Immunhämatologie
Differentialdiagnosen des positiven direkten Coombstest
Morbus haemolyticus neonatorum (MHN)

Transfusionstherapie
Blutkomponenten
Blutgruppenkompatibilität
Vorbereitung einer Transfusion
Infektionsrisiko
Maßnahmen bei einer Transfusionsreaktion
Abklärung einer Transfusionsreaktion                                                  Ihre Praktikumsübungen

Blutgruppenserologie

Im Jahr 1900 konnte durch die Anwendung der Agglutinationstechnik das AB0-Blutgruppensystem beschreiben werden. Erst 40 Jahre später wurde unter anderem durch Einführung der Coombstechnik das Antigen D als erstes Antigen des Rhesus-Blutgruppensystems gefunden. In den 40er und 50er Jahren konnten so alle weiteren, wesentlichen Blutgruppensysteme (Kell, Duffy, Kidd, MNSs, Lewis, P, Lutheran usw.) charakterisiert werden.

Blutgruppenantigene

Antigene sind lösliche oder partikulär gebundene Stoffe, die im Organismus eine Immunantwort hervorrufen. Sie werden serologisch durch spezifische Antikörper definiert. Blutgruppenantigene sind konstitutionelle oder (selten) adsorbierte Bestandteile (Proteine oder Oligosaccharide) der Erythrozytenober-fläche mit antigener Wirkung. Blut-gruppenantigene lassen sich in zwei Klassen einteilen, je nach dem ob sie durch Kohlenhydrate oder Proteine determiniert werden.
 

Die Erythrozyten jedes Menschen besitzen eine sogenannte Kohlenhydrat- Grundsubstanz, die aus wenigen untereinander ähnlichen, zum Teil verzweigten Oligosaccharid- ketten mit jeweils endständiger beta-Galactose bestehen. H-, A- und B-Substanz unterscheiden sich chemisch nur durch terminale Zucker. Durch kovalente Bindung einer Fucose an die Galactose der Grundsubstanz entsteht H-Substanz, die bei fast allen Menschen vorhanden ist. Durch kovalente Bindung von N-acetyl-Galactosamin oder einer weiteren Galactose an die H-Substanz entsteht A- bzw. B-Substanz. Deshalb benötigt die Synthese von A- und B-Substanz H-Substanz als Ausgangsmaterial. Wenn die H-Substanz fehlt (extrem seltene Bombay-Blutgruppe; 0h = Genotyp hh) kann weder A- noch B-Substanz gebildet werden .

Gene können nicht direkt für Kohlenhydrate kodieren, sondern nur für Proteine. Das Genprodukt der H- bzw. AB0-Gene sind Glycosyltransferasen (Enzyme). Die H-Transferase ist z. B. eine Fucosyltransferase; sie synthetisiert die kovalente Bindung der Fucose an die Galactose der Grundsubstanz. Entsprechend synthetisiert die A-Transferase die Bindung von N-acetyl-Galactosamin und die B-Transferase die Bindung von Galactose an die H-Substanz.

Die Vererbung der ABH-Antigene wird durch zwei Genloci bestimmt, den H-Locus mit den Allelen H und h sowie den AB0-Locus mit den Allelen A, B und 0. Das H-Allel ist dominant über das h-Allel und die A- bzw. B-Allele sind kodominant über das 0-Allel. Die Glycosyl- transferasen bestehen aus ca. 350 Aminosäuren. Die A- und B-Allele unterscheiden sich nur durch den Austausch von vier Aminosäuren. Das häufigste 0-Allel entspricht weitgehend dem A-Allel, weist jedoch die Deletion einer einzelnen Nukleinsäure auf. Dieser „Frameshift“ führt zu einem kurzen, nicht funktionellen Protein. Ein weiteres, selteneres 0-Allel weist demgegenüber nur drei Aminosäureaustausche auf, die offensichtlich ausreichen, um die Funktion als N-acetyl-Galactosamin-Transferase aufzuheben. An dem Beispiel in der Abbildung wird gezeigt, wie Phänotyp und Genotyp bei Eltern und Kind zusammenhängen können.

