人类血小板特异性抗原基因的研究进展

梁秀云

随着血小板制品临床应用的日益广泛，血小板输注过程中产生的问题也明显增多。特别在临床上，许多患者由于血小板减少，血小板输注无效而影响了治疗，甚至发生出血，导致死亡等严重后果。同时，很多心血管疾病研究也表明人类血小板抗原(human platelet alloantigen HPA)在血小板黏附于血管壁及相互聚集过程中起着关键作用，是动脉粥样硬化基础上形成动脉血栓的重要原因之一，在心血管疾病的发生和发展过程中起到重要作用。因此在临床和输血实践中，研究HPA及相关临床运用具有重要意义。

1 两种类型的血小板抗原

血小板表面具有复杂的血型抗原，根据其分布情况.可以分为两大类型。一类是与其他细胞或组织共有的抗原，如红细胞血型系统、HLA-I类抗原等;另一类是血小板特异性抗原，由血小板特有的抗原决定簇组成，表现血小板独特的遗传多态性，只在血小板和巨核细胞上表达。但也有研究表明:

“血小板特异性”的血小板同种抗原也存在于其他细胞或组织上［1］。它具有独特的型特异性，属于双等位共显性遗传系统，且HPA多态性分布存在种族差异［2］。至今，使用血清学方法已检出24个血小板抗原，其中Vaa和Moua抗原尚未达到国际命名要求，其余22个抗原已被血小板命名委员会(PNC)正式命名。HPA抗原命名原则是以HPA为字头，然后连接数字表示。在由2个对偶抗原组成的遗传系统中，对偶基因分别用英文小写字母a和b表示。字母a代表其中基因频率大于0%的等位基因.字母b代表基因频率小于50%的另一等位基因。如果某血小板抗原的对偶抗原尚未被发现，将给予暂时命名，在等位基因数字后加后缀w表示，如HPA-6bw，HPA-7bw等。只有在2个对偶抗原全被检测出来后.才能被称为系统。目前已知的系统有6对:HPA-1～HPA-5，HPA-15。具体分布情况及其单核苷酸多态性见附表。

2 血小板糖蛋白复合物及其基因多态性

血小板特异性抗原都分布在血小板糖蛋白上［3］，22个抗原分布在糖蛋白 GPIa(HPA-5，13)、GPIbα(HPA-2)、GPIbβ(HPA-12)、GPIIb(HPA-3，9)和 GPⅢa(HPA-1，4，6，7，8，10，l1，14，16)和 CD109(HPA-15)［4］上。而这些血小板糖蛋白的基因都位于第5、6、17和22号染色体上的6个遗传位点，由常染色体双等位基因以共显性模式控制，其基因多态性除HPA-14bw外，绝大多数是由于相应血小板膜糖蛋白结构基因中的单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms SNP)引起，从而导致相应位置的单个氨基酸变异所致［5］。

表1 人血小板抗原一览表

2.1 血小板膜糖蛋白Ia 血小板膜糖蛋白I a(GPI a)，属于极迟表达抗原(VLA)家族，为极迟表达抗原2(VLA-2)。VLA为异二聚体细胞膜表面糖蛋白，由一个α亚单位和一个β亚单位以11对非共价键结合。GP1a的完整氨基酸序列为1181 bp，包括跨膜区、胞外区及一短胞浆片段，可与胶原结合，在血小板血栓形成中起重要作用。1991年Jasper等发现GP la基因位于人类染色体5q23-q3l区域。有29个内含子.30个外显子，mRNA长5713 bp。GP la基因存在很多多态性位点.研究较多的有两类。一类多态性与表达不同抗原决定簇有关:如第1600位点G/A(HPA-5)、1648位点G/A、253l位点C/T多态等;另一类与糖蛋白的表达数量有关。如第807位点C/T、837位点C/T、873位点G/A多态等。同时这些多态性决定的表现型之间有所联系。第1648位点G/A多态，导致第505位氨基酸由谷氨酸转变为赖氨酸，与人类血小板抗原(HPA)系统中HPA-5反应有关。有研究表明［6］第807C/T.837C/T，873G/A多态性与GP I a在血小板膜表面表达数量有关，807T/837T/873A/Brb多态性与GP I a表达增加有关。807C/837T/873G/Brb多态性与807C/837C/873G/BrA多态性与GPI a表达减少有关，同时807C/T与873G/A多态性保持一致。corral［7］等在调查了159名白人供血者的HPA-5多态性及GP I a数量，及3l6位个体HPA-5与807位点多态性的联系后，发现不仅GP807C/T多态性与GPI a数量有关，1648G/A与GPI a数量也有关联，且807T及HPA-5b基因型与GP Ia数量增多有关。同时发现HPA-5b与807C等位基因型有15.8%连锁。他们认为虽然这两种多态性表现出遗传联锁关系.但引起GPIa数量变化的机制可能不同。

