ABO혈액군계

ABO blood group system
적혈구에 존재하는 ABO 혈액형 항원혈청에 존재하는 IgM 항체

ABO 혈액형 시스템적혈구에 A 항원과 B 항원 중 하나, 둘 다 또는 둘 다 존재하는 것을 나타내는 데 사용됩니다.[1] 사람의 수혈에 있어서는 2022년 12월 현재 국제수혈학회(ISBT)에서 인정하고 있는 44개의 다양한 혈액형(또는 그룹) 분류 체계 중 가장 중요합니다.[2][3] 이것의 불일치(현대 의학에서는 매우 드문) 또는 다른 혈청형은 수혈 후 잠재적으로 치명적인 부작용을 일으키거나 장기 이식에 대한 원치 않는 면역 반응을 일으킬 수 있습니다.[4] 연관된 항A, 항B항체는 보통 IgM항체로, 식품, 세균, 바이러스 등 환경물질에 감작되어 생애 첫해에 생성됩니다.

ABO 혈액형은 1901년에 칼 랜드슈타이너에 의해 발견되었고, 1930년에 그는 이 발견으로 노벨 생리학·의학상을 받았습니다.[5] ABO 혈액형은 유인원, 원숭이 및 구세계 원숭이와 같은 다른 영장류에도 존재합니다.[6]

역사

디스커버리

ABO 혈액형은 오스트리아의 의사 칼 란트슈타이너(Karl Landsteiner)가 비엔나 대학(현재 비엔나 의과 대학)의 병리-해부학 연구소에서 일하며 처음 발견했습니다. 1900년, 그는 다른 사람들의 혈청과 함께 시험관에 섞이면 적혈구가 뭉치고(응집), 어떤 사람의 혈액도 동물의 혈액과 뭉친다는 것을 발견했습니다.[7] 그는 두 문장으로 이루어진 각주를 썼습니다:

건강한 인간의 혈청은 동물의 적혈구를 응집시킬 뿐만 아니라 종종 다른 개체의 인간 유래 세포도 응집시킵니다. 이러한 모습이 개체 간의 선천적인 차이와 관련이 있는 것인지 아니면 박테리아 종류의 일부 손상의 결과인지는 두고 봐야 합니다.[8]

이것은 혈액 변이가 인간에게 존재한다는 최초의 증거였습니다 – 모든 인간은 비슷한 혈액을 가지고 있다고 믿어졌습니다. 이듬해인 1901년, 그는 어떤 개인의 혈액 혈청이 특정 개인의 혈액 혈청과만 응집할 것이라는 확실한 관찰을 했습니다. 이를 바탕으로 그는 사람의 혈액을 A그룹, B그룹, C그룹 세 그룹으로 분류했습니다. 그는 A군 혈액이 B군과 응집하지만 자신의 유형과는 결코 응집하지 않는다고 정의했습니다. 마찬가지로 B군 혈액은 A군과 응집합니다. C군 혈액은 A와 B 모두와 응집한다는 점에서 다릅니다.[9]

이것은 1930년에 란트슈타이너가 노벨 생리학·의학상을 수상한 혈액형을 발견한 것입니다. 그는 논문에서 특정 혈액형 상호작용을 동종응집(isoagglation)이라고 지칭하고, ABO 시스템에서 항원-항체 반응의 실질적 기반이 되는 응집소(agglutinins, 항체)의 개념도 소개했습니다.[10] 그는 이렇게 주장했습니다.

[그것은] 적어도 두 가지의 다른 유형의 응집소가 존재한다고 말할 수 있는데, 하나는 A에, 다른 하나는 B에, 둘 다는 C에 함께 존재합니다. 적혈구는 동일한 혈청에 존재하는 응집소에 불활성입니다.[9]

그래서 그는 두 개의 항원(응집소 A와 B)과 두 개의 항체(응집소-항A와 항B)를 발견했습니다. 그의 세 번째 그룹(C)은 A와 B 항원이 모두 없음을 나타냈지만 항-A와 항-B를 포함합니다.[10] 다음 해, 그의 학생 아드리아노 스털리와 알프레드 폰 데카스텔로는 네 번째 유형을 발견했습니다(하지만 이름을 붙이지는 않았고, 단순히 "특별한 유형은 없다"[11][12]고 말했습니다).

