血型抗原細胞技術論文

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一、材料與方法

1實驗對象及樣品制備本實驗對象為半年內未接受過輸血的健康中國人12名，抽取靜脈血5ml，使用ABO血型檢測試劑檢測其ABO血型。其中A型血2人，B型血6人，O型血3人，AB型血1人，RhD血型均為陽性。樣品制備人員將A、B、O血型相同且測定的8種血型抗原至少有2種不相同的單一血樣制備成體外混合血樣。混合血樣依據紅細胞數按一定比例混合，混合比例分別為95％／5％、97％／3％、98．5％／1．5％、99．5％／0．5％，各比例混合血樣的例數分別為8例，8例，8例，10例。樣品制備人員將所有單一和混合血樣編號后發放給檢測人員進行檢測分析。

2儀器和試劑本實驗所用檢測儀器為美國BeckmanCoulter公司生產的FC500型號流式細胞儀。使用抗體為瑞士DiaMed公司生產的單克隆抗體產品，以及SEROTEC公司生產的FITC熒光標記的羊抗人免疫球蛋白。

3實驗方法用細胞穩定液將EDTA抗凝的新鮮血稀釋后，加入單克隆抗體，使之與相應的紅細胞表面抗原結合，并用熒光素標記的示蹤抗體標記紅細胞表面抗原抗體復合物。使用流式細胞儀對紅細胞表面特定血型抗原的表達情況進行數據采集和分析。通過對此方法檢測的特異性和靈敏度、信噪比和污染攜帶率、檢測樣品穩定性和操作穩定性等方面的檢測，驗證流式細胞儀檢測異體血液回輸方法的準確性和可操作性。

二、實驗結果

1抗原檢測特異性和靈敏度經檢測，這46例血樣的檢測判定結果為：12例單一血樣全部被檢出單峰并被準確判為陰性。8例95％／5％和8例97％／3％比例混合的血樣均被檢測出兩個以上雙峰，所有應為混合雙峰的樣品均被準確檢出；8例98．5％／1．5％比例混合的血樣在應出現雙峰的樣品圖中能被識別為雙峰，但個別抗體雙峰分離效果不佳，需進行抗體優化程序后方能被判定為雙峰；10例99．5％／0．5％比例混合的血樣中，只有4例樣品被判斷為含2個以上雙峰，其他混合樣品由于混合比例低于抗體檢測限而無法判定。

2儀器信噪比和污染攜帶率

2.1儀器信噪比以8種抗體在95％／5％混合紅細胞樣品中只加入熒光示蹤抗體時，表達區域的紅細胞數占已設定的紅細胞區域內細胞總數的百分比作為噪音，以3倍噪音作為該抗體的檢測限

2.2污染攜帶率根據流式細胞儀檢驗要求，在完成一次樣品檢測后立即檢測一支純水空白管，記錄30s內紅細胞設定區域內檢測到的顆粒數（N），重復200次，將檢測到的顆粒數相加，用此數值除以紅細胞設定區域內的細胞收集總數（A），并與重復次數作比，乘以100％得到污染攜帶率（CR）。公式為：CR＝（N1＋N2＋…＋N200）／（A×200）＝108／（50000×200）＝0．001％。計算所得結果符合儀器廠商推薦的污染攜帶率小于1％的要求，說明儀器連續進樣檢測不同樣品不會因進樣器污染而導致假陽性結果的出現。

2.3樣品穩定性在8例97％／3％混合的血樣和12例單一血樣中分別任意挑選1例，分別分裝在4個離心管中，冰箱4℃保存。在制備血樣的第1、5、14、28天分別對這兩例血樣進行血型抗原檢測，測定血液樣品隨時間變化的穩定性。結果顯示，經過4周的冷藏存放，混合和單一血樣圖的鋒形及相對位置無顯著變化，檢測結果穩定。

2.4操作穩定性在46例血樣中選出6個樣品，其中包含單一血樣和各比例混合血樣。將其分裝成3份，分別由3位檢測人員完成對血型抗原的檢測，驗證不同操作者對檢測結果判定的一致性。結果顯示，3位檢測人員的檢測及判斷結果一致。