不同种族人群表现出不同的等位多态性频率。David等［8］调查了六个不同种族正常人群共3571人的807等位基因型分布频率，发现种族间有很大差异，如朝鲜人(103人)807TT型频率最低为10%。CC型频率最高为50%;而土著美洲人(93人)CC型频率最低为1 7%，TT型频率最高，为28%;高加索人(2957人)为TT型15%、TC型49%、CC型36%;美国非洲人(231人)为TT型12%、TC型44%、CC型44%;印度人(95人)为TT型15%、TC型4 7%、CC型38%;西班牙人(92人)为TT型27%、TC型47%、CC型26%。

GPIa位点多态性与血小板功能有很大影响，是否这种影响能造成增加某些疾病的危险性，引起人们极大关注与研究。HPA-5是引起高加索人和非洲人免疫性血小板减少症的主要原因之一［9］。但HPA-5在亚洲人群中以a/a纯合子为主，且中国、日本、韩国、越南等亚洲国家的分布频率相似。与非洲喀麦隆人、刚果人、贝宁人以及高加索人相比，a/b杂合子和b/b纯合子基因频率明显减少。同时，Santoso等［10］检测了2237位诊断为冠心病的男性患者的807C/T基因型，进行多因素Iogtstic回归分析。发现虽然整体研究人群中，807C/T多态性与冠心病及心肌梗死无关，但在T等位基因携带者同C等位基因携带者比较发现，年龄越低的T等位基因携带者，发生心肌梗死的危险度越高。carlsso等［11］也表明了807T等位基因型是脑卒中发病的独立危险遗传因素，T等位基因携带者同C等位基因携带者比较.发生脑卒中的危险度更高。

2.2 血小板膜糖蛋白I b GPIb是血小板膜上含量最多的糖蛋白，其基因定位于17号染色体，为常染色体共显性遗传。GPIbα是GPIb的亚单位，GPIbα氨基端的球形区域(1-282残基)是GPIb-IX-V复合物的配体主要结合区，其主要配体为vWF，其次为凝血酶、白细胞整合素Mac-1、P-选择素、高分子质量激肽原及凝血因子Ⅺ和Ⅻ［12］。GPIba基因定位于17p12，全长3530bp，共含610个氨基酸，是调节切变力诱导的血小板活化、黏附、聚集的主要血小板受体。GPIba基因在人群中呈高度多态性分布，其遗传多态性是血小板功能的主要影响因素。目前，已有研究证实GPIba至少存在5种遗传多态性:①人类血小板同种抗原HPA-2多态性［13］，②巨糖肽区VNTR多态性［14］，③位于起始密码子上游的Kozak序列-5T/C多态性，④EF多态性，⑤KL多态性。其中前三者备受关注，可能与血栓性疾病有关联。VNTR和HPA-2多态性影响GPIb的结构。

GPIbα为人类血小板特异同种抗原，其基因序列在524位核苷酸发生C/T置换可引起相应编码的145氨基酸Thr/Met二态性(T145M);HPA-2a多态性中为Thr，HPA-2b中为Met。HPA-2多态性定位于GPIbα氨基端基因编码区的弹性蛋白酶敏感区，临近vWF结合位点，其氨基酸的改变可致GPIbα分子结构的变化，但并不影响Ristocetin和Botrocetin诱导的血小板聚集反应，可能与冠心病的发生存在相关性［14］。这类血小板在流场中的反应性如何，目前尚无报道。