우크라이나 해양복 각인, 착용자 혈액형 "B(III) Rh+"로 표시

1910년 루드비크 허즈펠트에밀 프라이헤르 던게른은 C로 명명된 란트슈타이너 군에 대해 0(null)이라는 용어를, 슈투를리와 폰 데카스텔로가 발견한 유형에 대해 AB라는 용어를 도입했습니다. 그들은 또한 혈액형의 유전적 유전을 최초로 설명했습니다.[13][14]

분류체계

I, II, III, IV형 시스템을 발명한 얀 얀스크 ý

체코의 혈청학자 얀 얀스크 ý(Jan Jansk Timberra)는 1907년 지역 학술지에서 독자적으로 혈액형 분류법을 소개했습니다. 그는 로마 숫자 I, II, III, IV (현대의 0, A, B, AB에 해당)를 사용했습니다. 미국 의사 윌리엄 L. 얀스크 ý에게는 알려지지 않았습니다. 모스는 현대의 AB, A, B, 0에 해당하는 그의 I, II, III, IV와 같은 수치를 사용하여 약간 다른 분류를 고안했습니다.[16][12]

이 두 시스템은 의료 행위에 혼란과 잠재적 위험을 초래했습니다. 모스의 시스템은 영국, 프랑스, 미국에서 채택되었고, 얀스크 ý의 시스템은 대부분의 유럽 국가와 미국 일부 지역에서 선호되었습니다. 혼란을 해결하기 위해 1921년 미국 면역학자 협회, 미국 세균학자 협회, 병리학자 및 세균학자 협회는 우선순위에 따라 얀스키 분류를 채택할 것을 공동 권고했습니다.[17] 그러나 모스의 시스템이 사용된 곳에서는 특별히 지켜지지 않았습니다.[18]

1927년, 랜드슈타이너는 뉴욕에 있는 록펠러 의학 연구소로 이사했습니다. 혈액형 분류와 관련된 국가연구위원회의 위원으로서, 그는 얀스크 ý와 모스의 체계를 O, A, B, AB로 대체할 것을 제안했습니다. (Hirszfeld와 von Dungern에 의해 소개된 것처럼 독일어의 널에 0을 사용하는 것에 대해 다른 사람들이 오네를 위해 O자를 사용했기 때문에, 또 다른 혼란이 있었습니다. 없음 또는 0을 의미합니다. Landsteiner는 후자를 선택했습니다.)[18] 이 분류는 국가연구위원회에 의해 채택되었고 국가연구위원회 분류, 국제 분류, 그리고 가장 대중적으로 "새로운" Landsteiner 분류로 다양하게 알려지게 되었습니다. 새로운 제도는 점차 받아들여졌고 1950년대 초까지 보편적으로 지켜졌습니다.[19]

기타발전

수혈에서 혈액형을 처음으로 실용적으로 사용한 것은 1907년 미국 의사 루벤 오텐버그(Ruben Ottenberg)에 의해서였습니다. 시트르산혈전 예방을 위해 사용되기 시작한 1914-1915년 제1차 세계 대전 동안 대규모 적용이 시작되었습니다.[10] 펠릭스 번스타인([20]Felix Bernstein)은 1924년에 한 유전자좌에서 여러 대립유전자의 올바른 혈액형 유전 패턴을 보여주었습니다. 영국의 왓킨스와 모건은 ABO 항원결정부가 당, 구체적으로는 A형의 경우 N-아세틸갈락토사민, B형의 경우 갈락토오스에 의해 부여된다는 것을 발견했습니다.[21][22][23] ABH 물질이 모두 글리코스핑고지질에 부착되어 있다고 주장하는 많은 문헌이 발표된 후, Finne et al.(1978)은 인간 적혈구 당단백질에 ABH 물질이 부착되어 있고 대부분의 항원을 나타내는 폴리락토사민 사슬이[24] 포함되어 있음을 발견했습니다.[25][26][27] ABH 항원을 운반하는 주요 당단백질은 Band 3 및 Band 4.5 단백질과 당포린으로 확인되었습니다.[28] 이후 야마모토 그룹은 A, B, O 항원결정부를 부여하는 정확한 글리코실 전이효소 세트를 보여주었습니다.[29]

