch relevanter natürlicher Antikörper 2. Klinisch relevante Immunisierung nach Antigenkontakt A) Hohes Immunisierungspotential B) Mittleres niedriges Immunisierungspotential 3. Häufig natürliche Antikörperbildung, selten klinisch relevant 4. Gebildete Antikörper nie klinisch relevant Oft hoch frequente Antigene Meist niedrige Antigendichte / z.t. zusätzliche Antigene im Plasma ( HTLA -Reaktionsmuster) Transfusion gegen Antikörper möglich (wenn Spezifität sicher) Risiko der Verdeckung weiterer, relevanter Antikörper Ch, Rg, Bg a, Knops-Antigene Cave: Nicht jeder schwache Antikörper ist klinisch irrelevant (z.b. Anti-Do b ) Klinische Relevanz Relevanz Mittlere Frequenz Hohe Frequenz Niedere Frequenz 1. Klinisch relevante, obligate Antikörper A, B H, P, Pk 2. Klinisch relevante Antikörper nach Exposition Typische transfusionsrelevante Antigene: D, CcEe, K, Fy a, Fy b, Jk a, Jk b, S, s Relevante hoch frequente Antigene (Vel, Kp b, Lu b ) C w, Kp a 3. Antikörper mäßiger klinischer Relevanz Le a, Le b, P1, M, N, A1 Yt a Wr a 4. Keine klinisch relevanten Antikörper Bg a Ch, Rg, Knops- Antigene 9

Erythrozytenantigene Was ist ein Blutgruppenantigen? Worin liegt die AB0 klinische Bedeutung von Blutgruppenantigenen? und andere Kohlenhydrate Spezifische Blutgruppensysteme und -antigene und ihre klinische Bedeutung AB0 Rhesus Weitere Blutgruppensysteme AB0-Blutgruppe Blutgruppe A B AB 0 Antigene (auf Erythrozyten) Antikörper (im Plasma) A B A und B Keine Anti-B Anti-A Keine Anti-A, Anti- B, Anti-AB Häufigkeit ~ 45% ~ 10% ~ 5% ~ 40% Genotypen AA oder AO BB oder BO AB OO AB0-Kompatibilität Erythrozyten Plasma 0 AB A B A B AB 0 majorkompatibel minorkompatibel 10

AB0-Blutgruppe A-Transferase (A-Allel des AB0-Gens) a1 2 Gal Fuc Glc NAc H-Antigen B-Transferase (B-Allel des AB0-Gens) a1 3 Gal NAc Gal a1 2 Fuc Glc NAc A-Antigen a1 3 Gal Gal a1 2 Fuc Glc NAc B-Antigen nach ND Avent 2002 Die AB0-Blutgruppe beruht auf unterschiedlicher Substratspezifität einer alpha(1 3) Glykosyltransferase: A-Allele heften N-Acetyl-Galaktosamin, B- Allele Galaktose an das H-Antigen. 0 -Allele sind enzymatisch inaktiv, das H-Antigen bleibt bestehen. AB0-Blutgruppe A-Untergruppen A1 Häufigste Form, höchste A-Antigendichte Besitzt als einzige A-Untergruppe das Antigen A1 A2 Zweithäufigste Form, etwas niedrigere Dichte Antigen A1 fehlt, dafür relativ viel H-Antigen Deutlich abgeschwächte Formen: A3, Ax, Ael Mittlerweile oft als Aweak bezeichnet, da serologische Unterscheidbarkeit nicht immer gegeben AB0-Blutgruppe B Typ 2 A1-Transferase H Typ 3 H, Se Grundsubstanz Typ 3 A Typ 2 A Typ 3 Die A1-Transferase ist weniger wählerisch als die A2-Transferase und benutzt auch H-Antigene mit etwas abgeänderter Struktur als Substrat. Dadurch entstehen lange, verzweigte Ketten mit A Typ 3 und A Typ 4-Antigenen. Diese sind vermutlich Basis des A1 -Antigens B A1-Transferase, A2-Transferase H Typ 2 H Grundsubstanz Typ 2 Im Gegensatz zu Anti-A ist Anti-A1 meist kältewirksam und klinisch kaum relevant 11

