Lần đầu tiên phát hiện nhóm máu ở người ABO do tác giả Landsteiner khám phá năm 1900, từ đó cùng với một số chuyên gia khác nhau về miễn dịch, huyết học, sinh hoá và sinh học phân tử, đặc biệt là miễn dịch huyết học, một số nhóm máu người lần lượt được phát hiện: hệ thống nhóm máu Lewis, nhóm máu P, nhóm máu Ii, nhóm máu Rh, nhóm máu Lutheran, nhóm máu MNs và một số hệ thống kháng nguyên và kháng thể trên bề mặt hồng cầu (hệ Digro, Cartwright, Auberger, Dombrock, Colton, Sid, Sciana, Xg, Wright). Chính sự đa dạng về tính chất và đặc điểm các hệ thống nhóm máu cũng như hệ thống kháng nguyên kháng thể như vậy, đã giúp các nhà lâm sàng bệnh học có thêm kiến thức quý giá trong quá trình chẩn đoán và điều trị bệnh về máu, hoặc một số bệnh lý trong vùng nhiệt đới, đặc biệt là sốt rét. Trong nội dung bài chỉ đề cập nhóm máu có liên quan quan trọng về lâm sàng với bệnh sốt rét, đó là nhóm máu Dyffy.
1-Giới thiệu:
Hệ thống nhóm máu Duffy (Fy) được phát hiện do người ta tìm thấy kháng thể đồng loại trong huyết thanh của bệnh nhân được truyền máu hoặc trong huyết thanh các bà mẹ có con bị bệnh thiếu máu tan máu trẻ sơ sinh. Năm 1950, tác giả Cutbush, Mollison và Parkin đã mô tả một kháng thể trong huyết thanh của một bệnh nhân tên là Duffy bị mắc bệnh ưa chảy máu, (hemiphilie)- người này được truyền máu nhiều lần trong 20 năm. Sau đó, tên bệnh nhân được dùng đặt cho hệ thống nhóm máu này, kháng thể được đặt tên anti-Fya và kháng nguyên tương ứng Fya. Một kháng thể thứ hai (ban đầu được đặt tên là Pluym) được tác giả Van Loghem và Van der Hart mô tả trong cùng năm đó và một số mẫu khác cũng được tìm tháy. Gen Fya được di truyền trội. Kháng thể đối kháng- Fyb được Ikin và cs phát hiện năm 1951. Kháng nguyên tương ứng Fyb chiếm khoảng 80% người da trắng (được chọn lọc ngẫu nhiên). Gen Fyb là đồng trội với gen Fya. Do vậy, trên người da trắng, các phenotype có thể là Fy (a+b-) và Fy(a+b+) và các genotype tương ứng FyaFya, FyaFyb, FybFyb.
Năm 1955, Sanger và cs đã phát hiện ra rằng hầu hết người da đen có phenotyp Fy(a-b-) (phenotyp này không tìm thấy ở người da trắng). Ký hiệu gen Fy được dùng mô tả gen hoặc các gen tương ứng đối với tình trạng này. Người ta nghĩ rằng gen Fy tồn tại dưới dạng dị hợp ở người da trắng. Tuy nhiên, sau này hầu hết người da trắng là dị hợp tử đối với gen Fyx, gen này tạo ra số lượng nhỏ kháng nguyên Fyb.
Năm 1971, Albrey và cs tìm thấy kháng thể không phản ứng với hồng cầu Fy(a-b-) từ người da đen, nhưng phản ứng với Fy (a-b ±), đó là hồng cầu FyxFyx. Kháng thể này được gọi là anti-Fy3 và kháng nguyên tương ứng Fy3.
Hai kháng nguyên được xác định với kháng thể đặc hiệu Fy4 và Fy5 cũng được tìm thấy sau đó (1971 và 1973). Trong 14 năm, hệ thống Duffy vẫn giữ nguyên, mãi đến năm 1987, Nichols và cs đã mô tả một kháng thể đơn dòng của chuột-một phần hệ thống Duffy và được đặt tên anti-Fy6. Kháng thể tiếp theo là anti-Fs và kháng nguyên của nó Fs (1982). Kháng nguyên này có mối quan hệ nhất định với kháng nguyên Duffy. Hơn nữa, hai trường hợp kháng thể tự miễn có tính đặc hiệu tương tự trong hệ thống Duffy cũng đã được Harris mô tả (1990 và 1990), locus Duffy được giả thuyết rằng nằm trên NST số 1.
