Развитие трансфузиологии. Группы крови. Клеточная трансплантология

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ УКРАИНЫ

ЛУБЕНСКОЕ МЕДИЦИНСКОЕ УЧИЛИЩЕ

РЕФЕРАТ

ИЗ ГЕМАТОЛОГИИ

НА ТЕМУ: РАЗВИТИЕ ТРАНСФУЗИОЛОГИИ. ГРУППЫ КРОВИ. КЛЕТОЧНАЯ ТРАНСПЛАНТОЛОГИЯ

Лубны 2009

РАЗВИТИЕ ТРАНСФУЗИОЛОГИИ

Трансфузионная терапия занимает ведущее место в хирургической практике. Она является основным лечебным мероприятием в борьбе с разного вида шоком, при подготовке больных к оперативным вмешательствам, во время и после операций.

Кровь и ее производные являются одними из важнейших лечебных средств, известных с древности. С незапамятных времен кровь привлекала к себе внимание наблюдательного человека. С нею отождествлялась жизнь. О благоприятном влиянии крови сложено множество легенд. Говорят, что в XIV в. в противоречие канонам церкви папа римский, будучи в преклонном возрасте, для поддержания сил стареющего организма решился на переливание крови.

В настоящее время в истории трансфузиологии выделяют пять периодов.

Iпериод -- от античных времен до 1628 г. Ранения человека в многочисленных военных действиях, на охоте заканчивались смертельным исходом и наводили человека на мысль о том, что кровь -- это жизненная сила, с потерей которой душа покидаетьтело. Врачи античных времен -- Гиппократ, Плиний -- в своих трудах описывали метод лечения больных, страдающих психическими расстройствами, кровью здоровых людей. В древней мифологии сохранилось много повествований, где воспевались целебные свойства крови, способные вернуть человеку молодость и красоту. У многих древних народов основным методом лечения был прием крови внутрь, что получило название вампиризма. Этот метод существовал и во времена Средневековья, вплоть до начала эпохи Возрождения.

IIпериод -- связан с открытием Уильямом Гарвеем законов кровообращения. Это было в 1628 г. Открытие кровообращения У. Гарвеем положило начало научному подходу к проблеме переливания крови. Экспериментальные работы по переливанию крови в 17 в. проводилось английскими естествоиспытателями -- Поттером, Кларком, Коксом, Лоуэром, французскими -- Бюр-дело, Денисом, итальянскими -- Кассини, Маньяни, немецкими -- Майором, Этмюллером, Кауфманом, Пурманом. Так, в 1666 г. лондонский анатом Лоуэр провел серию блестящих опытов по прямому переливанию крови. Предварительно обескровленной собаке переливалась кровь от другой, более крупной собаки. Для этого Лоуэром была предложена система серебряных трубочек. Эти эксперименты подтолкнули подобные исследования в других странах. 15 июня 1667 г. французский профессор математики и философии Дени и хирург Эммерени впервые успешно перелили кровь животного человеку -- юноше 16 лет, который погибал от 20 «лечебных» кровопусканий. Далее было проведено еще 4 успешных переливания, закончившиеся благополучно. Однако после следующей трансфузии больной через 2 месяца скончался. В 1668 г. запретили переливание крови без разрешения медицинского факультета Парижского университета. Гемотрансфузии человеку были прекращены почти на целое столетие.

Ш период -- в истории трансфузиологии берет начало с XVIII в. Неудачи в переливании гетерогенной крови привели к мысли о возможности переливания только человеческой крови. В 1819 г. физиолог и акушер Блендель из Англии впервые произвел переливание крови от человека человеку. Больному раком желудка, у которого наметилось улучшение, было перелито 420 мл крови. Для этой цели Блендель использовал аппарат, им же сконструированный и состоящий из резервуара, медного шприца, нагнетающего кровь в канюлю, которая соединялась с веной больного. Вмонтированные в систему клапаны обеспечивали надежную подачу крови больному. Емкость вокруг насоса для согревания заполнялась теплой водой. По существу, Бленделем был предложен метод непрямого переливания крови. В 1832 г. акушер Г. Вольф перелил кровь женщине, умиравшей после родов от маточного кровотечения, что привело к полному ее выздоровлению. В отечественной литературе первые предложения переливания крови больным появились в работах профессора Кронштадтского врачебного училища Матвея Пэкэна (1787 г.) и профессора медико-хирургической академии в Петербурге С. Ф. Хотовицкого (1830 г.). И. В. Буяльский (1846 г.) настаивал на применении переливания крови при лечении раненых. В 1847 г. прозектор Московского университета И. М. Соколов впервые перелил сыворотку крови человека больному холерой. С. П. Коломнин впервые перелил кровь с благополучным исходом в военных условиях.

