Материал: Донсков С.И., Мороков В.А. Группы крови человека. Руководство по иммуносерологии

Ретроспективный взгляд на 3 генетические теории

Винер не разделял теорию трех генов Фишера – Рейса, оставаясь последовательным приверженцем концепции одного гена. Не признал он и кроссинговер. Действительно, при наличии одного гена кроссинговер маловероятен. Убежденность, с которой Винер отстаивал свои взгляды, побуждает критически отнестись к рассмотрению этого вопроса.

Легко приняв на веру подкупающую простотой теорию Фишера – Рейса, мало кто из специалистов, кроме Винера, подверг ее серьезной перепроверке. Прокоп и Гёллер в фундаментальном труде «Группы крови человека» [90] пишут, что Винер критиковал теорию кроссинговера, неоднократно проверяя ее по таблицам популяционно-генетических исследований и не находя в них подтверждения ожидаемого кроссинговера. Напротив, некоторые позиции противоречили теории Фишера.

По мнению Рейса [544], на кроссинговер указывали лишь единичные наблюдения, из которых трудно было сделать однозначное заключение о существовании этого феномена.

В концепции Типпетт также нет места кроссинговеру. Трудно ожидать перекреста двух расположенных рядом тесно сцепленных локусов. При таких условиях более вероятны делеции, мутации и конверсии.

Как и любое теоретическое построение, рассмотренные выше 3 генетические теории – это лишь предположения, попытки систематизировать, объяснить экспериментальные данные, исходя из представлений того времени.

Сегодня можно высказать суждение (ни в коей мере не подвергая сомнению теорию Фишера), что порядок расположения генов RH может соответствовать последовательности D – E – C и это ничего не меняет на фенотипическом уровне. Кроссинговер (если он в системе Rh происходит) может дать такие же сочетания антигенов при последовательности генов D – E – C, как и при последовательности D – C – E (см. рис. 4.2). Последовательность генов C – D – E также ничего не меняет в Rh-фенотипе человека, если допустить возможность выборочной конверсии генетического материала при мейозе.

Гаплотип cDe встречается в 10–13 раз чаще у негроидов, чем у европеоидов (42,3 и 3,2 % соответственно [108]). Если бы гаплотип cDe являлся результатом кроссинговера, как полагал Фишер, то частота гаплотипов Cde, cdE, CDE и CdE также должна быть существенно выше у негроидов, чем у европеоидов. Однако в действительности частота указанных гаплотипов у представителей этих двух рас приблизительно одинакова. Тем не менее идея Фишера о том, что редкие гаплотипы образуются посредством кроссинговера частых гаплотипов, признается всеми исследователями как весьма элегантная, и если кроссинговер не был до сих пор убедительно доказан, то он и не был полностью опровергнут.

Теоретические построения Типпетт, при всей их оригинальности, также не могут рассматриваться как истина в последней инстанции. В них много допущений. Не ясно: почему чаще образуются антитела анти-С, анти-с, анти-Е и

166

анти-е, чем антитела анти-се, анти-Се, анти-сЕ и анти-СЕ, хотя обе группы антител стимулированы, как полагает Типпетт, одним полипептидом? Почему так часто образуются несепарируемые анти-DC-антитела, если антигены D и C находятся на разных полипептидах? Почему чаще вырабатываются анти-DЕ- антитела, чем анти-Е, но реже, чем анти-DC? Винер объяснял это существованием двух агглютиногенов: Rhо' (DC) и Rhо" (DE), которые­ встречаются с разной частотой. По мнению Фишера, это объясняется тем, что гены D и Е, а значит и антигены D и Е, дальше отстоят друг от друга, чем D и С, поэтому вероятность образования анти-DC-антител выше, чем анти-DE. С позиций концепции Типпетт образование комбинированных антител анти-DC и анти-DE можно объяснить, допустив, что эпитопы Rh мозаично переплетены на поверхности эритроцитов в виде близкорасположенных пар DC и DE.

Концепция двух генов пока еще осмысливается иммуносерологами, привыкшими оперировать категориями Винера, Фишера и Рейса. Если антитела антисе, анти-Се, анти-сЕ и анти-СЕ определяют продукты гена RHСЕ, то почему антитела анти-DC и анти-DE не могут свидетельствовать о существовании гена RHDCE с аллелями DC и DE, подобно тому, как считал Винер?