유전학

A와 B는 AB 표현형을 제공하는 공동 우성입니다.
표현형으로 음영 처리된 엄마(행)와 아빠(열)의 유전자형과 표현형이 주어진 아이들의 가능한 유전자형과 표현형의 Punnet square

혈액형은 양친으로부터 물려받은 것입니다. ABO 혈액형은 하나의 유전자(ABO 유전자)에 의해 조절되며, 고전유전학에서 추론된 3가지 유형의 대립유전자(iAB, I, I)가 있습니다. I 명칭은 항원의 다른 용어인 isoagglutinogen을 나타냅니다.[31] 상기 유전자는 글리코실트랜스퍼라제, 즉 적혈구 항원탄수화물 함량을 조절하는 효소를 암호화합니다. 이 유전자는 9번째 염색체(9q34)의 긴 팔에 위치해 있습니다.[32]

IA 대립유전자는 A형, I형B B형, I형은 O형입니다. I형AB I형 모두 I형보다 우세하기 때문에, O형을 가진 사람은 i형 2명뿐입니다. IIAA 또는 IIA 사람은 혈액형이 A형이고, IIBB 또는 IIB 사람은 혈액형이 B형입니다. II형AB 사람들은 두 가지 표현형을 모두 가지고 있는데, 왜냐하면 A형과 B형은 특별한 우성관계를 표현하기 때문입니다. , A형과 B형 부모는 AB형 자녀를 가질 수 있다는 것을 의미합니다. A형과 B형을 가진 부부도 이형접합형(IIB, IIA)이면 O형 아이를 가질 수 있습니다. cis-AB 표현형은 A 항원과 B 항원을 모두 생성하는 단일 효소를 가지고 있습니다. 생성된 적혈구는 일반적으로1 A 또는 B형 적혈구에서 예상되는 것과 같은 수준으로 A 또는 B형 항원을 발현하지 않으므로 유전적으로 불가능한 것으로 보이는 혈액형의 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다.[33]

혈족상속
혈액형 O A B AB
유전자형 ii (OO) 이이A (AO) IAIA (AA) 이이B (BO) IBIB (BB) IAIB (AB)
O ii (OO) O
OOOOO
O 또는 A
AO OO AO OO
A
AO AO AO AO
O 또는 B
부우부우
B
보보보보
A 또는 B
AO BO AO BO
A 이이A (AO) O 또는 A
AO AO OO OO
O 또는 A
AA AO AO OO
A
AA AA AO AO
O, A, B or AB
AB AO BO OO
B or AB
아바보보
A, B 또는 AB
AA AB AO BO
IAIA (AA) A
AO AO AO AO
A
AA AO AA AO
A
AAAAAAAAAAA
A 또는 AB
AB AO AB AO
AB
AB AB AB AB
A 또는 AB
AAA AAA AB
B 이이B (BO) O 또는 B
BOBOOOOO
O, A, B or AB
AB BO AO OO
A 또는 AB
AB AB AO AO
O 또는 B
BBB BOOO
B
BBB BOBO
A, B 또는 AB
AB BB AO BO
IBIB (BB) B
보보보보
B or AB
AB BO AB BO
AB
AB AB AB AB
B
BBB BBB BO
B
BBBBBBBBB
B or AB
BBB BBB
AB IAIB (AB) A 또는 B
AO AO BO BO
A, B 또는 AB
AA AO AB BO
A 또는 AB
AAA AAA AB AB
A, B 또는 AB
AB AO BB BO
B or AB
BBBBB
A, B, AB
AAA BBB


일부 유전 질환에서는 자신 이외의 어떤 혈액형에서도 수혈을 받을 수 없는 봄베이 혈액을 얻을 수 있습니다.위의 표는 자녀가 부모로부터 물려받을 수 있는 다양한 혈액형을 정리한 것입니다.[34][35] 유전자형은 두 번째 열과 자손을 위한 작은 인쇄물로 표시됩니다: AO와 AA는 모두 A형으로 테스트하고, BO와 BB는 B형으로 테스트합니다. 네 가지 가능성은 각 부모로부터 하나의 대립유전자를 추출했을 때 얻을 수 있는 조합을 나타냅니다. 각각의 확률은 25%이지만 일부는 두 번 이상 발생합니다. 그 위의 텍스트는 결과를 요약합니다.