Тем не менее несмотря на достигнутые успехи, осложнений при переливании крови было очень много, поэтому переливанию крови предпочитали физиологический солевой раствор.

IVпериод -- ознаменовался открытием в 1900-1901 гг. венским бактериологом К. Ландштейнером трех групп крови. В 1907 г. Янский и в 1910 г. Мосс выделили четвертую группу крови. Американский хирург Дж. Крайл в 1907 г. первый применил учение о группах крови в практике переливания крови. И к 1909 г. Он сообщает о 61 успешном переливании крови. Однако переливание крови без ее стабилизации было крайне затруднительно.

В этой связи крупным событием начала 20 в. следует считать предложение В. А. Юревича и Н. К. Розенгарта (1910 г.), Г. И. Гюстена, Аготе, Левинсона использовать цитрат натрия для предотвращения свертывания крови при переливаниях, так называемый цитратный метод переливания крови получил все общее признание. Появилась возможность транспортировать кровь набольшие расстояния, что нашло свое применение уже в первую мировую войну, когда была подтверждена ценность переливания крови для спасения жизни тяжелораненым в боевой обстановке.

Vпериод -- его началом явилось 20 июня 1919 г., когда в Ленинграде В. Н. Шамовым было проведено первое переливание крови с учетом групповой принадлежности. Этот период ознаменуется большим вкладом русских ученых в развитие гемотрансфузиологии. Колоссальную работу по созданию гемагглютинирующих сывороток проделали В. Н. Шамов, Н. Н. Еланский, И. Р. Петров. Для того чтобы получить эти сыворотки, ученым пришлось обследовать огромное количество людей путем перекрестных реакций от разделенных по изогемагглютинационным свойствам доноров. С внедрением метода гемотрансфузии в клиники нашей страны появилось множество проблем: консервирование, хранение крови, техническое оснащение гемотрансфузии, донорство. Поэтому с целью научно-методической разработки проблем переливания крови в Москве в 1926 г. по инициативе А. А. Богданова был открыт первый в мире институт переливания крови. В последующем были открыты институты в Харькове (1930 г.), в Ленинграде (1932 г.). С 1925 г. для консервирования крови стали применять глюкозо-цитратную среду с добавлением антибактериальных препаратов, многоатомных спиртов.

В России первым фундаментальным трудом по переливанию крови стала книга А. М. Филомафитского "Трактат о переливании крови как единственном средстве во многих случаях спасти угасающую жизнь, составленный в историческом, физиологическом и хирургическом отношениях..." (1848 г.). В 60-80-х гг. XIX в. в России было сделано 3 важных открытия в области переливания крови: С. П. Коломнин ввел метод внутриартериаль-ного переливания, В. В. Сутугин -- метод консервирования и В. Раутенберг -- метод химической стабилизации крови. Н. И. Пирогов подчеркивал пользу переливания крови при некоторых ранениях в полевой обстановке.

В конце XIX в. Шмидт проводил опыты по изучению механизма свертывания крови, а П. Эрлих, И. И. Мечников, Е. С. Лондон, Л. А. Тарасевич наблюдали гемолиз эритроцитов при смешивании их с сывороткой крови различных животных. В 1929-1930 гг. хирурги С. С. Юдин и В. Н. Шамов предложили метод переливания трупной крови. В 1933 г. М. С. Малиновский разработал метод использования для гемотрансфузии плацентарной крови. В эти же годы А. Н. Филатовым и Н. Г. Карташевским впервые в мире была получена нативная плазма. В 1939 г. Л. Г. Богомолова получила сухую плазму, приготовленную путем лиофилизации. Ею же были разработаны и научные основы безвозмездного донорства.

