新红细胞血型系统KANNO与人类阮病毒疾病(上)

朊病毒(PrP)病一直备受关注，对其发现和其致病机制的构想曾产生过2个诺贝尔奖，PrP有两种构象异构体PrPc和PrPsc，其病因主要是在人或动物脑组织内出现并沉积大量异常的PrPsc而导致神经细胞死亡。2019年8月，ISBT将高频率抗原KANNO正式确认为红细胞血型系统抗原。从而也证实了与人克雅氏病(CJD)、格斯特曼综合征(GSS)、家族性致死性失眠症(FFI)、阿尔兹海默症(AD)以及动物的牛海绵状脑病及羊瘙痒病等朊病毒病有关的PrP(基因PRNP)是一个新的人类血型。人类KANNO红细胞血型在2019年被确认为血型系统。在那之前，人血清中特异性的抗-KANNO抗体已被发现，表达KANNO抗原的蛋白质被鉴定，其基因(PRNP，即阮蛋白病毒基因)也已被克隆。KANNO系统抗原抗体不导致HTRs和HDFN，其对输血安全影响不大。这使得今后对KANNO系统的研究将主要集中在更准确地探究KANNO血型抗原和抗体对疾病的影响，另外，鉴于红细胞KANNO阴性人产生的抗-KANNO是针对阮蛋白病毒的免疫性抗体，我们可以设想一种检测红细胞上PrPSc的方法，从而可以畅想对上述阮病毒导致的难治的人类神经退行性疾病进行快速有效的诊断甚至是治疗。ISBT官网(新版)https://www.isbtweb.org/isbt-working-parties/rcibgt.html37号血型系统Kanno(决定基因名PRNP)01软病毒(PrP)病1957年，美国科学家盖杜谢克(Daniel Gajdusek)在巴布新几内亚东部高地发现一个土著部落Fore族，Fore族有很多人得了一种被称为库鲁病的怪病，潜伏期较长，前期患者仅感头痛及关节疼痛，继之出现共济失调、震颤、不自主运动，后者包括舞蹈症、肌阵挛等，在病程晚期出现进行性加重的痴呆，神经异常。患者多在发病3～6个月内死亡。起初，盖杜谢克以为库鲁病是遗传病，后来他发现Fore族有食用已故亲人的脏器以示怀念的习俗，盖杜谢克经过研究发现，库鲁病是一种经消化道传播的未知致病因子的传染性疾病。因发现了库鲁病这种新型的致病和传播机制，并消除了这种致命性疾病，盖杜谢克荣获1976年的诺贝尔生理学或医学奖。而库鲁病的致病源正是后来被发现的Prion(PrP,朊病毒)。Daniel Gajdusek(诺贝尔奖官网)Fore族的库鲁病1982年，美国生化学家史坦利·布鲁希纳(Stanley Prusiner)在 Science 发表论文，成功分离出导致克雅氏病的致病因子，并将其命名为Prion(朊病毒)。1991年，布鲁希纳再次在Science 发表论文，揭示了朊病毒的致病机制，从而阐明了动物瘙痒症以及人类克雅氏病等致病原因。因发现朊病毒及阐述其致病机理，布鲁希纳荣获了1997年的诺贝尔生理学或医学奖。Stanley Prusiner(诺贝尔奖官网)朊病毒是蛋白质，不含有任何DNA和RNA，也就是没有遗传物质，但是却能自我复制和传播疾病。朊病毒看起来是生物，但却又违背了遗传信息流动的”中心法则”，朊病毒的发现让现代生物学的理论基石摇摇欲坠。1991年，布鲁希纳成功阐明了朊病毒的致病机制。朊病毒实质是一类具有感染性的特殊蛋白，朊病毒蛋白(PrPsc)接触到了生物体内正常的C型PrP蛋白(PrPc)，导致C型的变成了Sc型，通过蛋白变构来批量复制自己。所以，朊病毒依然是由基因(PRNP)编码的，通过改变正常PrP蛋白的构象来实现自我复制和传播疾病。现代生物学的中心法则02红细胞KANNO血型系统的发现早在1991年，一位49岁姓KANNO的日本妇女因子宫肌瘤入日本福岛医科大学附属医院治疗，因严重贫血(Hb 5.5g/dL)于5天内共输注5U红细胞。该患者既往无输血史，有妊娠史，至输血后第10天间接抗人球蛋白试验(IAT)出现微弱阳性，其产生的免疫性IgG抗体与所有鉴定谱细胞均发生反应，不与自身细胞凝集。经详细检测发现，该抗体与所有已知抗体不同，命名为同种抗体抗-KANNO(取先证者名字)。截止2014年，在日本共发现并鉴定了28例抗-KANNO 抗体，含有抗体的28例患者中26例确定为红细胞KANNO 抗原阴性，在研究患者含有的抗-KANNO抗体IgG亚型时发现主要为IgG1，亦发现共存的IgG1和IgG2，共存的IgG1 和IgG3，以及IgG4。28例中26例是女性，其中25例有妊娠史，全部28例中10例曾有输血史，但未发现发生 HTRs。调查的全部28例患者中孕妇14例，抗-KANNO导致新生儿红细胞直接抗人球蛋白试验(DAT)阳性病例中均未发展成HDFN，除了一例分娩后第二天新生儿总胆红素升至15mg/dL，接受光疗治疗24小时后缓解，归因于ABO不相容的妊娠。抗-KANNO抗体大都由免疫反应产生，但产生因素由妊娠刺激多于输血刺激，抗-KANNO临床意义不大，可进一步对其抗原生物化学和遗传学进行研究。而研究认为KANNO抗原属于高频抗原，亦较少或无临床意义。KAWABATA K,et al.Anti-KANNO: A Novel Alloantibody Against a Red Cell Antigen of High Frequency.Transfus Med Rev,20142019年，Yosuke Omae等通过全基因组关联研究(GWAS)和全外显子组测序(WES)方法，确定了编码KANNO抗原的基因PRNP。分析发现，被调查的KANNO阴性的18 例个体，其纯合基因型的两条染色体均发生了 PrP的PRNP基因第219个氨基酸Glu到Lys的基因突变(E219K)。另外，应用单克隆抗体特异性固定化红细胞抗原(MAIEA)法，在红细胞特异膜蛋白上定位KANNO抗原，并进一步将抗-KANNO血清应用于表达不同基因候选蛋白的细胞，发现抗-KANNO仅与表达正常基因PrP的KANNO阳性型细胞结合，而不与表达E219K突变(缺乏Glu)基因PrP 的KANNO阴性型细胞结合。说明KANNO阴性表型人PRNP基因发生E219K变异后产生了针对“Glu型”PrP的同种抗体“抗-KANNO”，并由此确定了KANNO是新的红细胞血型系统抗原。研究认为，鉴于亚洲人更容易出现KANNO 阴性表型，而输血和妊娠是产生抗-KANNO的关键因素，PrP在这些因素影响下的功能将是KANNO血型未来血清学研究的重点。OMAE Y,et al.Integrative genome analysis identified the KANNO blood group antigen as prion protein.Transfusion,20192019年8月，ISBT将高频率抗原KANNO正式确认为红细胞血型系统抗原。从而也证实了与人克雅氏症(CJD)、GSS综合征、家族性致死性失眠症(FFI)、阿尔兹海默症(AD)以及动物的牛海绵状脑病(BSE)及羊瘙痒病(Scrapie)等朊病毒病有关的PrP是一个新的人类血型。https://www.isbtweb.org/isbt-workingparties/rcibgt.html阿尔兹海默症(AD)正常和阮病毒致患病脑组织阮病毒导致的“疯牛病”
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