Пока ответом на этот вопрос служит открытие двух разных протеинов, несущих антигены D и СЕ. Однако не исключено, что в ближайшем будущем могут быть найдены протеины, несущие одновременно специфичность D и С, D и Е. Гибридные гены DC–D / D–DC, продуцирующие необычные иммунодоминантные протеины, известны. Вместе с тем следует признать, что теория двух генов представляет несомненный прогресс в иммуносерологии и весьма перспективна для дальнейших молекулярно-биологических изысканий.

Как справедливо указывают Issitt, Anstee [374], дискуссия относительно трех генетических теорий системы резус далека от завершения. Однако эта дискуссия не содержит антагонистических противоречий. Как первая, так и вторая, и третья теории не противоречат практике и вполне устраивают иммуносерологов, судебныхмедиков,генетиковидругихспециалистов.Различаясьпоформе,этиконцепции никак не сказываются на интерпретации результатов фенотипирования при использовании конкретных тестовых реагентов. В этих теориях практически все позиции общие, за исключением количества детерминирующих генов.

Номенклатура Фишера – Рейса не противоречит номенклатуре Винера, так как опирается на одни и те же факты (обе исследовательские группы, Рейса в Англии и Винера в Америке, обменивались найденными сыворотками и сопоставляли полученные результаты). Концепция Типпетт никаких изменений в существующую номенклатуру не внесла.

И все-таки, может быть, более всех прав Винер, и наблюдаемое разнообразие фенотипов резус, несмотря на национальные и расовые особенности, обеспечивается одним геном? Многочисленных воздействий на дистанции «формирование гена → ген → готовый продукт» в виде кроссинговера, конверсии, мутации, делеции, пространственного взаимовлияния генов друг на друга и

167

всего, что может воздействовать на кодирующую ДНК и синтез полипептидов, более чем достаточно, чтобы обеспечить существующее разнообразие. Вряд ли для этого нужно 3, а тем более 50 генов, достаточно одного. Теория Типпетт построена в унисон теории Винера. Она по сути представляет собой возврат от теории трех генов или более к теории одного гена.

Наследование

Rh-антигены передаются индивиду по наследству в виде двух гаплотипов: одного – от отца, другого – от матери. Как и при наследовании других групповых признаков, у детей не может быть Rh-антигенов­ , отсутствующих у родителей.

Часто лекторы для закрепления знаний у слушателей спрашивают: «Могут ли родиться резус-положительные дети у резус-отрицательных родителей?» и получив, как правило, отрицательный ответ, продолжают вопрос: «А у резусположительных родителей – резус-отрицательные дети?». На второй вопрос также нередко сдедует отрицательный ответ: «Не могут!». Это неверно. У резусположительных родителей могут родиться резус-отрицательные дети, если оба родителя гетерозиготны – D / d × D / d.

Ниже приведена удобная для использования схема, позволяющая отразить возможные Rh-фенотипы детей, которые можно ожидать у конкретной супружеской пары (рис. 4.3).

Рис. 4.3. Варианты наследования антигенов Rh.

У супругов CDe / CDe × CDe / CDe все дети будут гомозиготы CDe / CDe. В семье, где один из родителей CDe / CDe, а другой – cde / cde, все дети будут гетерозиготыCDe / cde.КогдародителигетерозиготыCDe / cde ×CDe / cde,75 %детейбудут резус-положительными, 25 % – резус-отрицательными; из всех детей 25 % будут гомозиготы CDe / CDe, 50 % – гетерозиготы CDe / cde и 25 % – гомозиготы cde / cde.

168

Используя такую схему, легко просчитать другие варианты фенотипа и генотипа детей или, наоборот, по фенотипу детей установить предполагаемый фенотип родителей.

Если фенотип можно определить с помощью сывороток, то генотип, как правило, устанавливают априори, исходя из частоты встречаемости того или иного фенотипа. В большинстве случаев данные совпадают. Например, генотип резусотрицательного человека в 97,5 % случаев соответствует cde / cde или cde/–; генотип человека Cde почти в 100 % случаев Сde / cde, генотип человека CDe примерно в 30 % случаев CDe / cde, а в 16 % случаев – CDe / CDe. Высока (более 90 %) вероятность того, что человек с фенотипом cDe имеет генотип cDe / cde, а не cDe / cDe, поскольку гаплотип cde встречается значительно чаще, чем гаплотип cDe. Более точно установить RH-генотип человека можно на основании семейного исследования, т. е. установления Rh-фенотипа родителей, братьев, сестер и детей (близких родственников, желательно 3–4 поколений).