표현형에 의한 혈액형 유전만
혈액형 O A B AB
O O O 또는 A O 또는 B A 또는 B
A O 또는 A O 또는 A O, A, B or AB A, B 또는 AB
B O 또는 B O, A, B or AB O 또는 B A, B 또는 AB
AB A 또는 B A, B 또는 AB A, B 또는 AB A, B 또는 AB

역사적으로 ABO 혈액 검사는 친자확인 검사에 사용되었지만 1957년에는 누명을 쓴 미국 남성의 50%만이 친자확인에 반대하는 증거로 사용할 수 있었습니다.[36] 때때로, 아이들의 혈액형이 예상과 일치하지 않습니다. 예를 들어, O형 아이는 봄베이 표현형이나 cis AB와 같은 드문 상황으로 인해 AB 부모에게서 태어날 수 있습니다.[37]

부분군

A형 혈액형은 약 20개의 하위 그룹을 포함하고 있으며, 그 중 A1과 A2가 가장 흔합니다(99% 이상). A1은 전체 A형 혈액의 약 80%를 차지하고 있으며, A2는 나머지 대부분을 차지하고 있습니다.[38] 일부 A2 개체는 A1 항원에 대한 항체를 생성하기 때문에 수혈에 관한 한 이 두 하위 그룹이 항상 상호 교환 가능한 것은 아닙니다. 혈액을 입력할 때 드물게 합병증이 발생할 수 있습니다.[38]

DNA 염기서열 분석의 발달로 ABO 유전자좌에서 훨씬 더 많은 수의 대립유전자를 확인할 수 있게 되었는데, 각각의 대립유전자는 수혈에 대한 반응으로 볼 때 A, B, O로 분류될 수 있지만 DNA 염기서열의 변화로 구별될 수 있습니다. 사람의 혈액형을 생산하는 ABO 유전자의 백인 개체에는 6개의 공통 대립 유전자가 있습니다.[39][40]

A B O
A101(A1)
A201(A2)
B101 (B1) O01(O1)
O02(O1v)
O03(O2)

같은 연구에서 일반적으로 글리코실화 활성이 더 약한 18개의 희귀 대립유전자도 확인했습니다. A의 약한 대립유전자를 가진 사람들은 때때로 항-A 항체를 발현할 수 있지만, 항-A 항체는 일반적으로 체온에서 항원과 안정적으로 상호작용하지 않기 때문에 임상적으로 중요하지 않습니다.[41]

Cis AB는 한 부모로부터 A와 B 유전자가 함께 전달되는 또 다른 희귀 변종입니다.[42]

유통과 진화의 역사

혈액형 A, B, O, AB의 분포는 인구에 따라 전 세계적으로 다양합니다. 인간 하위 집단 내에서 혈액형 분포에도 변화가 있습니다.[citation needed]

영국에서 인구를 통한 혈액형 빈도의 분포는 여전히 지명의 분포와 켈트족, 북유럽인, 덴마크인, 앵글로색슨인, 노르만인 등의 연속적인 침입과 이주와 어느 정도 상관관계를 보여주고 있습니다. 네이티브 셀츠는 O형 혈액이 더 많은 반면, 다른 집단은 A형 혈액이 더 많은 경향이 있었습니다.[43]

두 개의 공통 O 대립유전자인 O01과 O02는 그룹 A 대립유전자 A01과 처음 261개의 뉴클레오티드를 공유합니다.[44] 그러나 A족 대립유전자와 달리 구아노신 염기는 이후에 삭제됩니다. 이 프레임 시프트 돌연변이로 인해 조기 정지 코돈이 발생합니다. 이 변종은 전 세계적으로 발견되며, 아프리카로부터의 인간 이주보다 앞서 있을 가능성이 있습니다. O01 대립유전자는 O02 대립유전자보다 앞선 것으로 간주됩니다.[citation needed]

일부 진화 생물학자들은 ABO 유전자의 주요 계통이 4개이며, O형을 만드는 돌연변이가 인간에게 적어도 세 번은 발생했다고 이론을 제시하고 있습니다.[45] 가장 나이가 많은 것부터 가장 어린 것까지 이 계통은 A101/A201/O09, B101, O02O01과 같은 대립유전자를 포함합니다. O 대립유전자의 지속적인 존재는 선택의 균형의 결과로 가정됩니다.[45] 두 이론 모두 O형 혈액이 먼저 진화했다는 기존의 이론과 모순됩니다.[citation needed]