Một phát hiện đáng chú ý khác được ghi nhận (1957) là sự liên kết giữa Fya và Fyb và sự xuất hiện trên hồng cầu những tính đặc hiệu nhất định do ký sinh trùng sốt rét.
2- Bản chất sinh hoá của kháng nguyên Duffy
P. vivax vào hồng cầu là nhờ thụ thể Duffy trên bề mặt hồng cầu. Dân châu Phi 90% có nhóm máu Duffy (-) được giải thích bằng sự chọn lọc và thích nghi lâu đời có tác dụng chống lại bệnh do P. vivax gây ra. Còn P. falciparum, chỉ ở dạng merozoite mới vào được hồng cầu, vì chỉ dạng này mới gắn được vào các thụ thể cấu tạo từ glycophorin trên bề mặt hồng cầu. Trong vòng 30 giây tiếp xúc, từ 1 - 5 merozoite kịp vào một hồng cầu, mà thức ăn sẽ là hemoglobin; nếu chậm hơn, merozoite sẽ bị diệt ở huyết tương do cơ chế miễn dịch. Từ hồng cầu, ký sinh trùng sản xuất hàng trăm protein riêng (kháng nguyên), đưa một số ra huyết tương và số còn lại thì kết hợp với màng hồng tạo thành các cấu trúc hình núm lồi, nhờ đó hồng cầu có khả năng gắn với nhau hoặc gắn vào nội mạc của mạch máu. Kháng thể chống các kháng nguyên ký sinh trùng có tác dụng làm tan huyết trước khi ký sinh trùng đến giai đoạn thoát ra để vào hồng cầu khác : đó là ý nghĩa bảo vệ của hiện tượng, đồng thời ý nghĩa bệnh lý là gây thiếu máu tan huyết do miễn dịch, làm tịch tụ ký sinh trùng tại lách, làm to lách. Tuy nhiên cơ chế tan huyết phổ biến trong sốt rét là ký sinh trùng trực tiếp phá huỷ hàng loạt hồng cầu trong mỗi cơn sốt theo chu kỳ riêng.
Được trích từ www.hmu.edu.vn |
Một số tác giả đã nghiên cứu bản chất sinh hoá Fya và Fyb. Các phân tích dịch chiết màng hoà tan áp dụng kỹ thuật điện di, đánh dấu phóng xạ và immunoblot đã kết luận: hoạt tính Fya và Fyb nằm trên glycoprotein. Protein là một băng rộng với trọng lượng phân tử40.000 và có viền mở rộng tới 66.000. Các protein trọng lượng 40.000; 64.000 và 80.000 mang hoạt tính Duffy có độ di động tương tự như PAS-2 (monome của MN-sialoglycoprotein), PAS-1 (dime của MN- sialoglycoprotein) và băng protein 3. (trên gel poly arcrylamide có SDS).
Khoáng nguyên Duffy không bền trong môi trường muối, môi trường có pH thấp hoặccó lực ion thấp vì chúng sẽ mất hoạt tính trong thời gian 2 tuần (sự thay đổi này không thấy ở hồng cầu được lưu trữ trong chất chống đông hoặc trong dung dịch chất phản ứng).