С развитием трансфузиологии в клинике разрабатываются и применяются новые трансфузиологические методы регулирования функций организма при оперативных вмешательствах, шоке, кровопотере, у тяжелобольных с сердечно-сосудистой и дыхательной недостаточностью, в послеоперационный период и т. д. Внедряются в лечебную практику методы искусственного кровообращения, управляемой гемодилюции, регионарной перфузии растворами с различными лекарственными средствами.

ГРУППЫ КРОВИ ОСНОВЫ ИЗОСЕРОЛЮГИИ

Изосерология изучает антигенные структуры крови. Система антигенов АВО была открыта в 1900 г. австрийским ученым К Ландштейнером. Наличие групповых специфических анти-генов-агглютиногенов в эритроцитах и антител-агглютининов в плазме крови определяет группу крови человека. При взаимодействии одноименных агглютиногенов эритроцитов одного человека и агглютининов плазмы другого человека происходит агглютинация эритоцитов, т. е. реакция изогемагглютинации. В настоящее время у человека обнаружено более 500 различных агглютиногенов, которые, подобно мозаике, покрывают клетки крови. Наибольшее значение имеют те, которые могут вызвать посттрансфузионные осложнения. Эти агглютиногены распределяются по 9 системам: ABO, Rh-Hr, MNSS, Р. Келл-Челлано, Даффи, Кидд, Льюис, Лютеран. По каждой из них различают несколько групп крови, у каждого человека есть около 30 вариантов сочетаний.

Антигены (агглютиногены) -- вещества белковой природы, которые располагаются на поверхности форменных элементов крови, преимущественно эритроцитов. Основные свойства антигенов: иммуногенность, т. е. способность вызывать в организме образование антител и вступать с ними в реакцию, специфичность -- взаимодействуют только с одноименными антителами. Температурный оптимум реакции +15 - +25 °С Антигены лейкоцитов идентичны антигенам в тканях человека, имеют значение в трансплантологии при пересадке органов и тканей. Известно около 200 антигенов лейкоцитов, однако наиболее изученными являются HLA антигены, которые называются антигенами гистосовместимости. Антигены тромбоцитов аналогичны антигенам эритроцитов и лейкоцитов, однако менее активны. В настоящее время известно 4 вида: PI, ZVS, WAX, Ко. Лн-тигены плазмы -- а, (3, у-глобулины, вызывают синдром . гомологичной крови.

Антитела (агглютинины) -- плазменные глобулины, обладающие свойствами вступать в соединение с одноименными агглю-тиногенами клеток крови, вызывать их склеивание (агглютинины) и разрушение (гемолизины). Агглютинины могут быть Холодовыми -- действуют при температуре от +4 до +18 °С, тепловыми -- активны при +37 °С. По отношению к среде, в которой действуют агглютинины, они разделяются на полные, которые активны в физиологическом растворе, и неполные, которые действуют в коллоидной среде. Реакция агглютинации возможна только при наличии высокомолекулярной среды: человеческая сыворотка, альбумин, желатин, декстран, полиглюкин. Именно поэтому при определении резус-фактора стандартными сыворотками с неполными агглютининами необходимо брать исследуемые эритроциты в собственной сыворотке либо добавлять желатин.

В плазме человека есть агглютинины, которые соединяются либо только с агглютиногенами эритроцитов (антиэритроцитар-ные антитела), либо с агглютиногенами лейкоцитов (антилейкоцитарные антитела), либо с антигенами тромбоцитов (анти-тромбоцитарные антитела).

Часть агглютининов передается человеку по наследству и существует на протяжении всей жизни человека -- это естественные агглютинины аир. Другие агглютинины появляются в какой-либо период жизни человека в результате иммунизации аггглютининами, например, при переливании резус-положительной крови резус-отрицательному человеку. Это иммунные агглютинины.

Ключевые положения

* Группа крови человека -- это набор антигенов, которые находятся в эритроцитах, лейкоцитах, тромбоцитах, плазменных белках.

*Группа крови остается неизменной на протяжении всей

жизни человека.

¦Передача групповых свойств крови осуществляется по

классическим законам генетики.

