生理学 · 5.4
ヒトの血液型システム。
The human blood group systems.
🧠 ABO式は「糖鎖glycan (sugar chain) 糖鎖(glycan (sugar chain))glycan (sugar chain)(糖鎖) に酵素を1つ足すごとに抗原が変わる」化学の物語、Rh式は「初回感作がないと抗体ができない」免疫記憶 secondary exposure 免疫記憶(secondary exposure) secondary exposure(免疫記憶) の物語として区別する。この2つの物語の違い(IgM vs IgG、常時産生 vs 感作後産生)が、ABOは輸血で・Rhは妊娠でそれぞれ最も問題になる理由をそのまま説明する。
血液型の基本
赤血球表面の遺伝性抗原 inherited antigen 遺伝性抗原(inherited antigen) inherited antigen(遺伝性抗原) の有無による分類。300種類以上の抗原が知られるが、大半は弱く輸血上の意義は乏しい。臨床上最重要なのは強い免疫反応を誘発するABO式とRh式。
⭐ 「血液型はABOとRhの2つ」は臨床上の重要度による簡略化であり、血液型系そのものはこの2つだけではない。 国際輸血学会(ISBT)は2022年の報告時点で43の血液型系・378抗原(うち345抗原が43系に整理され、33抗原は遺伝的基盤が未同定)を公式 official 公式(official) official(公式) に認定しており、新しい系・抗原は現在も追加され続けている1。ABO・Rh以外の系(Kell・Duffy・Kidd・MNSなど)は抗原性 antigenicity 抗原性(antigenicity) antigenicity(抗原性) が弱いか頻度が低いため輸血で問題になりにくいだけで、「存在しない」わけではない。
ABO式血液型
ABO式の抗原は、一連の糖転移酵素 glycosyltransferase 糖転移酵素(glycosyltransferase) glycosyltransferase(糖転移酵素) (グリコシルトランスフェラーゼ)が作る糖鎖glycan (sugar chain)糖鎖(glycan (sugar chain))glycan (sugar chain)(糖鎖)そのもの。
flowchart TD
A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='H antigen'>H抗原</span>:フコース転移酵素(全員が発現)"]
A -->|"<span class='jp-term jp-term-diagram' title='N-acetylgalactosamine'>N-アセチルガラクトサミン</span>転移酵素も発現"| B["A抗原→血液型A"]
A -->|"<span class='jp-term jp-term-diagram' title='galactose'>ガラクトース</span>転移酵素も発現"| C["B抗原→血液型B"]
A -->|"両方発現"| D["A抗原+B抗原→血液型AB"]
A -->|"どちらも発現しない"| E["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='H antigen'>H抗原</span>のみ→血液型O"]
- H抗原H antigen H抗原(H antigen)H antigen(H抗原) : 全員がフコシルトランスフェラーゼ fucosyltransferase フコシルトランスフェラーゼ(fucosyltransferase) fucosyltransferase(フコシルトランスフェラーゼ) 活性を持ち、末端フコースterminal fucose 末端フコース(terminal fucose)terminal fucose(末端フコース) を持つ抗原を発現する。これのみなら血液型O。
⚠️ ごくまれにH抗原 H antigen H抗原(H antigen) H antigen(H抗原) そのものを作れない人がいる(Bombay型、hh表現型)。 H抗原H antigen H抗原(H antigen)H antigen(H抗原) を作るフコース転移酵素の遺伝子(FUT1)の機能喪失により、A・B抗原の有無以前にH抗原 H antigen H抗原(H antigen) H antigen(H抗原) 自体が欠如する。血液型検査ではA・B抗原陰性のためO型のように見えるが、通常のO型血球にもH抗原 H antigen H抗原(H antigen) H antigen(H抗原) はあるため、Bombay型の血清中の抗Hはこれと反応してしまい、通常のO型血を輸血できない(適合するのはBombay型同士の血液のみ)2。
- A抗原: 追加でN-アセチルガラクトサミン N-acetylgalactosamine N-アセチルガラクトサミン(N-acetylgalactosamine) N-acetylgalactosamine(N-アセチルガラクトサミン) 転移酵素活性を持つとH抗原 H antigen H抗原(H antigen) H antigen(H抗原) にN-アセチルガラクトサミン N-acetylgalactosamine N-アセチルガラクトサミン(N-acetylgalactosamine) N-acetylgalactosamine(N-アセチルガラクトサミン) が付加されA抗原になる。
- B抗原: 追加でガラクトース galactose ガラクトース(galactose) galactose(ガラクトース) 転移酵素活性を持つとH抗原 H antigen H抗原(H antigen) H antigen(H抗原) にガラクトース galactose ガラクトース(galactose) galactose(ガラクトース) が付加されB抗原になる。