기원설

식품 및 환경 항원(박테리아, 바이러스 또는 식물 항원)은 A 및 B 당단백질 항원과 충분히 유사한 항원결정부를 가질 가능성이 있습니다. 생애 첫 해에 이러한 환경 항원에 대해 만들어진 항체는 나중에 수혈할 때 접촉하는 ABO와 호환되지 않는 적혈구와 교차 반응할 수 있습니다. 항-A 항체는 항원결정부가 A 당단백질의 α-D-N-갈락토사민과 충분히 유사하여 교차 반응을 유도할 수 있는 인플루엔자 바이러스에 대한 면역 반응에서 유래하는 것으로 가정됩니다. 항-B 항체는 B 당단백질 상의 α-D-갈락토스와 교차 반응하는 대장균과 같은 그람 음성 박테리아에 대해 생성된 항체로부터 유래하는 것으로 가정됩니다.[46]

그러나 대립유전자 다양성의 진화를 이끄는 힘은 단순히 음의 주파수 의존적 선택일 가능성이 더 높습니다; 희귀한 변이의 막 항원을 가진 세포는 다른 숙주의 항원을 운반하는 병원체로부터 면역계에 의해 더 쉽게 구별됩니다. 따라서 희귀 유형을 보유한 개인은 병원체를 감지하는 데 더 적합합니다. 그렇다면 인간 개체군에서 관찰되는 높은 개체군 내 다양성은 개체에 대한 자연 선택의 결과일 것입니다.[47]

임상적 관련성

적혈구 표면의 탄수화물 분자는 세포막 무결성, 세포 부착, 분자의 막 수송, 세포외 리간드 및 효소의 수용체 역할을 합니다. ABO 항원은 적혈구뿐만 아니라 상피세포에서도 비슷한 역할을 하는 것으로 밝혀졌습니다.[48][49]

출혈 및 혈전증(von Willebrand factor)

ABO 항원은 지혈([50]출혈 조절)에 참여하는 von Willebrand factor (vWF) 당단백질에서도 발현됩니다. 실제로, 혈장 vWF에서 관찰되는 총 유전적 변이의 30%가 ABO 혈액 그룹의 효과로 설명되기 [51][52]때문에 O형 혈액을 가진 사람은 일반적으로 비O형 사람에 비해 vWF(및 인자 VIII)의 혈장 수준이 현저히 낮습니다.[53][54] 또한, vWF의 Cys1584 변이체(VWF의 아미노산 다형성):[55] ADAMTS13(vWF-절단 프로테아제) 유전자는 ABO 혈액형과 동일한 유전자좌인 인간 염색체 9 밴드 q34.2에 매핑되어 혈액형 O의 유병률이 더 높기 때문에 vWF가 더 빠르게 분해됩니다. 높은 수준의 vWF는 처음으로 (혈액 응고로 인한) 허혈성 뇌졸중을 겪은 사람들 사이에서 더 흔합니다. 이 연구 결과는 ADAMTS13 다형성의 영향을 받지 않는 것으로 나타났으며, 중요한 유전적 요인은 환자의 혈액군뿐이었습니다.[56]

ABO(H) 혈액형 항원은 혈소판의 vWF에 대한 리간드인 혈소판 당단백질 Ibα와 같은 지혈적으로 관련된 다른 당단백질에 의해서도 운반됩니다.[57] 이러한 다른 지혈 당단백질에 대한 ABO(H) 항원 발현의 중요성은 완전히 정의되지 않았지만 출혈 및 혈전증과도 관련이 있을 수 있습니다.