三、討論

1方法驗證本實驗應用流式細胞術的血型血清學方法對46例血樣進行紅細胞血型抗原的檢測，其中，12例單一血樣的特異性驗證結果全部為陰性，符合世界反興奮劑機構關于興奮劑檢測方法的檢測結果應滿足100％陰性率和0％的假陽性率的特異性要求。對方法靈敏度的驗證結果顯示，3％及以上比例少量混合的紅細胞被檢出率達到100％。當少量混合的紅細胞比例降低時，部分樣品某些抗原表達與非表達的紅細胞群分離效果不好，出現融合峰或拖尾峰影響判斷，此時進行抗體優化程序可以解決或改善峰形問題。而當混合比例進一步降低至0．5％少量混合時，除了峰形問題外，由于定量結果低于抗體檢測限而使混合血樣檢出率明顯降低。造成這一結果的原因可能有：1）紅細胞血型抗原密度和抗原性強弱不同，導致其與抗體結合能力存在差異；2）每種抗體效價不同，檢測限也有高低，其檢出能力由檢測限值最高的抗體決定；3）這8種抗體分別為單克隆抗體IgM和IgG，由于抗體結構特點，結合了IgM抗體的紅細胞更易聚集，造成單細胞懸液制備不完全，聚集的多細胞被檢測為單細胞，導致定量結果低于檢測限，因此，盡管有的檢測人員能夠從柱狀圖上觀察到微弱的雙峰，但由于測定到的混合比例低于檢測限而不能將其判定為陽性。此外，流式細胞儀狀態也會對檢測結果造成影響，導致少量混合的紅細胞信號無法被檢測人員識別。噪音和污染攜帶率影響了流式細胞儀的檢測能力，通過每次上機檢測前對儀器的校正以及對噪音和污染攜帶率的計算，來評估儀器狀態。儀器噪音過大，會掩蓋微弱的雙峰信號，導致假陰性結果的判定，而污染攜帶率過高則可能導致假陽性結果。因此，在檢測過程中對儀器狀態的確認是必要的。定期的維護和保養可以減少儀器本身對結果的影響。人體血量約為4～5L，其中，循環血量約占總血量的4／5。有研究顯示，循環系統血紅蛋白增加5％可以提高運動能力，輸血量太少則達不到增加血紅蛋白量進而提高有氧耐力的目的。由于異體輸血伴隨感染、溶血、血液粘稠、疾病傳播等高風險因素，采用極少量輸入多個供血者血液的可能性較小，因而，此方法的檢測靈敏度能夠滿足興奮劑檢測的需要。通常紅細胞在人體內的壽命約120天，這意味著，在異體輸血后，理論上最多可以有長達3至4個月的檢測窗口期能夠檢測到異體血液回輸。相比傳統興奮劑只有幾天的檢測窗口期來說，該方法能夠大大提高興奮劑檢查的效率。用細胞穩定液稀釋的混合血樣在冷藏條件下至少可存放4周，以此模擬運動員進行異體輸血后一段時間體內不同紅細胞群的比例關系。在4周內，不同操作人員對相同樣品測得的混合紅細胞群比例無明顯變化，說明此方法穩定性好，可操作性高。

2陽性判定根據世界反興奮劑機構（WADA）對于免疫抗原法檢測興奮劑的要求，異體血液回輸陽性判定的標準為：在1份血樣中，當有2個或2個以上特定紅細胞抗原存在多于1種表型時，判定為異體血液回輸陽性（AAF）；當只有1個特定紅細胞抗原存在多于1種表型時，判定為可疑（ATF）。正常情況下，每個人體內所有紅細胞抗原的表達是唯一的，即要么表達，要么不表達，當體內某種紅細胞抗原同時存在表達與不表達的情況時，即存在兩種不同的紅細胞群，提示有異體輸血。當然上述判定還需要排除嵌合體血型情況。嵌合體血型多發生在異型輸血、異卵雙生、雙精受精和異型骨髓移植后。異型輸血、異型骨髓移植屬于獲得性嵌合（人工嵌合），異卵雙生、雙精受精是遺傳嵌合，屬于先天性嵌合。先天性嵌合，指在胚胎或妊娠時期形成的嵌合。先天性嵌合分兩種情況，一種是由于妊娠早期異卵雙生子之間存在血管交叉吻合，一方的造血干細胞經由吻合的血管通路進入到另一方體內，在獲得性免疫耐受的基礎上，不同來源的造血干細胞分別產生兩群不同表型的紅細胞。另一種是在受精過程中，由2個卵細胞和2個精子相互結合而產生四倍體，四倍體受精卵繼續分裂就可能產生多種不同來源的細胞系。嵌合體現象會導致血型遺傳不符合經典遺傳規律。此外，某些疾病也會導致嵌合體現象。因此在采用本方法檢測發現異體血液回輸陽性時，運動員需進行嵌合體血型鑒定，以排除先天性嵌合情況。