AB0-Blutgruppe Sekretor-Status: Sekretoren scheiden Blutgruppensubstanzen im Speichel aus Das H-Antigen (=Ausgangsprodukt für A und B) wird durch zwei unterschiedliche Enzyme synthetisiert: H- Transferase (im Erythrozyten) und Se-Transferase (im Epithel). Bei Nichtsekretoren fehlt die Se-Transferase. Die sezernierten Blutgruppensubstanzen leiten sich großenteils von H Typ 1 ab Weitere Kohlenhydrat-Antigene Glc Gal Grundsubstanz NAc Grundsubstanz b1 3 Glc = Oligosaccharid Typ 1-Kette Gal NAc Gal a1 2 Fuc a1 3 Gal NAc Gal a1 2 Fuc Glc H-Antigen NAc Fukosyl-Transferase FUT1- bzw. H-Gen Glc A-Antigen NAc A-Transferase A-Allel des AB0-Gens b1 3 Glc Le a -Antigen Gal NAc a1 4 Fukosyl-Transferase Fuc FUT3- bzw. Lewis-Gen b1 3 Le b -Antigen Glc Gal NAc a1 2 a1 4 Fukosyl-Transferase Fuc Fuc FUT2- bzw. Secretor-Gen FUT3 A Le b -Antigen A-Transferase a1 3 b1 3 Gal Glc NAc Gal NAc a1 2 a1 4 FUT2 Fuc Fuc nach ND Avent 2002 Lewis-Antigene sind mit A und B eng verwandt. Als Besonderheit entstehen sie nicht im Erythrozyten, sondern werden aus dem Plasma absorbiert. Transfundierte Erythrozyten besitzen nach ca. 3 Tagen den Le-Phänotyp des Transfusionsempfängers Le-Blutgruppe und Transferasen Le-Transferase Aktiv Aktiv Inaktiv Inaktiv Se-Transferase Aktiv Inaktiv Aktiv Inaktiv Le- Antigene (auf Erythrozyten) Le b Le a - - Phänotyp Le(a-b+) Le(a+b-) Le(a-b-) Le(a-b-) Häufigkeit ~ 72% ~ 22% ~ 6% Sekretor-Status Sekretor Non-Sekretor Sekretor Non-Sekretor Besonderheiten des Lewis-Blutgruppensystems: - Die Antigene beruhen auf der Wechselwirkung von 2 Genen. - Le(a+b+) ist eine Rarität (bei schwachen Se-Genen in Ozeanien) - Die Antigene entstehen sie nicht im Erythrozyten, sondern werden aus dem Plasma absorbiert. - Transfundierte Erythrozyten nehmen nach ca. 3 Tagen den Le-Phänotyp des Transfusionsempfängers an ( keine verzögerte Hämolysen) 12

Lewis-Antikörper Lewis-Antikörper werden meist bei Le(a-b-)-Phänotyp gebildet Meist kältewirksam Meist geringe klinische Relevanz Nur zu beachten, falls bei 37 C nachweisbar In seltenen Fällen akute Transfusionsreaktionen (Le a ) Keine verzögerten Transfusionsreaktionen möglich, da Antigenverlust nach Transfusion Im Enzymmilieu kann Anti-Le a wie Anti-Le a + Anti-Le b erscheinen aus einem meist klinisch irrelevanten Antikörper wird ein Versorgungsproblem P, P1 und Pk P (GLOB-System ) P k -Phänotyp Globosid-Synthetase GalNAc P k (GLOB-Kollektion) P1 (P-System) p-phänotyp ( Tja- ) P1-negativ a-1,4-galaktosyltra nsferase a-1,4-galaktosyltra nsferase Gal Gal H, A, B Laktosylceramid Paraglobosid (Grundsubstanz Typ 2) P, P1 und Pk Phänotyp P1 P2 P1k P2k p Häufigkeit ~ 79% ~ 21% << 1% << 1% << 1% Antigene P1, P, Pk P, Pk P1, Pk Pk (keine) Globosid- Synthetase Alpha 1,4- Galaktosyltransferase Antikörper im Plasma Aktiv Aktiv Fehlt Fehlt Aktiv Aktiv Teilaktiv Aktiv Teilaktiv Fehlt Keine Oft Anti-P1 (selten relevant) Anti-P Anti-P Anti-P, Anti- Pk, Anti-P1 13