HPA-2系统血型不合引起免疫性血小板减少症的发病率在中部非洲人中分布最高，在澳大利亚土著人中分布为0，而其在亚洲人群中的分布也比较低。近年来，国内外有关GPIbα基因HPA-2多态性与冠心病关系的研究颇多，但由于种族和样本差异，结论不一。1996年，美国学者首先报道了HPA-2多态性与冠心病无关。但也有研究得出相反的结论。MurataMo发现小于60岁的日本人群中，HPA-2-Met等位基因是冠心病发病的独立危险因素，且与冠心病的严重程度显著相关。Meisel的研究表明［16］HPA一2-Met等位基因至少在青至中年这一年龄段是急性心源性猝死及致死性心肌梗死(MI)的遗传危险因素。可能大多数MI危险因素随年龄的增长才逐渐出现并发展，因而使得作为遗传危险因素的Met阳性基因型在年轻患者中更加突出。

2.3 糖蛋白GPIIIa/IIb复合物 GPIIIa/IIb多以复合物的形式存在，GPⅡb分子量为140kD，由一个重链(GPIIbα2125)和一个轻链(GPIIbβ223)通过二硫键相连，其细胞外部分含有4个重复序列，每个重复序列含有12个氨基酸，这些重复序列含有Ca2+的结合结构域。GPIIIa分子量为90kD，是整合素家族细胞黏附素亚家族的亚单位，由一条多肽链组成，含有一个跨膜结构域和亲水的胞质尾巴。GPⅢa(13亚单位)和GPIIb(a亚单位)2种GP在膜上以l:1构成GPIIIa/IIb复合物，它是一种钙依赖性异二聚体，80%随机分布暴露于血小板表面，其余的位于凹入血小板表面的管道系统和胞浆内a颗粒中。

GPIIIa/IIb是血小板激活的最后共同通道，GPIIIa和GPIIb均有很高的多态性，基因均位于染色体17q21-22上。GPIIb基因长17.2Kb，有30个外显子，29个内含子。HPA-3(Baka/Bakb)是由GpIIb的重链靠近COOH端的第843个位点发生由T-G的碱基替换所致。HPA-3a(Baka)在这个位点的基因编码Ile，而HPA一3b(Bakb)的等位基因编码Ser。GPIIIa基因长度为46kb，属于单拷贝基因。有外显子14个。第2外显子上的第1565位T突变为C，转录成蛋白质第33位Leu变为Pro，分别被命名为HPA-1a和HPA-lb。GPⅢa基因第9外显子上第21508位c突变为A转录成蛋白质第355位Val变为Glu(TaqI多态性)。此外GPIIIa转录成的蛋白质的第143位Arg变为Gin，分别被命名为HPA一4a和HPA一4b(Pena和PerIb)。以及蛋白质的第489位Arg变为Gin，分别被命名为HPA-6a和 HPA-6b(Tua和Tub)，蛋白质第407位Pro变为Ala，分别被命名为HPA-7a和HPA-7b(Moa和Mob)，蛋白质第636位Arg变为Cys，分别被命名为HPA-8a和HPA-8b(Sra和Srb)。

GPIIIa/IIb复合物的基因多态性改变了其抗原性，调节了其表达水平和结构，从而影响了血小板的黏附、聚集和活化反应。HPA-1是引起免疫性血小板减少的主要血型系统，HPA-1b在高加索人种、非洲贝宁人、喀麦隆人和刚果人中频率较高，但在亚洲人和中部非洲人中分布很低［17，18］。HPA-4抗原首先在日本人群中被发现，胎儿与孕妇HPA-4b血型不相容是导致新生儿同种免疫血小板减少症(NA IT)的主要病因。亚洲人有较高的HPA-6b基因分布频率，而在高加索人和非洲黑人中基因频率非常低，因此由HPA-6血型不合引起的免疫性血小板减少症应引起我们的重视［19］。血小板膜糖蛋白GPⅡb/Ⅲa受体在血栓形成过程中起重要的作用。研究表明，GPⅡb/Ⅲa基因突变导致表型改变，进而引起血小板粘附、聚集功能的改变。血栓的病理机制取决于富含血小板的血栓形成。因此，GPⅡb/Ⅲa遗传学上的决定性差异可能导致血小板激活或聚集改变并影响这类疾病的危险性。1996年weiss就表明GPⅢa基因的突变与血栓性疾病的发生相关。多数学者认为，GPⅢa l565位点突变可能影响GPⅡb/Ⅲa受体的敏感性，进而影响血小板对激活及聚集刺激的反应性。