3- Di truyền của hệ thống nhóm máu Duffy
Nhiều nghiên cứu tính di truyền và biểu hiện kháng nguyên Duffy. Người ta xác nhận có 4 alen tại locus Duffy: Fya , Fyb, Fyx và Fy.Fya tạo ra kháng nguyên Fya, Fyb ; Fyx tạo ra kháng nguyên dạng chủ yếu Fyb; Fy là gen “câm” không tạo ra kháng nguyên. Các kháng nguyên khác của hệ thống Duffy (Fy3, Fy4) không phải là sản phẩm của gen cùng locus như Fya, Fyb, Fyx và Fy, nhưng kháng nguyên Fy3 có thể là sản phẩm của các gen này. Người ta cũng giả thiết rằng hệ thống Duffy có thể gồm 2 gen liên kết chặt chẽ tại các locus gần kề, trong đó Fya , Fyb, Fyx hoặc Fy tại một locus và Fy3 hoặc alen của nó Fy4 tại vị trí bên cạnh. Vì vậy, ở người da trắng Fya và/ hoặc Fyb là tại một locus, và Fy3 tại một locus khác và haplotyp phổ biến nhất ở người da đen có chứa Fy và Fy4. Trong khi người da đen có Fy(a-b-) Fy-3, thường có kháng nguyên Fy4 với liều kép, thì một số ít người thuộc các chủng tộc khác không có kháng nguyên này. Điều đó càng củng cố giả thuyết cho rằng di truyền hệ thống Duffy khác nhau theo các chủng tộc khác nhau. Giả thuyết về gen ức chế đưa ra rằng: do không tìm thấy người con có Fy(a+b+) nếu một trong hai người (bố hoặc mẹ) có Fy(a-b-) Fy:-3 và người kia có Fy(a+) hoặc Fy(b+). Phenotyp Fyx có thể được giải thích là do hoạt động gen khởi động tại các locus khác nữa mà gen này có tác dụng làm giảm hoạt động đối với gen Fyb. Vì những biểu hiện về huyết thanh học của Fy3, Fy5 và Fy6 tương tự nhau, nên gen Fy3 có thể chịu trách nhiệm cho mỗi epitop; thực tế là cùng với Fy4 và Fs, mỗi epitop được xác định với một kháng thể đặc hiệu của riêng mình, nên Fy3 có thể là gen Duffy cần thiết tương tác với gen Rh bình thường để tạo ra sự biểu hiện Fy5. Theo sơ đồ này, người ta có thể suy đoán protein Fy3 có thể bao gồm khu vực chống chịu với protease- phần nhạy cảm với protease thể hiện như sản phẩm Fy6.
Các mô hình di truyền và sự biểu hiện của kháng nguyên Duffy đã được Issitt và cs (1985), Salmon và cs (1984) đưa ra. Hiện nay, mô hình này chỉ có thể được xem là giả thiết cầnđược nghiên cứu. Thử nghiệm với anti-Fya và anti-Fyb , tần suất phenotyp ở người da trắng Bắc Mỹ cho thấy tất cả nghiên cứu gia đình được thực hiện tới nay đều ủng hộ giả thuyết “alen câm”, khicả cha và mẹ Fy(a-b-) luôn luôn có con Fy(a-b-).
Phenotyp | Tần suất (%) |
Người da trắng Bắc Mỹ | Người da đen Bắc Mỹ | Người Việt |
Fy(a-b+) | 38,29 | 19,87 | 1,18 |
Fy(a+b-) | 15,45 | 9,82 | 85,88 |
Fy(a+b+) | 46,26 | 2,68 | 12,94 |
Fy(a-b-) | ? | 67,63 | 0 |
4. Nhiễm sắc thể mang gen:
Năm 1963, Renwick và Lawler khi nghiên cứu một gia đình có bệnh đục nhân mắt bẩm sinh thấy gen xác định bệnh Cae liên kết chặt chẽ với locus Duffy. Năm năm sau, sự bất thường di truyền của NST số 1 (gọi là Uncoiler 1[Un-1]) cũng được tìm thấy liên kết với locus Duffy. Như vậy, đặt tất cả 3 gen (Un-1, Cae, Duffy) cùng nằm trên một NST. Dữ liệu trên xác nhận đã thu được trong một gia đình, sự sắp xếp lại cấu trúc NST số1 có liên quan đến sự phân bố của nhóm máu Duffy. Các gen khác được cho là nằm trên NST số1 gồm alpha-spectrin (liên kết với Duffy) và gen Rh và locus Duffy được giả thiết là có liên kết với locus Rh.
5. kháng nguyên của hệ thống Duffy và liên quan đến bệnh sốt rét.
5.1. Tính chất chung
Kháng nguyên Duffy không tồn tại tự nhiên dưới dạng hoà tan. Kháng nguyên Fya không thấy trong pha lỏng từ dịch tiết chloroform- methanol của stroma hồng cầu. Kháng nguyên Duffy xuất hiện có giới hạn trên hồng cầu: Fya, Fyb và Fy3 không có trên bạch cầu, Fya và Fyb không thấy trên tiểu cầu. Mặc dù kháng nguyên Duffy không có mặt tự nhiên trong dịch cơ thể, song chất kháng nguyên có thể rời hồng cầu đi vào dịch nổi khi chúng được lưu trữ trong môi trường có lực ion yếu, pH thấp và các chất này ức chế kháng thể đối kháng của chúng. Yếu tố quyết định kháng nguyên Fya và Fyb và Fy3 không bền với nhiệt, bị bất hoạt khi đưa nhiệt độ lên 560C trong 10 phút. Kháng nguyên cũng bị biến tính khi xử lý với formaldehyt, vậy bản chất của nó là protein.