С высокой точностью генотип может быть установлен с помощью набора сывороток анти-се, анти-Се, анти-сЕ и анти-СЕ. Например, че­ловек с фенотипом СсDEe может иметь генотип cDE / Cde или CDE / cde. При обоих генотипах эритроциты будут реагировать одинаково с сыворотками анти-D, анти-С, анти-Е, анти-с и анти-Е, а с сыворотками анти-се, анти-Се, анти-сЕ и антиСЕ – по-разному. При генотипе cDE / Cde агглютинация эритроцитов произойдет с сыворотками анти-Се и анти-сЕ, но не произойдет с сыворотками анти-се и анти-СЕ (см. табл. 4.7). При генотипе CDE / cde, наоборот, эритроциты будут реагировать с сыворотками анти-се и анти-СЕ, но не будут реагировать с сыворотками анти-Се и анти-сЕ. Точно также эритроциты CcEe с генотипом Cde / cdE будут реагировать с сыворотками анти-Се и анти-сЕ, а у человека с генотипом CdE / cde – только с сыворотками анти-се и анти-СЕ.

Наиболее точно (но не в 100 % случаев) генотип устанавливают, анализируя сам ген. Для этого исследуют ДНК человека с помо­щью молекулярно-

биологических методов (см. ДНК-типирование Rh-антигенов).

Эффекты транс и цис

Гаплотип одной хромосомы может влиять на экспрессию антигенов, кодируемых гаплотипом другой хромосомы (транс). Наиболее выраженный эффект позиции транс прослеживается у лиц с генотипами Cde / cDe и Cde / CDe, при которых ген С, находящийся в положении транс по отношению к гену D, приводит к продукции слабого D-антигена (см. раздел Фенотип D u), в то время как ген D кодирует нормальную экспрессию D-антигена, когда в положении транс находится ген с [202, 204]. На рис. 4.4 представлены результаты исследования 2 семей, у членов которых этот эффект четко прослеживался.

У дяди и племянницы, имевших генотип Cde / cDe, экспрессия антигена D была снижена вдвое по сравнению с тремя другими членами семей, генотип которых был CDe / сde (215, 219 и 444, 440, 450 соответственно).

169

Рис. 4.4. Влияние гаплотипа Cde на экспрессию антигена D (по Ceppellini и соавт. [202]). Черные фигуры – нормальное количество D-антигена, заштрихованные – сниженное количество D-антигена, белые – отсутствие D-антигена. Цифры означают количество D-антигена в эритроцитах, выраженное в виде среднего титра 6 сывороток анти-D, титрованных с данными эритроцитами.

Race и Sanger [544], исследуя специально отобранные сыворотки анти-С и анти-Е, установили, что гены С и Е в позиции цис и транс влияют на экспрессию одноименных антигенов (табл. 4.9). Ген Е в позиции цис угнетает продукцию антигена С, а ген С в позиции транс – продукцию антигена Е. Впоследствии авторы несколько изменили свои взгляды, придя к выводу, что эффект супрессии может быть обусловлен не взаимодействием генов, а наличием в указанных, заранее отобранных сыворотках примеси других антител. Некоторые сыворотки анти-С содержат фракцию анти-Се-антител, поэтому сильнее реагируют с эритроцитами лиц Cde / cdE и Cde / СDe, имеющими оба антигена (С и Се). Сыворотки анти-Е иногда содержат анти-СЕ-антитела, за счет чего сильнее реагируют с эритроцитами лиц CdE / cde и CDE / cDe, несущими антигены Е и СЕ.

Однако для того чтобы полностью исключить взаимовлияние генов С и Е в разных генетических комбинациях, нет достаточных оснований. На других моделях эффект транс и цис в той или иной мере проявляется.

Таблица 4.9

Выраженность антигенов С и Е у лиц с различным генотипом RH

Ген D в положении транс оказывает подавляющее действие на синтез антигенов C, Е и е (Raсe и Sanger [544]). У лиц CDe / cDE антиген С вырабатывается в меньшем количестве, чем у людей Cde / cde (Lawler и Race [412]).

Антигены f (ce), V (ce S), rhi (Ce), CE (Rh22), cE (Rh27) и Ce S (Rh42) являются в соответствии с представлениями, существовавшими вплоть до последних лет, результатом цис-эффекта генов ce, ce S, Ce, CE, cE и Ce S. В положении транс

170