Серология (от лат. зегит - сыворотка и... логия), буквально учение о свойствах сыворотки крови; обычно под «серологией» понимают раздел иммунологии, изучающий взаимодействие антител сыворотки с антигенами. В основе метода серологической диагностики лежит определение специфических антител, образовавшихся в процессе иммунного ответа на проникновение возбудителя заболевания (антигена).
Серологические реакции применяют в научных и диагностических целях в инфекционной и неинфекционной иммунологии: их используют, например, при переливании крови, для определения групп крови, установления видовой и индивидуальной специфичности белков. Серологические исследования применяют также в эпидемиологии и эпизоотологии для выявления источника инфекции, путей ее передачи, иммунитета у людей и животных, эффективности вакцинации и т. п. Реакция между антигенами и антителами лежит в основе серопрофилактики и серотерапии. Среди основных задач серологии - разработка методов получения высокоспецифических диагностических и лечебных сывороток, оценка их активности и выяснение механизма действия.
Группы КРОВИ
К сожалению, в жизни довольно часто складываются ситуации, чреватые обильной потерей крови (например, дорожные аварии или тяжелые операции), и единственный способ не потерять пациента состоит в том, чтобы возместить часть потерянного объема; без достаточного количества крови ткани не способны получить необходимые вещества, особенно кислород, необходимый для выживания (мозг, в частности, в отсутствие кислорода умирает очень быстро). Казалось бы, чего уж проще - взять немного крови от одного человека и передать ее другому; этот процесс называется переливанием (трансфузией) крови.
Естественно, такая мысль не могла не зародиться у медиков, которым приходилось сталкиваться с печальными последствиями обильной кровопотери, и первое успешное переливание крови было предпринято еще в 1667 г. во Франции неким Жан-Батистом Дени и его коллегой Эфферезом. Для переливания эти отважные люди использовали кровь ягненка. В результате им удалось спасти жизнь 16-летнему юноше. Однако сторонников этого метода ждало еще великое множество разочарований, потому что далеко не все попытки давали желаемый результат. Скорее даже наоборот: слишком часто пациенты погибали по непонятным для медиков причинам, обескураживая даже самых увлеченных энтузиастов. Таким образом наука подошла вплотную к объяснению несовместимости человеческой крови.
Но только эксперименты, проведенные в 1900—1907 гг. австрийцем К. Ландштейнером, окончательно определили систему групп крови у человека, тем самым положив конец осложнениям, являвшимся следствием несовместимости крови.
Прежде чем говорить о группах крови и резус-факторе, имеет смысл немного поговорить о генетике. Ген - это участок хромосомной ДНК, который кодирует специфический белок. Аллелями называют различные формы одного и того же гена, расположенные в одинаковых участках (локусах) гомологичных хромосом. Различные аллели определяют варианты развития одного и того же признака. Так как гены находятся на хромосомах, а хромосомы существуют парами, наши гены обычно присутствуют в виде пары аллелей.
Аллели могут быть доминантными или рецессивными, поэтому комбинация аллелей в паре определяет характерный признак. Доминантная аллель, обозначаемая заглавной буквой, определяет признак (например, цвет глаз) независимо от того, присутствует ли она в одной или двух копиях: ММ или Мм. Рецессивная аллель, обозначаемая строчной буквой, определяет признак (например, голубые глаза) только в том случае, если присутствует в двух копиях: мм. Возможны следующие комбинации аллелей: ММ, Мм и мм. Физическое проявление признака (например, тип роста волос) определяется набором генов: комбинации ММ и Мм дают проявиться доминантным признакам (карие глаза), в то время как мм -рецессивным (голубые глаза).
Теперь о системах антигенов эритроцитов. Группы крови определяются антигенами (в этом случае - гликопротеинами, расположенными на мембране эритроцитов. Хотя в настоящее время известно 25 систем антигенов, важнейшими для человека все же остаются группы крови по системе АВ0 и резус-фактор (РН). Наличие этих антигенов генетически обусловлено двумя генами: геном АВ0 и РН-геном. Давайте начнем с РН-Фактора, получившего свое необычное название от обезьян резус, у которых и был впервые обнаружен.
Если унаследована аллель, определяющая образование этого гликопротеина (обозначенная РН+), то он появится на мембране клетки. Существует и другая аллель (обозначенная РН-), наличие которой означает отсутствие антигена. Единственный способ получить клетку без РН-фактора состоит в том, чтобы обе гомологичные хромосомы содержали аллели РН-. Следовательно, отрицательный резус-фактор - рецессивный признак. Вы будете РН-положительным, если унаследовали по крайней мере одну РН+ аллель (то есть «в сумме» ++ или +-).