遺伝: A・B対立遺伝子は共優性 codominant共優性(codominant) codominant(共優性)、O対立遺伝子は劣性。
抗体と輸血適合性
⭐ 自分が発現していない抗原に対しては、常時それに対する抗体を産生している。 A抗原を持つ人(血液型A)は抗B抗体を、B型は抗A抗体を産生する。AB型はどちらの抗体も持たず(万能受血者, universal recipient)、O型は抗原を持たない(万能供血者 (blood) donor供血者((blood) donor) (blood) donor(供血者), universal donor)ため、この非対称性がABO適合性のルールをそのまま決める。
| 血液型 | 供血できる相手 | 受血できる相手 |
|---|---|---|
| A+ | A+, AB+ | A+, A-, O+, O- |
| O+ | O+, A+, B+, AB+ | O+, O- |
| B+ | B+, AB+ | B+, B-, O+, O- |
| AB+ | AB+ | 全員 |
| A- | A+, A-, AB+, AB- | A-, O- |
| O- | 全員 | O- |
| B- | B+, B-, AB+, AB- | B-, O- |
| AB- | AB+, AB- | AB-, A-, B-, O- |
不適合輸血incompatible transfusion 不適合輸血(incompatible transfusion)incompatible transfusion(不適合輸血) では、非自己抗原 autoantigen 自己抗原(autoantigen) autoantigen(自己抗原) に抗体が結合し貪食・血管内溶血intravascular hemolysis血管内溶血(intravascular hemolysis)intravascular hemolysis(血管内溶血)・補体活性化complement activation補体活性化(complement activation)complement activation(補体活性化)(本来病原体防御の機序)が起こる。
💡 抗A・抗B抗体はIgM型で、胎盤を通過できない。 そのため ABO式は輸血では極めて重要だが、妊娠における母児不適合の主役にはなりにくい——これがRh式との決定的な違いを生む。
Rh式血液型
Rh式で問題になるのは最も抗原性 antigenicity 抗原性(antigenicity) antigenicity(抗原性) の強いD抗原D antigenD抗原(D antigen)D antigen(D抗原)。D抗原D antigen D抗原(D antigen)D antigen(D抗原) を持てばRh陽性、持たなければRh陰性(D対立遺伝子は優性、DD・Dd genotypeともに陽性)。
💡 Rh式は「D抗原D antigen D抗原(D antigen)D antigen(D抗原) の有無」だけの系ではない。 ISBTのRh系(RH)にはD以外にもC/c・E/eなど多数の抗原が含まれ、本ノートで扱う「D抗原D antigen D抗原(D antigen)D antigen(D抗原) の有無」はそのうち臨床的に最も重要な1点を取り出した簡略化である1。さらに血清学的にD抗原 D antigen D抗原(D antigen) D antigen(D抗原) が弱陽性・不定となる弱D(weak D)、D蛋白の一部エピトープを欠き抗D抗体 anti-D antibody 抗D抗体(anti-D antibody) anti-D antibody(抗D抗体) を産生しうる部分D(partial D)という表現型があり、ルーチン検査の約0.2〜1%で弱D表現型が生じる。大半(白人では弱D1・2・3型)はRHD遺伝子型判定 genotyping 遺伝子型判定(genotyping) genotyping(遺伝子型判定) によりRh陽性として安全に扱えるが、部分D保有者は輸血・妊娠でRh陰性としての管理が必要になりうる3。
⚠️ Rh陰性者は抗D抗体 anti-D antibody 抗D抗体(anti-D antibody) anti-D antibody(抗D抗体) を常時産生しない——初回曝露があって初めて産生が始まる。 さらに抗D抗体 anti-D antibody 抗D抗体(anti-D antibody) anti-D antibody(抗D抗体) はIgG型であるため胎盤を通過できる。この2点の組み合わせが母児不適合の機序そのもの。
Rh不適合妊娠の機序
flowchart TD
A["Rh陰性の母 × Rh陽性の父"] --> B["第1子(Rh陽性)妊娠"]
B --> C["分娩時に胎児血が母体血に混入"]
C --> D["母体が<span class='jp-term jp-term-diagram' title='D antigen'>D抗原</span>に初回感作→<span class='jp-term jp-term-diagram' title='anti-D antibody'>抗D抗体</span>(IgG)産生開始"]
D --> E["第2子(Rh陽性)妊娠"]
E --> F["母体の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='anti-D antibody'>抗D抗体</span>が胎盤を通過→<span class='jp-term jp-term-diagram' title='fetal red blood cell'>胎児赤血球</span>に結合"]