3紅細胞血型抗原血型是血液系統的一種遺傳多態性。傳統的血型概念指的就是紅細胞血型，是指能以抗體來分類的紅細胞抗原表型。紅細胞血型抗原是紅細胞表面的化學構型，其形成的物質基礎是紅細胞膜上的蛋白質及結合到脂質和蛋白質上的糖分子。根據生化特性不同，紅細胞血型抗原可分為兩類，一類是由糖分子結構決定的血型抗原，如ABO、Hh，Lewis，P，I等血型；另一類是由蛋白質結構決定的血型抗原，如Rh，MNS，Kell，Kidd，JK等血型。人類血型抗原由血型基因決定，同時受調控基因或修飾基因控制，具有個體差異性和種族差異性。WADA對于流式細胞術檢測異體血液回輸的方法中涉及到的紅細胞血型抗原的選擇未做明確規定，一般以紅細胞血型抗原表型在人群中表達的比例作為選擇依據，在人群中表達型和不表達型均占有一定比例的血型抗原可作為候選抗原。表3列出了不同研究、賽事及機構選擇的血型抗原種類和數量。可以看出，盡管各研究根據人群表達情況不同，選擇的血型抗原有所差異，但是都包括本文研究的這8種基本的血型抗原。本研究選擇了8種公認的在人群中有適當比例分布的血型抗原進行中國人樣本的檢測分析的結果發現，受試的11名中國人中最多有3人存在ABO血型及其他8種血型抗原表型完全一致的情況。換句話說，假如這3個人相互之間進行異體輸血，且排除了紅細胞血型抗原密度的個體差異時，將不能被檢測為陽性。理想狀態下，能夠檢測的候選紅細胞血型抗原種類越多，檢測的假陰性率就越低，但對于大樣本量的實際興奮劑檢測工作來說，可操作性較差。因此，科學地選擇紅細胞抗原種類進行檢測，可以有效提高興奮劑檢測效率。李晟瑋對Rh、Kell、Duffy、Kidd、Lewis、P、MNS和Luth等系統中的21個候選血型抗原進行了檢測，發現其中Leb、E、Jka、Jkb、M、C、e、c等血型抗原更適合于檢測中國人群異體血液回輸，并發現增加檢測血型抗原的數量，能夠有效減少異體輸血檢測假陰性發生的概率。意大利的Donati等人也有類似報道，他們發現，在8種基本血型抗原的基礎上增加另外5種（e，s，K，Lea，Leb）血型抗原后，能夠提高混合血樣的檢出率。然而，在實際興奮劑檢測工作中，實驗室檢測人員無法得知所檢測樣品的運動員個人信息，這為根據不同種族運動員選擇不同血型抗原的個性化的檢測手段的實施帶來一定難度。因此，在近兩屆奧運會異體血液回輸的興奮劑檢測中，都只選擇了這8種基本血型抗原進行檢測。

四、小結

利用流式細胞技術能夠很好的檢測和區分小比例混合后血液中存在的不同紅細胞群，有效檢測運動員非法使用異體回輸血液興奮劑。目前，這一方法已通過了世界反興奮劑機構和中國合格評定國家認可委員會認可，并已應用于常規檢測和奧運會等大型賽事的異體血液回輸興奮劑檢測中。

作者：河春姬楊聲董穎張力思景晶徐友宣吳侔天單位：國家體育總局反興奮劑中心