5.2. Phát triển của kháng nguyên Duffy:
Kháng nguyên Fya và Fyb phát triển mạnh trên hồng cầu khi sinh và sớm được tìm thấy trên hồng cầu trong đời sống của thai (6-7 tuần sau mang thai). Kháng nguyên Fy3 và Fy5 không phát triển đầy đủ khi đứa trẻ ra đơì và cho phản ứng yếu với anti-Fy3 và anti-Fy5 so với hồng cầu người trưởng thành. Kháng nguyên Fy3 mạnh dần lên sau khi đứa trẻ ra đời. Hiện chưa có nghiên cứu nào về sự phát triển Fy4 được ghi nhận nhưng Fs đã xác định có trên hồng cầu trẻ sơ sinh.
5.3. Phân bố theo chủng tộc của phenotyp và kháng nguyên Duffy.
Sự phân bố khác nhau phenotyp và kháng nguyên Duffy trong các quần thể khác nhau đã khiến cho chúng trở thành đặc điểm nhân chủng có ích. Chẳng hạn, kháng nguyên Fy xuất hiện với tỷ lệ thấp ở người da đen châu Phi, nhưng lại xuất hiện với tỷ lệ 100% ở quần thể người châu Đại Dương. Tần xuất Fya ở người da trắng Bắc Mỹ và người Âu khoảng 66%, trên tổng số 80% số người đó là Fy(b+). Phenotyp Fy(a-b-) được tìm thấy trên 68% người Mỹ da đen và gần 100% người Phi da đen, nhưng phenotyp này không gặp ở người úc bản địa, tần suất Fya của họ biến đổi từ 90-100%,cho thấy họ có nguồn gốc người châu á.
5.4. Mối liên quan giữa kháng nguyên Duffy và bệnh sốt rét
Các nghiên cứu của Miller và cs (1976) đã cho thấy hồng cầu Fy(a-b-) chống chịu với sự xâm nhập in vitro của Plasmodium knowlesi, sự chống chịu cho thấy trong trường hợp với xâm nhập/ nhiễm Plasmodium vivax, trong số 17 người tình nguyện bị muỗi đốt có nhiễm thoi trùng Plasmodium vivax, chỉ có những người có phenotyp hồng cầu Fy(a-b-) là chống chịu được với sự nhiễm P.vivax. Do vậy, người ta kết luận rằng các thụ thể Fya hoặc Fyb hoặc cả hai trên màng hồng cầu là cần thiết cho sự xâm nhập của P.vivax.
Ngoài mối liên quan giữa kháng nguyên Duffy và bệnh sốt rét do P.vivax, không có mối liên hệ nào với P.falciparum- loại kí sinh trùng sốt rét chủ yếu và gây ác tính ở loài người. Xét nghiệm 420 người sống ở Honduras nhiễm với P.falciparum được tìm thấy như nhau giữa những người có yếu tố Duffy âm và dương.
Giả thiết rằng yếu tố Fya và Fyb là các thụ thể cho sự xâm nhập hồng cầu của P.vivax, câu hỏi đặt ra là hồng cầu người có kháng nguyên Duffy không xác định thấy về mặt huyết thanh học sau khi xử lý với trypsin cũng như hồng cầu Duffy dương tính của loài tinh tinh (Chimpanzee) sau khi xử lý với chymotrypsin vẫn còn bị P.knowlesi xâm nhập. Điều này giả thiết rằng có thể có các thụ thể khác nhau đối với loài Plasmodium khác nhau, Fy3 có thể là cần thiết cho xâm nhập P.knowlesi, Fy6 đối với P.vivax vàepitop chưa biết đối với P.falciparum.
Giả thiết thứ hai cho thấy 2 vị trí hồng cầu có thể là cần thiết cho sự xâm nhập, qua nghiên cứu về quá trình xâm nhập của P.knowlesi giả thiết rằng cần 2 vị trí hồng cầu: một cho sự tiếp xúc, một cho sự liên kết. Nếu không có sự liên kết này, kí sinh trùng sốt rét không thể xâm nhập vào được và người ta biết rằng P.knowlesi tiếp xúc với hồng cầu Fy(a-b-) nhưng sự liên kết này không xảy ra./.