Ген АВ0, который получил свое странное название от этих трех аллелей, определяет другой тип крови: А, В, ну и конечно 0. Этот ген иллюстрирует другую интересную вещь, которая иногда встречается в наследовании: некоторые гены - кодоминантны. Кодоминантными генами называются такие, у которых две аллели, например А и В, обе являются доминантными, и наличие в генотипе их обеих (АВ) определяет вариант, в котором проявляются оба признака, кодируемые этими генами (то есть гликопротеины А и В).
Подобно РН-аллели, 0 (I) аллель может воспроизвести группу крови 0 только в том случае, если обе унаследованных аллели - 0 (00), то есть 0-аллель - рецессивная.
Таблица 3
Групповая принадлежность людей по системе АВ0
| Группа крови Агглютиноген Агглютинины Обозначь ние | |||
|---|---|---|---|
| 1 | 0 | а- и р- | 0(1) |
| II | А | Р- | А(И) |
| III | В | 01.- | В(М1) |
| IVАВ(1У) | АВ | 0 |
Групповая совместимость крови основывается на факте, что несовместимые образцы крови агглютинируют, или склеиваются при смешивании. Это происходит из-за присутствия антител, атакующих чужеродные поверхностные антигены (А, В или РН+, но не 0 или РН-) по этой причине поверхностные антигены иногда называют агглютиногенами, а антитела, находящиеся в плазме, называют агглютининами. Три антитела называют, и законно, анти-А (или - антитела), анти-В (или - антитела), и анти-РН. - и - антитела всегда находят у людей с определенными группами крови (в таблице представлены варианты групп крови), даже без предшествующего присутствия чужеродного антигена, но анти-РН вырабатывается иммунной системой только после встречи с антигеном.
Беглый взгляд на таблицу групп крови выявляет некоторые интересные особенности. Любая несовместимая группа крови должна иметь антиген, который является чуждым получателю. АВ+ кровь содержит все три антигена (А, В, и РН+), и ни одного антитела; также нет такого типа крови, который является несовместимым с АВ+, универсальным реципиентом крови.
Большинству вообще из нас доводилось слышать, что группа 0(1) - универсальный донор, подразумевая под этим, что такую кровь можно без опасений переливать любому человеку. Это верно лишь отчасти. Вы не забыли, что есть кровь 0(1)+ и 0(1)-? Сверьтесь с таблицей. 0(1)+ имеет РН-антиген, который будет чуждым любому пациенту с РН- (А(!!)-, В(!!!)-, АВ(1У)- и 0(1)-). И только группа 0(1)- вообще не имеет чужеродных антигенов, что и делает именно ее универсальным донором.
Таблица 4
Типы крови по содержащимся в них антителам и антигенам с учетом КН-фактора
| АВ АВО 00 | |||
|---|---|---|---|
| Антигены | |||
| системы | |||
| АВО и В11 | |||
| А + | АА++.АА+-.А0++, А0+- | Р- | В+, В-, А В +, АВ- |
| А- | АА—, АО-- | р-, анти-РН | В +, В-.АВ +.АВ-, |
| 0 + | |||
| В + | ВВ ++, ВВ+- В0++, ВО +- | а- А+, А-, | |
| А В +, АВ- | |||
| В- | ВВ—, ВО-- | а,-, анти-РН | А+, А-, АВ +, АВ-, |
| 0 + | |||
| АВ + | АВ ++, АВ +- | нет | нет |
| АВ- | АВ—х | анги-Й?Н | А+, В +, АВ + |
| 0 + | 00 ++, 00 +- | а.-, р- | А+, А-, В +, В-АВ |
| +, АВ- | |||
| 0- | 00— | а.-, р-, анти-РН А+, А-, В +, В-, | |
| АВ+.АВ-, 0 + |
Антигены системы РМ
РН + ++ или +
РН- —х
Антигены системы АВО
А ААили^
В ВВ или Е
При переливании группа крови сперва определяется лечащим врачом и повторно врачом-лаборантом. Такая система двойного контроля позволяет избежать ошибок. Определение резус-принадлежности производится врачом-лаборантом. Данные о группе крови и резус-принадлежности выносятся на первую страницу истории болезни. Непосредственно перед переливанием делают пробу на индивидуальную совместимость крови донора и реципиента.