P, P1 und Pk Aktuelle Bezeichnungen: P1Pk-Blutgruppensystem (bisher: P-Blutgruppensystem) Antigene P1 und Pk GLOB-Blutgruppensystem einziges Antigen P GLOB-Kollektion Antigene LKE, PX2 (neu: β3galnac an Paragloboside) Bisheriges Antigen Pk jetzt im P1Pk-Blutgruppensystem Unterschiedliche klinische Relevanz P1 negative Personen sind häufig (~21%), Anti-P1 ist häufig, aber selten klinisch relevant P oder Pk-negative Personen sind extrem selten, Anti-P bzw. Anti-Pk in diesem Fall obligatorisch und hoch relevant (Isoagglutinine) I-Antigen A A A A A i I-Transferase I I i I neugeboren erwachsen Bei Erwachsenen sind die Kohlenhydratketten verzweigt (1 6 Bindung) Verzweigungspunkt = I-Antigen, erfolgt durch die I-Transferase I = Häufiges Zielantigen von Kälteautoantikörpern Neugeborenen-Erythrozyten fehlt I weitgehend Selten ist die I-Transferase genetisch bedingt inaktiv adult i -Phänotyp mit Allo-Anti-I In Abhängigkeit von der ursächlichen Mutation z.t. zusätzlich Katarakt Erythrozytenantigene RH und weitere Proteine Was ist ein Blutgruppenantigen? Worin liegt die klinische Bedeutung von Blutgruppenantigenen? Spezifische Blutgruppensysteme und -antigene und ihre klinische Bedeutung AB0 Rhesus Weitere Blutgruppensysteme 14

Erythrozytäre Membranproteine Transportproteine Adhäsionsproteine Ektoenzyme Rezeptoren RHAG (NH3) / RH Jk (Harnstoff), Di (Anionen), Co (H2O), Gil (H2O, Glycerin), Kx(?), LAN, JR (u.a.porphyrine) Lu, Xg, Sc, LW, In, Ok, JMH, RAPH Kell, Yt, Do Duffy Glykophorine MNS (Glykophorin A und B) Ge (Glykophorin C) Komplement (-regulatoren) Unbekannt Ch/Rg (C4), Cr (DAF), Kn (CR1) Vel, RH Rhesus-Blutgruppe Zwei eng benachbarte, gekoppelt vererbte Gene: RHD und RHCE RHD kodiert das RhD-Protein, das das D-Antigen trägt Das RHD-Gen (und das RhD-Protein) fehlt bei 18% der Deutschen ( D-negativ, Rh-negativ) RHCE kodiert das RhCE-Protein. Hier gibt es drei häufige Varianten Ce, ce und ce, die die Antigen C und e, c und e bzw. c und E exprimieren. C und c sowie E und e sind antithetische Antigene* * Antithetische Antigene: Gruppe von zwei oder mehr Antigenen, bei denen pro Haplotyp genau eines exprimiert ist. Jede Person hat mindestens 1, höchstens 2 dieser Antigene. Ursache meist unterschiedliche Proteinvarianten. Die Allelfrequenzen ergänzen sich zu 100% Rhesus-Nomenklatur Blutgruppensystem: Offizielle Bezeichnung Rh Im Alltagsgebrauch oft Rhesus Antigene und Phänotypen CDE-Nomenklatur z.b. CcD.ee Wiener-Nomenklatur z.b. R1r Numerische Nomenklatur z.b Rh: 1,2,-3,4,5 CDE-Nomenklatur n. Fisher, zitiert nach Edwards 2007 15