СИСТЕМА АВО

Все человечество в зависимости от содержания в эритроцитах антигенов (агглютиногенов) А и В делится на 4 группы:

Iгруппа -- не содержит антигенов;

IIгруппа -- содержит агглютиноген А;

III группа -- содержит агглютиноген В;

IV группа -- содержит агглютиногены А и В.

В сыворотке крови содержатся агглютинины аир. Агглютинин а склеивает лишь те эритроциты, которые содержат агглютиноген А, агглютинин (3 -- те, которые имеют агглютиноген В.

В нашей стране приняты буквенные и цифровые обозначения групп крови: Оа(3 (I), Ар (II), Ва (III), АВ0 (IV).

Процентное соотношение лиц с различными группами крови в различных местах земного шара неодинаково. В странах СНГ оно приблизительно таково:

Осф (I) АР (II) Ва (III) АВ0 (IV)

32% 40% 20% 8%

При более глубоком изучении групп крови было установлено, что агглютиноген А имеет три разновидности: А , А , А3, которые отличаются друг от друга способностью склеивать эритроциты. Эритроциты, содержащие агглютиноген Av дают быстро наступающую (до 1 мин крупнозернистую агглютинацию, эритроциты, содержащие агглютиноген А2 дают замедленную (после 5 мин) мелкозернистую агглютинацию, агглютиноген А, обладает слабыми агглютинириующими свойствами. У человека в 88% случаев встречается агглютиноген Av в 12% -- агглютиноген А .

При определении групп крови необходимо учитывать особые состояния врожденного или приобретенного характера. К ним относятся:

1) кровяные химеры -- когда в крови человека присутствуют эритроциты разных групп (например, если больному А(3 (II) группы перелили много крови Оар (I) группы либо врожденный химеризм -- чаще у разнояйцевых близнецов);

2) бомбейская кровь -- кровь, не содержащая ни агглютино-гена А ни В, ни Н антигена, но присутствуют агглютинины а и р. Такие люди считаются Оар (I) группы, но переливать им можно только бомбейскую кровь, т. к. она содержит анти-Н-антитела, а в крови людей Оар (I) имеется Н-антиген;

3) дефектные группы крови -- в крови не хватает какого-либо признака, например, О, Ог, А , В0, О00.

СИСТЕМА РЕЗУС

В 1937 г. Ландштейнер и Винер открыли резус-фактор (Rh-фактор). В ходе опытов по иммунизации кролика эритроцитами обезьяны макака-резус (Makakus rhesus) была получена сыворотка, агглютинировавшая 85% образцов эритроцитов человека независимо от групповой принадлежности. Так было установлено наличие в эритроцитах человека вещества антигенной природы, аналогичной таковому у макаки-резус. Оно получило название резус-фактор. Практическое значение имеют б агглютиногенов системы резус: три из них являются разновидностью агглютиногена Rh, а три -- разновидностью агг-лютиногена Нг. Антиген системы резус содержится в эритроцитах у 81~85% людей, они являются "резус-положительными". У 1 б-19% людей в крови нет агглютиногена резус, они являются "резус-отрицательными". Для обозначения антигенов резус используется две номенклатуры. Одна предложена Винером и обозначена символами Rh , rh\ rh", Hr , hr\ hr". Другая номенклатура предложена Фишером и Рейсом, используется буквенные обозначения D, С, Е, d, с, е. Антигены резус наследуются от родителей и в течение жизни не меняются.

Фактор Rh является самым сильным антигеном и чаще всего бывает причиной иммунизации при переливании крови, резус-конфликтной беременности, может вызвать посттрансфузион-ные осложнения. При переливании резус-положительной крови резус-отрицательному больному, у него могут появиться иммунные резус-антитела. Антитела могут также появиться в крови резус-отрицательной беременной женщины в ответ на резус-положительный плод. Резус-несовместимость (резус-конфликт) возникает в случае повторного контакта сенсибилизированного человека с резус-фактором (переливание крови, беременность).

Необходимо знать, что резус-отрицательным можно считать донора, у которого в крови нет RhQ, rh\ rh". Все резус-отрицательные и большинство резус-положительных людей являются Hr-положительными, т. е. имеют агглютиноген Нг, они Нг-отрицательные. Иммунизация и осложнения по агглютиногенам Нг возникают редко.