신생아의 ABO 용혈성 질환

산모와 아이 사이의 ABO 혈액형 비호환성은 보통 신생아 용혈성 질환(HDN)을 일으키지 않습니다. 왜냐하면 ABO 혈액형에 대한 항체는 대개 태반을 통과하지 않는 IgM형이기 때문입니다. 그러나 O형 산모에서는 IgGABO 항체가 생성되어 아기가 신생아의 ABO 용혈성 질환에 걸릴 가능성이 있습니다.[citation needed]

임상적용

인간 세포에서 ABO 대립유전자 및 이들의 암호화된 글리코실트랜스퍼라제는 여러 종양학적 조건에서 기술되었습니다.[58] 항-GTA/GTB 단일클론항체를 이용하여 이러한 효소의 손실이 악성 방광 및 구강 상피와 관련이 있음을 입증하였습니다.[59][60] 또한 정상적인 인체 조직에서 ABO 혈액형 항원의 발현은 상피의 분화 유형에 따라 달라집니다. 구강암을 포함한 대부분의 인간 암종에서 근본적인 메커니즘의 일부로서 중요한 사건은 A 및 B 항원의 발현 감소입니다.[61] 여러 연구에서 GTA와 GTB의 상대적인 하향 조절이 종양 발생과 관련하여 구강 암종에서 발생한다는 것을 관찰했습니다.[61][62] 보다 최근에, 유전체 전체 연관 연구(GWAS)는 췌장암에 대한 민감도와 관련된 ABO 유전자좌의 변이체를 확인했습니다.[63] 또한 또 다른 대규모 GWAS 연구에서는 ABO-조직혈액군 및 FUT2 분비자 상태를 특정 박테리아 종의 장내 미생물군집 내 존재와 연관시켰습니다. 이 경우 연관성은 Bacteroides 및 Facalibacterium spp. 동일한 OTU(운영 분류 단위)의 박테로이데스는 염증성 장 질환과 관련이 있는 것으로 밝혀졌으며,[64][65] 따라서 이 연구는 건강 및 질병에서 인간 마이크로바이옴의 직접적인 조절을 위한 후보로서 ABO 조직혈액군 항원의 중요한 역할을 제안합니다.[66]

임상 마커

ABO 유전자를 포함한 27개 유전자좌의 조합을 기반으로 한 다중 유전자좌 유전적 위험 점수 연구는 스타틴 치료의 향상된 임상적 이점뿐만 아니라 사건 및 재발 관상동맥 질환 사건 모두에 대한 위험이 증가된 개인을 식별했습니다. 이 연구는 지역사회 코호트 연구(Malmo Diet and Cancer 연구)와 1차 예방 코호트(JUPITER 및 ASCOT) 및 2차 예방 코호트(CARE 및 PROVE IT-TIMI 22)의 4개의 추가 무작위 대조 시험을 기반으로 했습니다.[67]

수혈을 위한 ABO항원의 변경

2007년 4월, 국제적인 연구팀은 네이처 바이오테크놀로지 저널에 A형, B형, AB형 혈액을 O형으로 전환하는 저렴하고 효율적인 방법을 발표했습니다.[68] 특정 박테리아의 글리코시다아제 효소를 사용하여 적혈구에서 혈액형 항원을 제거합니다. A 및 B 항원의 제거는 여전히 Rh 양성 개체의 혈구에 대한 Rh 혈액군 항원의 문제를 해결하지 못하므로 Rh 음성 공여자의 혈액을 사용해야 합니다. 변형 혈액은 'O로 전환된 효소'(ECO blood)라는 이름이 붙지만 초기에 B형을 O형 RBC로 전환하는 데 성공하고 A형과 O형 환자에게 수혈하는 부작용이 없는 임상시험을 거쳤음에도 아직 [69]이 기술이 임상으로 자리 잡지 못했습니다.[70]

혈액 항원 문제에 대한 또 다른 접근법은 응급 상황에서 대체물로 작용할 수 있는 인공 혈액의 제조입니다.[71]

의사과학

1930년대에 혈액형을 성격 유형에 연결하는 것이 일본과 세계 다른 지역에서 인기를 끌었습니다.[72] 이 연관성에 대한 연구들은 아직 그 존재를 확정적으로 확인하지 못했습니다.[73]

다른 인기 있지만 지지되지 않는 아이디어로는 혈액형 식단의 사용, 그룹 A가 심한 숙취를 유발한다는 주장, 그룹 O는 완벽한 치아와 관련이 있으며 그룹 A2가 있는 사람들의 IQ가 가장 높습니다. 이러한 개념을 뒷받침하는 과학적 증거는 기껏해야 제한적입니다.[74]

참고 항목

참고문헌

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