Drei Ursachen von D neg D+ 5 RHD SMP1 RHCE D- 5 SMP1 RHD Deletion (in Europa ganz überwiegend) RHCE D- 5 großes Hybrid RHD SMP1 RHCE D- 5 RHD SMP1 RHCE Stop Codon, Frameshift, splice site Mutation... Rhesus-Blutgruppensystem Antigen D (= RhD-Protein) ist extrem immunogen: 30% der Patienten und 80% Probanden immunisieren sich nach 1 Transfusion Anti-D ist immer noch die Hauptursache des Morbus hämolyticus Anti-D-Prophylaxe ist nur bei nicht immunisierten Personen wirksam Klinisch inapparente Immunisierung kann Wirksamkeit der Anti-D-Prophylaxe verhindern Das Problem der D-Bestimmung 17 % der Patienten/Spender sind D negativ <1% passen nicht in dieses Schema und können Probleme bei der D-Bestimmung verursachen 82 % der Patienten/Spender sind ohne weitere Einschränkungen D positiv und leicht als solche zu erkennen ( normal D positiv ) 16

D-Sonderformen: Partial D D-Antigene, denen D-Epitope fehlen Immunisierung gegen normales D möglich (Hohes Risiko V.a. bei D Kategorie VI) Fallen z.t. durch negative Reaktion mit spezifischen monoklonalen Anti-D auf Dieses Verhalten wird bei der D-Bestimmung von Transfusionsempfängern ausgenutzt: Es werden zwei monoklonale Anti-D eingesetzt, die nicht mit DVI reagieren somit D negative Transfusionsstrategie für DVI Ursachen: RhD/RhCE-Hybridproteine exofaziale Missense-Mutationen Grundlegende Begriffe Epitop Antikörperbindungsstelle Jedes Antigen umfasst mehrere Epitope Monoklonale Antikörper binden an genau ein Epitop Partielles Antigen Antigen, dem bestimmte normalerweise vorhandene Epitope fehlen (z.b. Proteinvariante) Negative Reaktionen mit manchen monoklonalen Antikörpern Immunisierung der Träger gegen vollständiges Antigen möglich D-Sonderformen: Weak D Normale D-Antigene in verminderter Zahl vorhanden Quantitativ wichtigste Sondergruppe; Weak D : D negativ etwa 1:20 Ursachen: Missense-Mutationen in intrazellulären und transmembranären Bereichen Einteilung in Typen nach molekularer Struktur Immunisierung gegen normales D meist nicht möglich (Ausnahmen u.a. Typ 15 und 4.2) Häufige weak D Typen (1, 2, 3) sollten bei der D-Bestimmung als D positiv erkannt werden Früher Nachweis im D u -Ansatz = indirektem Coombstest Allelspezifische Transfusionsempfehlungen möglich 17

D-Sonderformen: Weak D Normale D-Antigene in verminderter Zahl vorhanden Quantitativ wichtigste Sondergruppe; Weak D : D negativ etwa 1:20 Ursachen: Missense-Mutationen in intrazellulären und transmembranären Bereichen Einteilung in Typen nach molekularer Struktur Immunisierung gegen normales D meist nicht möglich (Ausnahmen u.a. Typ 15 und 4.2) Häufige weak D Typen (1, 2, 3) sollten bei der D-Bestimmung als D positiv erkannt werden Früher Nachweis im D u -Ansatz = indirektem Coombstest Allelspezifische Transfusionsempfehlungen möglich D-Sonderformen: Weak D Normale D-Antigene in verminderter Zahl vorhanden Quantitativ wichtigste Sondergruppe; Weak D : D negativ etwa 1:20 Ursachen: Missense-Mutationen in intrazellulären und transmembranären Bereichen Einteilung in Typen nach molekularer Struktur Immunisierung gegen normales D meist nicht möglich (Ausnahmen u.a. Typ 15 und 4.2) Häufige weak D Typen (1, 2, 3) sollten bei der D-Bestimmung als D positiv erkannt werden Früher Nachweis im D u -Ansatz = indirektem Coombstest Allelspezifische Transfusionsempfehlungen möglich Ceppellini-Effekt Suppression von D durch C in trans Bei normalem RhD heute irrelevant Früher wohl Ursache von high grade D u -Proben Bei weak D (und partial D) mit zusätzlichem Cde in trans besonders niedrige Antigendichte CCweakD.ee und CcweakD.Ee erscheinen oft fast als CCddee bzw. CcddEe 18

