密歇根大學病理學副教授、血庫和輸血服務醫療主任羅伯遜·D·達文波特解釋道。
輸血和器官移植之間有幾個重要的區別。輸注的紅細胞預計最多持續三個月,而移植的器官有望執行多年。輸血是血管內進行的,而移植當然是植入的。對血管內給予的外來抗原的免疫反應往往不如透過其他途徑引入的抗原的反應明顯。移植的器官含有來自供體的一些免疫細胞,這些細胞可以刺激受體,而輸血中可能存在的大多數免疫細胞在給藥前會被過濾掉。
受體可能會排斥輸血,導致輸血反應,但這種情況相對罕見。為了理解這種情況是如何發生的,有必要了解一些基本的免疫學知識。免疫反應有兩種基本型別:體液免疫或抗體介導的免疫和細胞免疫。體液免疫反應會導致產生針對外來抗原的特異性抗體。當這些抗體附著在抗原上(例如在細菌上)時,就會形成免疫複合物。身體的巨噬細胞,主要在肝臟和脾臟中,然後會移除並破壞免疫複合物。一旦附著在抗原上,抗體還可以啟用所謂的補體途徑。最終,補體啟用可以在被抗體覆蓋的細菌或細胞的膜上打孔。當紅細胞成為抗體和補體的靶標時,就會導致一種稱為溶血的狀況。輸血引起的免疫反應(如果發生)通常是體液性質的。相比之下,器官和骨髓移植通常會引發細胞免疫反應,從而導致產生特異性細胞毒性淋巴細胞。
關於支援科學新聞
如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保關於塑造我們今天世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
輸血中最重要的血細胞抗原存在於ABO系統中。血型可以是A型(紅細胞上有A抗原但沒有B抗原),B型(有B抗原但沒有A抗原),AB型(同時有A和B抗原)或O型(既沒有A也沒有B抗原)。幾乎所有六個月以上的人都擁有針對他們不產生的A或B抗原的抗體。例如,A型個體在他的紅細胞上有A抗原,而在其血漿中有抗B抗體。如果將血液輸給已經具有針對輸血細胞的抗體的患者(例如,給予此個體B型血液),則可能會發生嚴重的反應。由於針對A和B抗原的抗體擅長啟用補體,因此輸注ABO不相容的紅細胞會導致迴圈中的細胞分解並引起強烈的炎症反應。最終結果可能是腎功能衰竭甚至死亡。幸運的是,這種立即排斥輸注的紅細胞的情況很少見。
一種更常見的輸注紅細胞排斥反應是遲發性溶血反應。在這種情況下,患者沒有預先存在的針對輸血紅細胞的抗體。相反,免疫反應發生在輸血後數天至數週。在這種反應中產生的抗體往往不會啟用補體,因此迴圈中的輸注紅細胞通常不會分解。相反,這些細胞被脾臟移除,可能會發生較輕的炎症反應。遲發性溶血反應大約每5,000次輸血中發生一次。所涉及的抗體可以針對數百種已知的血型抗原中的一種或多種。遲發性溶血性輸血反應通常不是很嚴重,但有時確實會導致腎功能衰竭。患有鐮狀細胞性貧血的患者發生遲發性溶血反應的風險更高,因為他們經常接受多次輸血。這些反應可能比其他患者更嚴重,因為含有正常血紅蛋白的紅細胞的損失以及反應引起的炎症可能會觸發鐮狀細胞危象。
血庫進行輸血前相容性測試以避免溶血反應。常規輸血前測試包括分析患者的紅細胞中的A和B抗原,測試血漿中是否存在抗A和抗B抗體,測試紅細胞上的Rh(D)抗原以及篩查血漿中其他紅細胞抗體。由於ABO不相容可能非常嚴重,醫生需要確保患者的ABO血型正確。這就是為什麼醫院要測試抗原和抗體,並要求測試之間達成一致才能得出血液型別的原因。在數百種其他血型抗原(包括Rh系統中的數十種)中,僅對另一種進行常規測試:Rh(D)抗原,它是最有可能引起免疫反應的抗原。如果存在,則患者為Rh陽性。Rh陰性的人在輸注Rh陽性血液後有大約85%的機率會產生抗體,而其他血型抗原則不是那麼強的免疫刺激物。針對意外(不是A或B)抗體的篩查測試涵蓋了患者最有可能產生的約25種抗體,並且可以檢測到因先前輸血或懷孕而產生的紅細胞抗體。如果篩查結果呈陽性,則進行進一步測試以確定抗體的特異性並選擇來自缺少相應抗原的供體的血液。更常見的是,抗體篩查結果為陰性,即使供體和受體之間可能存在其他血型差異,我們也可以安全地輸注ABO相容的紅細胞。
對於化療患者進行血小板而不是紅細胞輸注的情況略有不同。由於A和B抗原在血小板上的表達較弱,因此在這種情況下它們不太重要。儘管存在血小板特有的抗原,但即使經過多次輸血,人們也很少產生針對它們的抗體。但是,在移植中至關重要的HLA抗原在血小板上強烈表達(但在紅細胞上的表達非常微弱)。患者通常會因輸血或懷孕而產生針對HLA抗原的抗體。當血小板輸給具有相應HLA抗體的患者時,它們會非常迅速地從迴圈中清除,這本質上是對輸血的立即排斥。通常不會像不相容的紅細胞輸血那樣發生臨床明顯的反應,但是血小板輸注是無效的。這樣的患者可能會對血小板輸注產生難治性(意味著血小板計數不會升高,患者不會獲得任何益處),並且可能面臨嚴重的出血風險。對血小板輸注產生難治性是癌症化療和骨髓移植中的一個嚴重問題。不幸的是,測試HLA和血小板抗體比測試紅細胞抗體要困難得多。對於多次血小板輸注後沒有成功反應的患者進行血小板相容性測試。
當輸注白細胞(如淋巴細胞)時,情況會變得更加複雜。通常,在今天輸注的大多數血液單位中,有極少量的活白細胞。具有正常免疫系統的人可以排斥輸注的供體淋巴細胞,這是一件好事。如果輸注的淋巴細胞不被排斥,則可能會出現問題。對供體白細胞進行的非常敏感的測試表明,它們可能會在受體的血液中持續一到兩週,然後被排斥。但是,輸注的淋巴細胞有可能存活並增殖。在輸血後的幾個月或幾年中,在一些患者中發現了少量的供體淋巴細胞。這會導致一種微嵌合狀態,其中患者的一小部分免疫系統在基因上是外來的。我們不清楚微嵌合的全部含義,但它很可能會引起免疫反應中的一些異常。在最嚴重的情況下,輸注的淋巴細胞不僅可以存活,而且還會對患者的組織產生反應。這會導致移植物抗宿主病,這種病通常是致命的。細胞免疫力明顯受損的患者有發生輸血相關性移植物抗宿主病的風險。此類患者的血液通常會進行伽馬射線照射,以防止這種罕見但非常嚴重的反應。