2.4 CD109糖蛋白 CD109糖蛋白位于活化的血小板和E细胞上，编码基因位于第6号染色体上。CD109糖蛋白是与糖基磷脂酰肌醇(GPI)连接的单聚体，约170KD，是α2巨球蛋白，C3，C4，C5含硫代酯蛋白家族的成员.CD109糖蛋白携带 HPA-15，具有两个等位基(HPA-15a，HPA-15b)，CD109突变遗传因子是由A-C单核苷酸多态性反映的，A-C单核苷酸取代发生CD109cDNA的编码区2108位点，使CD109的第682氨基酸发生Tyr/Ser替代。

3 小结

人类血小板抗原基因突变影响血小板的激活和聚集，是导致血小板输注无效和血栓性疾病发病的危险因素。因此，人血小板抗原基因的多态性与血小板输注、免疫性血小板减少及心血管疾病的发生、发展密切相关。因此在临床和输血实践中，研究HPA基因及相关临床应用具有重要意义。

［1］Santoso S .Human platelet alloantigens .Transfusion Apheresis Sci，2003，28:227-236.

［2］刘达庄:免疫血液学.上海:上海科学技术出版社，2002:108-110.

［3］Metcalfe P.Platelet antigens and antibody detection .Vox Sang，2004，87(suppl 1):82-86.

［4］ 赵桐茂.人类血小板抗原(HPA)研究概况.中国输血杂志，2004，17(2):129-132.

［6］Kritzik M，savage B，Nugent SD，et al.Nucleotide polymorphisms in the a2 gene define multple alles 1 hat are ssociated with differences in platelet α2βl denslty .Blood，1998，92(7):2382.

［7］corral J，Rivera J，Gonzalez CR，et al.The number of platelet g1ycoprotein Ia molecules associated with the genetically linked 807C/T and HPA-5 polymorphlsms.Transfusion，1999，39(4):372-378.

［8］David M，Dinauer KD，Friedman MJ，et al.Allelic distribution of the glycoprotein la(α2-integrin)C807T/G873A dimorphisms among Caucasian venous thrombosis patients and six racial groups.British Journal of Haematology，1999，107:563-565.

［9］Castro V，Kroll H，Origa AF，et al.A prospective study on the prevalence and risk factors for neonatal thrombocytopenia and platelet alloimmunization among 9332 unselected Brazilian new boms.Transfusion，2007，47(1):59-66.

［10］Santoso s，Kunicki TJ，KrolI H.et aI.Association of the platelet glycoprotein la C807T gene polymorphism with nonfata1 myocardial infarction in younger patients.Blood，1999，93(8):2449-2453.

［11］Carlsson LE，Santoso S，Spitzer C，et al.The α2 gene coding sequence T807/A873 of the platelet collagen receptor integrin α2 β1 might be genetic risk factor for the development of stroke in younger petients，Blood，1999，93(11):3583-3856.

［12］Nakamura F，Pudasr，Heikkinen Q.The structure of the GPIb filamin A complex.Blood，2006，107:1925-1932.

［13］Jin YY，Yu CZ，Wang Y，et al.Variable number of tandem repeats polymorphism of platelet glycoprotein Ib alpha in Chinese people and CC genotype with aspirin sensitivity in patients with cerebral infarction.J Clin Pharm Ther，2009.34(2):239-243.

［14］Kleinschnitz C，Pozgajova M，Pham M，et al.Targeting platelets inacute experimental stroke:impact of glycoprotein lb，VI，and IIb/Illa blockade On infarct size，functional outcome，and intracranial bleeding.Circulation，2007，15(17):2323-2330.

［15］张锑，张青青，丛亚琴，等.血栓患者血小板膜糖蛋白CD63、CD62和TSP的表达.细胞与分子免疫学杂志。2000，16(1):42-44.

［16］Christian Meisel.Role of platelet glycoprotein polymorphisms in cardio vascular diseases .Naunyn-Schmiedeberg’s Archives of Pharmacol，2004，369:38-54.

［17］Halle L，Bigot A，Mulen Imandy G，et al.HPA polymorphism inSub-Saharan A frican populations:Beninese，Cameroonians，Congolese，and Pygmies.Tissue Antigens，2005，65(3):294-298.

［18］Bennett JA，Palner LJ，Musk AW，et al.Gene frequencies of human platelet antigens 1-5 in indigenous Australians in Western Australia.Transfus Med，2002，12(3):199-203.

［19］廖燕，申卫东，李丽兰，等.南宁地区人群血小板抗原HPA1-16bw基因分布频率的研究.中国输血杂志.2010，23(6):424-429.