D-Sonderformen: DEL D-Antigene extrem vermindert vorhanden Ursachen: V.a. Splice-Mutationen Im Routineansatz als D negativ bestimmt (Nachweis nur mit Adsorption/Elution) Anti-D-Immunisierung durch Blutspenden von DEL- Spendern beschrieben (aber wohl selten??) Einige Blutspendedienste benutzen RHD-PCR der Blutspender, um DEL von D negativ zu unterscheiden (in der Schweiz obligatorisch) Rhesusformel Die Antigene c und E sind nach D und neben K die immunogensten Proteinantigene Auslösung Morbus hämolyticus möglich Beachtung der Rhesus-Formel bei Frauen vor der Menopause Chronisch transfundierten Patienten Anderweitig immunisierten Patienten Kell-Blutgruppe Antigen K (Frequenz ~10%) ist nach D eines der immunogensten Proteinantigene Weitere wichtige Antigene: k (99,8%), Kp a (1%), Kp b (>99,9%) Atypischer Morbus hämolyticus durch Anti-K: Starke Anämie mit wenig Hämolyse (Suppression der Erythropoese) Risiko der Fehleinschätzung Beachtung des Antigens K bei Frauen vor der Menopause Chronisch transfundierten Patienten Anderweitig immunisierten Patienten 19

Kidd- und Duffy-Blutgruppe Kidd (JK) und Duffy (FY) haben jeweils 2 Hauptantigene: Jk a, Jk b bzw Fy a und Fy b JK: Polymorphismus des Harnstofftransporters FY: Polymorphismus des DARC-IL8-Receptors Phänotypverteilung bei Deutschen jeweils grob AA:AB:BB = 1:2:1 Anti-Jk-Antikörper sinken schnell unter die Nachweisgrenze wichtige Ursache der verzögerten hämolytischen Transfusionsreaktion Grundlegende Begriffe Homozygot / Heterozygot / Hemizygot Homozygot: Zwei Erbanlagen für das gleiche Antigen Heterozygot: Nur eine Erbanlage + eine für anderes Antigen Hemizygot: Nur eine Erbanlage + Null-Allel Fehlen des antithetischen Antigens bedeutet meist Homozygotie (Ausnahmen: D, in einigen Populationen auch Fy) Dosiseffekt Antigendichte bei homozygoten Veranlagung meist doppelt so hoch wie bei heterozygoter Ausgeprägter serologischer Dosiseffekt: JK, M Kohlenhydratantigene: Meist kein Dosiseffekt Rhesus D: Dosiseffekt durch andere Einflüsse überlagert Fy(a-b-)-Phänotyp Bei Personen afrikanischer Abstammung fehlt häufig das Fy-Antigen auf den Erythrozyten Ursache: Promotor-Mutation, die die erythrozytäre Expression unterbindet ( Resistenz gegenüber Malaria; normale Expression im Endothel) Da Fy b im Endothel vorhanden ist, gibt es eher selten Anti-Fy b -Immunisierung Solange keine Immunisierung erfolgte, bei kompatibler Transfusionsstrategie Versorgung mit Fy(a-b+)) sinnvoll 20