Даже если больному переливают кровь той же группы, во избежание осложнений врач делает биологическую пробу: вводит по 25 мл крови донора трехкратно, с перерывами по 3 мин. Если при этом у больного не отмечается отрицательная реакция (тревожность, неприятные ощущения), врач переливает намеченное им количество крови полностью.
После открытия резус-фактора, сделанного К. Ландштейнером и А. Винером в 1940 г., ученые смогли объяснить те случаи осложнений, которые отмечались даже при переливании правильно подобранных групп крови. После первого переливания РН-отрицательному больному РН-положительной крови у последнего вырабатывались антитела, которые склеивали и разрушали донорские эритроциты при повторной трансфузии. Позже было установлено, что резус-фактор, дающий положительную реакцию, содержится в крови примерно у 85% людей, остальные 15% являются резус-отрицательными.
Резус-Фактор влияет не только на совместимость крови у донора и реципиента. Различиями в резус-принадлежности матери и плода объясняется тяжелое заболевание новорожденных - гемолитическая желтуха, развивающаяся в тех случаях, когда резус-отрицательная мать вынашивает резус-положительного ребенка.
Через плаценту в кровь матери проникают РН+ эритроциты ребенка, и ее иммунная система реагирует на них как на чужеродные антитела, вырабатывая все больше и больше соответствующих антигенов. Эти антигены опять-таки через плаценту попадают в кровеносную систему плода и разрушают его эритроциты. Развивается ситуация, называемые резус-конфликт. В результате ребенок либо погибает еще в утробе, либо рождается тяжело больным.
Первый ребенок от резус-положительного отца и резус-отрицательной матери, как правило, рождается здоровым, но вторая и последующие беременности, равно как и аборт, многократно увеличивают вероятность развития резус-конфликта.
Вот почему в женских консультациях обязательно определяют резус-фактор для всех беременных. И беременная женщина с резус-отрицательной кровью остается под особым наблюдением: у нее постоянно проверяюттитр антител, то есть содержание в крови антител к резус-положительным эритроцитам плода. Если титр возрастает, врач немедленно должен предпринять меры, тормозящие выработку антител.
Иммуноферментный анализ сыворотки крови (ИФА)
Различают антитела трех классов: иммуноглобулины М, А, С JдМ, JдА, JС). Они накапливаются в сыворотке крови и секретах организма через разные промежутки времени от начала инфицирования.
При первичном инфицировании первыми появляются иммуноглобулины класса М, которые выявляются методом ИФА с 5 дня от начала заболевания по 5-6 неделю, затем они в течение нескольких недель или месяцев исчезают из кровотока. Также иммуноглобулины класса М могут вырабатываться при активации хронической инфекции.
Иммуноглобулины класса О выявляются через 3-4 недели от начала первичного инфицирования или от момента обострения хронического заболевания и циркулируют в крови длительно, сохраняясь в течение нескольких месяцев или лет. Увеличение титров JgG в двух последовательно взятых пробах через 2 недели свидетельствует о текущей инфекции или реинфекции. Иммуноглобулинами класса G обеспечивается также постинфекционный или поствакцинальный иммунитет.
Иммуноглобулины класса А выявляются через 2-4 недели от момента инфицирования или обострения хронического заболевания. 20% от их общего количества циркулирует в сыворотке крови, 80% входит в состав секрета слизистых оболочек (их можно определить в семенной или вагинальной жидкостях). Через 2 недели - 2 месяца после изгнания и уничтожения инфекционного агента иммуноглобулины класса А исчезают из кровотока, что является критерием излеченности. Если JgА не исчезают после проведенного лечения, то это указывает на хроническую или персистирующую инфекцию.
У новорожденных и детей до 6-9 месяцев ^О в крови имеют материнское происхождение, так как еще не могут синтезироваться в организме ребенка. В то же время синтезируются в организме плода с 14-й недели развития, а материнские JgМ не проникают через плаценту, поэтому определение специфических ^М в крови новорожденных свидетельствует о внутриутробном инфицировании.
| Таблица 5Интерпретация результатов анализов при исследовании иммуноглобулинов | ||
|---|---|---|
| Результат 1дМ | 1у6 | 1уА |
| Отсутствие иммунитета к инфекции - | - | |
| Поствакцинальный или -постинфекционный иммунитет | + | |
| Острая инфекция + | ■ | |
| Обострение хронической инфекции + | + | + |
| Хроншеская инфекция -Выздоровление - | +/- | +/- |
(-) - отрицательный результат (+) - положительный результат