В крови существует множество других антигенов. Они обозначены как системы MNSS, Келл, Даффи, Кидд, Лютеран и др. Выраженные посттрансфузионные осложнения и гемолитическая болезнь вызываются ими крайне редко. В настоящее время антигены выявлены в лейкоцитах, тромбоцитах, других белковых структурах общей численностью около 300 видов.

Ключевые положения

* Система резус является одной из наиболее сложных изо-серологических систем.

* Антиген системы резус содержится в эритроцитах человека, наследуется от родителей и не изменяется на протяжении жизни.

* Естественные антитела к агглютиногенам Rh-Hr практически не встречаются, поэтому принадлежность по системе Rh-Hr зависит от комбинации агглютиногенов.

* Фактор Rh -- самый сильный антиген, который может вызывать иммунизацию.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ИЗОСЕРОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КРОВИ

Со времени открытия групп крови получило широкое использование правило Оттепберга: "Эритроциты донора не должны содержать агглютиногены, одноименные естественным агглютининам реципиента" .Что это означает? Это означает то, что кровь доноров ОаР (I) группы можно переливать реципиентам всех групп, т. к. эритроциты донора не содержат аг-глютиногенов А и В. Поэтому доноры Оар (I) группы были названы "универсальными донорами". Однако обескровленным больным переливание больших доз крови "универсального донора" может привести к гемолизу эритроцитов реципиента избытком донорских антител, что клинически будет проявляться картиной гемолитического шока. Поэтому в настоящее время придерживаются строгих правил:

1. Переливать можно только одногруппную кровь.

2. Переливать можно только кровь, совместимую по резус-фактору.

3. Обязательным является проведение проб на совместимость.

КЛЕТОЧНАЯ ТРАНСПЛАНТОЛОГИЯ

Активное внедрение метода тканевых культур в России, гипотеза о существовании "полибластов", экспериментально-научное обоснование унитарной теории кроветворения, введение в науку понятия о стволовых клетках -- вот лишь немногие заслуги профессора Императорской военно-медицинской академии А. А. Максимова, на основе которых разрабатываются современная клеточная биология и регенеративная медицина не только в России, но и во всем мире.

Бурное развитие биотехнологии в медицине на рубеже XX-XXI вв. было бы невозможно без фундаментальных открытий в области гистологии. Значительный вклад в эту область сделал А. А. Максимов.

На сегодняшний день под стволовыми клетками понимают клетки, сохраняющие потенциал к развитию в разных направлениях. Из стволовой клетки могут возникнуть и кожная, и нервная клетки, и клетки крови (Корочкин Л. И. 2002, 2003 г.).

Считалось, что во взрослом организме стволовые клетки отсутствуют, что их существование ограничивается самым ранним периодом эмбрионального развития (Фриденштейн А. Я. с соавт., 1980 г.). В настоящее время установлено, что стволовые клетки обладают следующими свойствами:

- отсутствие специализации;

- способность к самовоспроизводству;

- способность к многократному делению;

- способность развиваться в специализированные типы клеток.

Виды стволовых клеток (СК) 1. Эмбриональные СК -- присутствуют только на ранних стадиях внутриутробного развития (бластоциста). Способны развиваться во все типы клеток.

2. Фетальные СК -- клетки плода. Способны дифференцироваться во многие типы клеток. Отдельно рассматривают стволовые клетки пуповинной крови.

3. СК взрослого человека- Способность дифференцироваться ограничена несколькими (чаще 1-2) типами клеток.

Выделяют: гемопоэтические стволовые клетки (дают начало клеткам крови); мезенхимальные стволовые клетки (дифференцируются в хрящ, кость, сухожилия, мышцы); стволовые клетки эпителия и др.

Перспективы применения стволовых клеток

Трансплантология -- создание аллогенных трансплантатов паренхиматозных органов.

Неврология -- регенерация нервной ткани.

Реконструктивная медицина -- воссоздание утраченных органов.

В настоящее время получение стволовых клеток осуществляется из пуповинной крови.

Преимущества использования пуповинной крови

1. Отсутствует риск здоровью матери и ребенка (донора) и не требуется общая анестезия при сборе пуповинной крови.

2. Появляется возможность длительного хранения гемопоэ-тических клеток в замороженном состоянии как аллогенного трансплантата.