F --> G["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='fetal red blood cell'>胎児赤血球</span>の免疫学的破壊(溶血)"]
予防策
- 分娩時の母児血混合を防ぐ(帝王切開などによる)。
- 先制的なD抗原 D antigen D抗原(D antigen) D antigen(D抗原) 中和: 分娩前に母体へ抗D抗体 anti-D antibody 抗D抗体(anti-D antibody) anti-D antibody(抗D抗体) を注射する。外因性抗体が胎児血中のD抗原 D antigen D抗原(D antigen) D antigen(D抗原) を中和し、母体免疫系による認識と抗D産生の開始を防ぐ。
輸血手順
- 供血者(blood) donor供血者((blood) donor)(blood) donor(供血者)・受血者双方の血液を両方向で検査し、互いの血液に対する抗体の有無を確認する(two-sided test、クロスマッチcrossmatchクロスマッチ(crossmatch)crossmatch(クロスマッチ), crossmatch)。
- 実際の輸血前に、試験管内in vitro 試験管内(in vitro)in vitro(試験管内) で両者の血液を混合し凝集の有無を確認する。
- 輸血前に血液を体温まで加温し、低温抗原への非特異的反応を防ぐ。
- 不適合輸血incompatible transfusion 不適合輸血(incompatible transfusion)incompatible transfusion(不適合輸血) により免疫反応が生じた場合:抗ヒスタミン薬を投与。重篤・生命を脅かす反応の場合:副腎皮質ステロイド+エピネフリンを投与。
まとめ
- ABO式抗原は糖転移酵素 glycosyltransferase 糖転移酵素(glycosyltransferase) glycosyltransferase(糖転移酵素) の組み合わせで決まる糖鎖抗原 carbohydrate (glycan) antigen 糖鎖抗原(carbohydrate (glycan) antigen) carbohydrate (glycan) antigen(糖鎖抗原) (H→A/B/AB/O)。自分にない抗原へのIgM抗体を常時産生するため、O型は万能供血者 (blood) donor供血者((blood) donor) (blood) donor(供血者)、AB型は万能受血者になる。
- Rh式はD抗原 D antigen D抗原(D antigen) D antigen(D抗原) の有無で決まり、Rh陰性者は初回曝露後にIgG型の抗D抗体 anti-D antibody 抗D抗体(anti-D antibody) anti-D antibody(抗D抗体) を産生する——胎盤通過性 placental transfer 胎盤通過性(placental transfer) placental transfer(胎盤通過性) のため妊娠時の母児不適合(第2子以降でのリスク)が問題になる。
- 予防は分娩時の血液混合回避と、分娩前の抗D抗体 anti-D antibody 抗D抗体(anti-D antibody) anti-D antibody(抗D抗体) 投与による先制的な抗原中和。輸血前は両方向のクロスマッチ crossmatch クロスマッチ(crossmatch) crossmatch(クロスマッチ) と凝集試験、加温が必須手順。
出典
- 1.International Society of Blood Transfusion Working Party on Red Cell Immunogenetics and Blood Group Terminology Report of Basel and three virtual business meetings: Update on blood group systems(Vox Sanguinis・2022)ISBT(国際輸血学会)Working Partyの報告で、2019〜2021年の会議を経てKANNO・SID・CTL2・PEL・MAM・EMM・ABCC1の7つの新しい血液型系が承認され、ISBTが公式に認定する血液型系が合計43系(378抗原のうち345抗原が43系に整理され、33抗原は遺伝的基盤が未同定)に達したこと、Rh(RH, 004)系にも新規抗原が追加され続けていることを確認した閲覧 2026-08-26
- 2.FUT1 variants responsible for Bombay or para-Bombay phenotypes in a database(Scientific Reports・2023)FUT1機能の欠如または著減により赤血球表面のABO(H)抗原が欠如または弱発現となり、Bombayまたはpara-Bombay表現型を生じることを、本ノート(ABO式のH抗原欠損例)用に確認した閲覧 2026-08-26
- 3.Serological weak D phenotypes: a review and guidance for interpreting the RhD blood type using the RHD genotype(British Journal of Haematology・2017)ヒトのRhD血液型判定において、ルーチン検査の約0.2〜1%で血清学的「弱D表現型」が生じること、大半(白人では弱D1・2・3型)はRhD陽性として安全に扱えるが、正確な区別にはRHD遺伝子型判定が必要であることを確認した閲覧 2026-08-26