Grundlegende Begriffe Null-Phänotyp Fehlen aller Antigene eines Blutgruppensystems Ursache: Fehlen des Gens / inaktives Gen Antigene weiterer Blutgruppensysteme können auch fehlen Häufigster Null-Phänotyp: Blutgruppe 0 Personen mit Null-Phänotyp können Antikörper gegen alle Antigene eines Blutgruppensystems bilden (oft recht leicht immunisierbar) Nullphänotypen können mit funktionellen Auffälligkeiten einhergehen Rhesus-Null: Verkürzte Erythrozyten-Lebenszeit Colton-Null: Verminderte Urinkonzentrationsfähigkeit GLOB-Null ( p ): Resistenz gegen Parvovirus-B19-Infektion Erythrozytenantigene Molekulare Antigenvorhersage Was ist ein Blutgruppenantigen? Worin liegt die klinische Bedeutung von Blutgruppenantigenen? Spezifische Blutgruppensysteme und -antigene und ihre klinische Bedeutung AB0 Rhesus Weitere Blutgruppensysteme Bestimmung der Antigene Nachweis durch Bindung der Antikörper A1, H: Lektine statt Antikörper Antikörperbindung Agglutination Antigen ist vorhanden Direkte Agglutination (schnell, erfordert gute Seren) Nachweis im indirekten Coombstest (langsamer, empfindlicher) Grenzen des Nachweises: Je exotischer ein Antigen ist, desto seltener gibt es gute Seren Stark positiver direkter Coombstest, kürzliche Transfusionen etc. können die Antigenbestimmung verhindern Alternative zum direkten Antigennachweis: Molekulare Antigenvorhersage 21

Molekulare Antigenvorhersage Die molekulare Ursache nahezu aller Blutgruppenantigene ist bekannt Anstatt das Antigen zu bestimmen, kann direkt in der DNA nachgesehen werden, ob der ursächliche Polymorphismus vorhanden ist DNA Molekulare Vorhersage Glykosyltransferase Protein Kohlenhydratepitop Serologischer Nachweis Molekulare Antigenvorhersage Vorteile der molekularen Antigenvorhersage Keine typisierbaren Erythrozyten notwendig nach Transfusion, bei positivem direkten Coombstest Vorhersage fetaler Antigene, z.b. aus dem Blut der Mutter Kein Problem mit sehr schwachen Antigenen Screening von Blutspendern auf DEL Keine Abhängigkeit von verfügbaren Antiseren Abklärung von Sonderformen, z.b. partial D, weak D, African CE Vorhersage serologisch schlecht bestimmbarerer Antigene, z.b. Yt a Parallele Untersuchung zahlreicher Antigene Hochdurchsatz-Spendertypisierung Grenzen der molekularen Antigenvorhersage Fehlvorhersagen bei unerwarteten Allelen Teuer für wichtige Antigene in AB0 und RH Langsamer als Serologie Billige molekulare Typisierung D1 D2 Kp b - Yt a - Lu b - Co a - Kp b Yt a Lu b Co a (493 bp) (303 bp) (217 bp) (164 bp) Suche nach 0 ccddee K neg Spender mit seltenem Phänotyp Methode untersucht wiederholt Kp b - Co a - Yt a - Lu b - Method 1 679 151 1 2 1 0* Method 2 2 743 416 0 4 9 5 * Evtl nicht sensitiv für Lu b Nachweismethode: PCR-SSP nach vereinfachter DNA-Isolierung ( Extrakt-N-Amp ) ( kein Produkt bei seltenem Allel) Kosten pro Spender: 1,3 (= 0,4 / Antigen) 22

Molekulare Typisierung als Lösung Vel Antigen Etwa jeder 2000. 4000. Blutspender ist negativ Vel-Antiseren sind bekanntermaßen schwierig Schneller Titerabfall Schlechte Reaktivität mit Vel weak Für systematische Spendersuche sind zu wenig gute Antiseren vorhanden Anti-Vel ist klinisch hoch relevant und kann akute hämolytische Transfusionsreaktionen auslösen Anti-Vel ist einer der häufigsten klinisch relevanten Antikörper gegen hoch frequente Antigene Es gibt immer wieder Versorgungsprobleme Heuft HG, Infusionsther Transfusionsmed 1999;26:234 239 Molekulare Typisierung als Lösung 2013: Zwei Arbeitsgruppen identifizieren Vel-Protein Die Ursache des Vel-neg Phänotyps ist eine 17 bp Deletion Methoden für molekulare Vel-Bestimmung sind entwickelt Molekulare Spendersuche ist möglich In Kürze deutliche Verbesserung der Versorgung zu erwarten Balliff BA et al., EMBO Molecular Medicine doi: 10.1002/emmm.201302466 23