3. Выявлена большая возможность использования не полностью совместимых по HLA-системе (от 1 до 3 антигенов) трансплантатов.

4. Увеличивается вероятность нахождения редких HLA-ти-пов трансплантатов.

5. Значительно снижается риск передачи некоторых латентных инфекций, передаваемых трансмиссивным путем.

6. Требуется меньше времени для поиска необходимого HLA-типа трансплантата.

Технологический процесс заготовки, обработки и хранения стволовых клеток в системе BioArhive Госпитальный этап (сбор пуповинной крови) 1. Получение согласия роженицы на проводимую процедуру.

2. Обследование роженицы на носительство HbsAg, наличие антител к вирусам гепатита В и С, ВИЧ-инфекции, сифилиса и цитомегаловирусной инфекции (желательно).

3. После отделения плаценты последняя с пуповиной переносятся в помещение стерильной операционной, где подготовленный персонал (1 человек -- средний медперсонал) после обработки пуповины в стерильных условиях осуществляет забор крови в комплект для заготовки.

4. Производится маркировка комплекта.

5. Комплект помещается в термоконтейнер и в течение 2 ч доставляется в Банк.

Сбор стволовых клеток из периферической крови

1. Обследование пациента на носительство HbsAg, наличие антител к вирусам гепатита В и С, ВИЧ-инфекции, сифилиса и цитомегаловирусной инфекции (желательно).

2. Мобилизация выхода стволовых клеток в кровяное русло (за несколько дней до сбора).

3. Проведение процедуры цитафереза, сбор фракции стволовых клеток в комплект для заготовки.

4. Маркировка комплекта.

Этап обработки в Банке стволовых клеток (БСК)

1. Регистрация входящих образцов.

2. В стерильных условиях производится забор 5 мл крови на лабораторные исследования.

3. Производится центрифугирование в течение нескольких минут, результатом чего является оптимальное разделение компонентов крови. Плазма первой поступает в мешок для сбора плазмы, далее фракция стволовых клеток поступает в мешок для сбора стволовых клеток, эритроциты поступают в мешок, предназначенный для их сбора.

4. Осуществляется штрихкодовая маркировка мешков и кассет, в которых будет размещен мешок.

5. Образец размещается в кассете и рабочем модуле.

6. Производится регистрация образца.

7. Рабочий модуль с образцом помещается в BioArhive.

8. Контроль состояния системы осуществляется автоматически.

Лабораторно-длагностический комплекс

1. Прием, маркировка и регистрация исследуемых образцов.

2. Определение групповой и резус-принадлежности гелевым методом (для пуповинной крови).

3. Бактериальный посев на стерильность.

4. Выбраковка образцов.

5. Исследования ИФА-методом на ВИЧ-I и II, HbsAg, вирусный гепатит С, цитомегаловирус, HTLV-I и II, сифилис и ток-соплазмоз.

6. Выбраковка образцов.

7. Выявление генетических заболеваний; талассемий, анемий, дефицита аденозиндезаминазы, агаммаглобулинемии Бру-тона, болезней Харлера и Гюнтера методами кариотипирова-ния с применением FISH и ПЦР.

8. Выбраковка образцов.

9. Реакция ПЦР на ЦМВ и ВИЧ.

10. Выбраковка образцов.

11. Качественный и количественный анализ ядросодержа-щих клеток по CD34, АС133, CD14, КОЕ-ГМ методами проточной цитофлуориметрии и долгосрочного культивирования клеток.

12. HLA-типирование методом ПЦР (кроме персонифицированного хранения).

13. Регистрация полученных результатов с занесением их в единую базу данных.

Клеточные технологии в медицине регламентированы приказом Министерства здравоохранения Российской Федерации № 325 от 25 июня 2003 г.

Таким образом, в раздел медицинской науки, посвященный изучению регенеративных процессов, сделан большой вклад. На этом пути предстоит сделать еще очень много для того, чтобы познать тонкие механизмы поведения стволовых клеток и находить возможности использования наших знаний в клинической практике.

Использованная литература

1. Переливание крови и кровезаменителей в хирургии и педиатрии: Учебное пособие. -- М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К°», 2006. -- 128 с.