Rhesus-Blutgruppensystem

Das Rhesussystem umfaßt die Antigene C, c, D, E und e. Diese Antigene werden determiniert durch zwei eng beieinander liegende Genloci, die praktisch immer zusammen vererbt werden (daher: „Rhesus-Haplotyp“). Der eine Genlocus kodiert für das Rhesus-D-Protein, der andere für ein Protein, das die Antigene C/c und E/e determiniert. Die Gene RHD und RHCE sind homolog (> 80% Identität der Aminosäuren). Die verschiedenen Allele des RHCE-Gens unterscheiden sich lediglich durch fünf Aminosäuren. Dem gegenüber existiert kein „d-Allel“; wenn das RHD-Allel nicht vorliegt, ist dieser Genort „leer“, das RHD-Gen also vollständig deletiert. Das folgende Beispiel zeigt die Zusammenhänge zwischen Phänotyp, Haplotyp (= Genotyp mit zwei gekoppelten Genloci) und Genloci sowie deren Vererbung.
 
 
 

Blutgruppen-Antikörper

Allo-Antikörper werden in der Blutgruppenserologie nach verschiedenen Kriterien eingeteilt, daher einige Grundlagen und Begriffe:
 

Zum Nachweis von Allo-Antikörpern („Antikörpersuchtest“) verwendet man Suspensionen von 2 oder 3 Erythrozyten, deren Antigene bekannt sind. Zur Identifizierung eines Allo-Antikörpers (Ermittlung der Spezifität des Allo-Antikörpers) bestimmt man die Reaktivität des Patientenserums in mehreren Techniken mit verschiedenen (8 - 13) Erythrozyten, deren Antigenmuster bekannt ist. Am Reaktionsverhalten des Allo-Antikörpers in den verschiedenen serologischen Techniken bzw. mit den bekannten Erythrozyten kann man die Antigenspezifität identifizieren.
 

Serologische Techniken zum Nachweis von Allo-Antikörpern

Allo-Antikörper werden in der Regel durch Agglutination nachgewiesen, selten auch durch (in vitro) Hämolyse. Die in vitro-Tests werden üblicherweise in Röhrchen durchgeführt. Etwa seit 1990 sind mehrere neue Techniken verfügbar, die die Agglutination sensitiver und besser reproduzierbar nachweisen (sogenannte Gelzentrifugationstests und Festphasentests) und bald zum Standard werden könnten. Sicher bleibt der Röhrchentest bei der Antikörperdifferenzierung als Alternativmethode erhalten. Im folgenden ist das Testprinzip in den drei Stufen (drei Techniken) eines typischen Ansatzes in "Röhrchen-Technik" beschrieben:
 

Zusätzlich zum Antikörpersuchtest ist vor jeder Transfusion eine sogenannte Verträglichkeitsprobe vorgeschrieben. Die Techniken sind vergleichbar mit denen im Antikörpersuchtest und -Identifizierung, jedoch wird die (in vitro) serologische Verträglichkeit zwischen Spender-Erythrozyten und Patienten-Serum bestimmt. Vorgeschrieben ist in Deutschland die Durchführung der Kreuzprobe im indirekten Coombstest. Oft wird ein Drei-Stufen-Test durchgeführt.

Auto-Antikörper

Auto-Antikörper reagieren immer mit den patienteneigenen und praktisch allen fremden (Spender-)Erythrozyten. Ihre Zielantigene sind bestimmte hochfrequente Blutgruppenantigene. Man unterscheidet Kälte- und Wärme-Auto-Antikörper. Die Kälte-Auto-Antikörper haben ihr Reaktionsoptimum bei 4°C und sind häufig ohne klinische Relevanz. Wärme-Auto-Antikörper haben ihr Reaktionsoptimum bei Körpertemperatur und binden deswegen im Körper des Patienten an die patienteneigenen Erythrozyten.

Nachweis von Antikörpern auf Erythrozyten mit dem direkten Coombstest

Wenn Auto-Antikörper gebildet wurden, sind die Erythrozyten des Patienten mit Immunglobulin (IgG oder IgM, selten IgA) beladen. Bei Vortransfusionen und Neugeborenen können die Erythrozyten auch mit Allo-Antikörpern beladen sein. Mit einem Antiglobulin kann man diese in vivo-Beladung mit Immunglobulin und/oder Komplementfaktoren nachweisen. Dieser sogenannte direkte Coombstest ist wichtig bei Verdacht auf autoimmunhämolytische Anämien oder Morbus haemolyticus neonatorum, die zu den Differentialdiagnosen des positiven direkten Coombstests gehören.
 

Immunhämatologie

In den Bereich der Immunhämatologie gehören die klinischen Krankheitsbilder des blutbildenden Systems, die durch Antikörper gegen hämatopoetische Zellen verursacht werden. Als charakteristischen Laborparameter findet man bei immunhämatologischen Er-krankungen häufig einen positiven direkten Coombstest, dessen Differentialdiagnosen in der Tabelle angegeben sind. Als Ursache kommen oft Auto-Antikörper vor. Allo-Antikörper können nur dann einen positiven direkten Coombstest verursachen, wenn allogene Erythrozyten (bei Transfusionen) oder allogenes Plasma (bei Föten und Neugeborenen) übertragen wurde.

Morbus haemolyticus neonatorum (MHN)

Ein MHN entsteht durch die diaplazentare Übertragung eines mütterlichen IgG-Allo-Antikörpers auf das Kind, welches das korrespondierende Antigen vom Vater geerbt hat. Grundsätzlich kann jeder Allo-Antikörper einen MHN erzeugen - vorausgesetzt er ist vom IgG-Typ (plazentagängig) und das Antigen wird beim Fötus und Neugeborenen exprimiert, was nicht bei allen Blutgruppen-Antigenen der Fall ist.

Die meisten der schweren MHN werden durch ein Anti-D verursacht. Oft findet die primäre Immunisierung der Mutter bei der ersten Geburt statt, da nur bei der Plazentaablösung für eine primäre Immunisierung wirksame Mengen kindlicher Erythrozyten in den mütterlichen Kreislauf gelangen. Werden diese fötalen Erythrozyten durch passive Immunisierung mit einem Anti-D Präparat sofort aus dem mütterlichen Kreislauf entfernt, kann eine primäre Immunisierung vermieden werden (Anti-D Prophylaxe: 28. - 30. Schwangerschaftswoche und innerhalb 72 Stunden nach Geburt eines Rh-positiven Kindes). Ist die Rhesus-negative Mutter bereits sensibilisiert (Nachweis eines Allo-Antikörpers Anti-D), ist eine Prophylaxe nicht mehr möglich. Bei weiteren Schwangerschaften kommt es dann frühzeitig zu einer Boosterung (sekundäre Immunantwort), für die kleinste Mengen fötomaternal übertragenen Blutes ausreichen.

Serologische Untersuchungen (Titeranstieg des Allo-Antikörpers) können Anhalt für die Gefährdung des Kindes geben. Ausschlaggebend für die Therapie ist jedoch die Bestimmung des Bilirubins im Fruchtwasser (Amniozentese) bzw. im Serum des Neugeborenen. Therapeutisch kommen intrauterine Transfusionen sowie nach Geburt Fototherapie und Blutaustausch in Betracht. Der direkte Coombstest ist sowohl in Fötalblut als auch beim Neugeborenen meistens positiv. Ein Sonderfall stellt die AB0-Erythroblastose dar. Sie tritt nur auf, wenn die Mutter ausnahmsweise Isoagglutinin vom IgG-Typ (zusätzlich zu IgM) entwickelt. Bei der AB0-Erythroblastose ist der direkte Coombstest oft negativ.
 

Transfusionstherapie

Transfusionen von Blutkomponenten sind eine ärztliche Aufgabe. Die Indikation zur Transfusion ist stets streng zu stellen. Eine Transfusion sollte gezielt die Blutbestandteile substituieren, die ihre minimal tolerable Grenze unter-schritten haben. Für die Wahl der erforderlichen Blutkomponenten und deren besondere Aufbereitungsformen sind Indikationen definiert, die sich an den klinischen Erfordernissen orientieren. Um eine Transfusion verantwortungsvoll durchführen zu können, müssen Ihnen die vorbereitenden Kontrollen insbesondere der Bedside-Test vertraut sein. Jede Transfusion muß überwacht werden, um Transfusionsreaktionen anhand der klinischen Beschwerden und Zeichen so früh wie möglich zu erfassen. Die "transfundierende ärztliche Person“ muß mit der Akutversorgung einer schweren Transfusionsreaktion vertraut sein. Jede Transfusion muß in den Patientenunterlagen genau dokumentiert werden.
 

Es sollte immer identisch für die AB0-Blutgruppe und die Rhesus D-Blutgruppe transfundiert werden. Bei der Blutkomponententherapie kann allerdings in Ausnahmefällen auch aus logistischen Gründen von dieser Regel abgewichen werden wie in der Abbildung dargestellt. Thrombozyten-Präparate werden im allgemeinen entsprechend dem Schema wie Erythrozyten transfundiert. Nur im Notfall dürfen Rhesus D-positive zelluläre Blutpräparate (Erythrozyten und Thrombozyten) auf Rhesus D-negative Empfänger transfundiert werden; in diesen Situtationen sollte eine Anti-D-Prophylaxe in Absprache mit der Transfusionsmedizin erwogen werden.

Vorbereitung einer Transfusion

Die vorbereitenden Maßnahmen einer Transfusion sind eine nicht deligierbare ärztliche Aufgabe und müssen streng eingehalten werden. Sie dienen vornehmlich der Identitätssicherung, um Verwechslungen zu vermeiden. Tödlich verlaufende AB0-inkompatible Verwechslungen sind nach wie vor häufiger als HIV-Infektionen. Die vorbereitenden Maßnahmen umfassen vorbereitende Kontrol-len, die durchgeführt werden, bevor man zum Patienten geht, und den Bedside-Test, der am Krankenbett durchgeführt werden muß.
 
 

Alle Blutspenden werden auf HBs-Antigen, Antikörper gegen HCV, HIV1/2 und Lues, sowie auf GPT-Erhöhung untersucht. Die eingesetzten Testsysteme mit weiter verbesserter Sensitivität haben die Infektionsrisiken durch Blutpräparate auf ein Minimum reduziert. Die Frequenz einer transfusionsbedingten HIV-Infektion in Deutschland liegt bei 1:1.000.000 (Bereich: 1:500.000 - 1:3.000.000) pro Erythrozyten-Präparat und noch niedriger bei Plasmapräparaten.

Transfusionsreaktionen

Nach der Transfusion muß jedes Blutpräparat (Erythrozyten, Thrombozyten, Plasma) möglichst steril (!) mindestens 24 h im Kühlschrank aufbewahrt werden. Ein wesentliches Ziel der Abklärung von Transfusionsreaktionen ist die Differenzierung zwischen immunologisch und nicht immunologisch vermittelten Ursachen. Heute sind erythrozytär vermittelte Ursachen selten geworden. Wenn ein serologischer Befund erhoben wird, hat dies aber regelmäßig Konsequenzen für die weitere Transfusionstherapie.
 

Nicht immunologisch bedingte Transfusionsreaktionen können in der Regel in der Klinik diagnostiziert und durch klinische Maßnahmen vermieden werden. Zu den nicht immunologisch vermittelten Reaktionen gehören: Kalium- und Citrat-Intoxikation, Azidose, Volumenüberlastung und mechanische Schäden (Herzlungenmaschine, maschinelle Autotransfusion).

Maßnahmen bei einer Transfusionsreaktion

Bei jedem Verdacht auf eine Transfusionsreaktion ist die Transfusion sofort abzubrechen. Der venöse Zugang muß mit kristallo-ider Lösung (NaCl 0.9%) offen gehalten werden. Untersuchungen zur Klärung der Ursache müssen eingeleitet werden. Bei schweren Transfusionsreaktionen stehen die Kontrolle der vitalen Funktionen und die Schocktherapie im Vordergrund.

Bei Verdacht auf eine hämolytische Reaktion kann innerhalb von Minuten geklärt werden, ob eine ausgeprägte intravasale Hämolyse vorliegt, in dem das Blut zentrifugiert und das Plasma mit bloßem Auge inspiziert wird. Freies Hämoglobin in einer Konzentration von 0,02 g/dl ist bereits erkennbar, was einer hämolysierten Blutmenge von etwa 3 ml entspricht, und 0,1 g/dl färbt das Plasma deutlich sichtbar rot. Bestimmte Laboruntersuchungen sind zur Abklärung und Verlaufskontrolle wichtig.