Les bases théoriques des systèmes de groupes sanguins ABO, Rh, Kell, Duffy, Kidd, MNS et de l alloimmunisation anti-érythrocytaire.

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1 Les bases théoriques des systèmes de groupes sanguins ABO, Rh, Kell, Duffy, Kidd, MNS et de l alloimmunisation anti-érythrocytaire. Mady CALOT, Véronique VAN HUFFEL (Dernière mise à jour Février 2018, auteurs Thierry PEYRARD et Emmanuel COLLEC) Objectifs : Connaître les principaux groupes sanguins intervenant dans la sécurité de tout acte transfusionnel. 1. Les systèmes de groupes sanguins : présentation générale Un grand nombre d antigènes (354 connus à ce jour répartis en 36 systèmes, collection et séries) sont présents sur la membrane des hématies humaines. Ces antigènes sont pour la plupart (316) regroupés en systèmes génétiquement induits dont la connaissance est nécessaire dans plusieurs domaines: transfusion sanguine, allo immunisation fœto-maternelle, transplantation ou études génétiques. Ces antigènes sont portés par des protéines, des glycoprotéines ou des glycolipides enchâssés dans la membrane des hématies et dirigés vers l extérieur de la cellule. Les systèmes sont divisés en deux grandes catégories : 1 ) Les systèmes comportant des antigènes qui sont des sucres et à ce titre ne peuvent être les produits directs de gènes, ceux-ci ne sachant synthétiser que des protéines. Ils en sont donc le produit secondaire. Les anticorps peuvent être naturels (réguliers ou irréguliers). Ce groupe est principalement composé de ABO, H et Lewis. 2 ) Les systèmes pour lesquels les antigènes sont des protéines (donc produits primaires des gènes). Les anticorps ne sont en principe pas naturels et donc principalement développés suite à une stimulation antigénique interhumaine (grossesse ou transfusion). Ce groupe est principalement composé de Rh, Kell, Duffy, Kidd et MNS. Avec les groupes ABO, Rh, Kell, Duffy, Kidd, MNS dont la connaissance assure la sécurité de la très grande majorité des transfusions, on comprend que cet immense polymorphisme fait qu il est illusoire de penser que l on peut réaliser des transfusions «compatibles dans tous les systèmes». La sécurité transfusionnelle repose sur le principe général suivant: Prévention de l allo immunisation pour les antigènes majeurs: ne pas apporter par les hématies transfusées un antigène absent chez le receveur, pour éviter que par ces transfusions le receveur ne 1

2 s immunise. En d autres termes, ne pas apporter un «positif» à un «négatif», tout en sachant que l allo immunisation n est pas systématique. Prévention de l accident hémolytique: Ne pas apporter par les hématies transfusées un antigène correspondant à un anticorps présent dans le sérum (plasma) du receveur, pour éviter une réaction transfusionnelle liée à un conflit antigène-anticorps. Nous envisagerons donc pour chaque groupe sanguin une présentation générale des antigènes et des anticorps. Nous ferons ensuite un chapitre sur les examens de laboratoire indispensables pour la sécurité des transfusions: groupage ABO Rh Kell, RAI, compatibilité au laboratoire. 2. Les systèmes H et ABO 2.1. Les antigènes du système ABO et les règles de compatibilité pour la transfusion de CGR C est le système qui a été découvert en 1900 par Karl LANDSTEINER, observant que le sérum de certains sujets agglutinait les hématies d autres sujets. Il a donc identifié deux antigènes définissant quatre groupes sanguins selon le ou les antigènes présents sur la membrane et le ou les anticorps systématiquement présents (naturels réguliers) correspondant aux antigènes absents. 2

3 Du fait de la présence des anticorps naturels et réguliers, le système ABO est le premier à prendre en compte lors de transfusions. La règle est de ne jamais apporter un antigène contre lequel le receveur possède l anticorps. Le schéma classique des compatibilités ABO, en ce qui concerne la transfusion de globule rouges est donc le suivant: Un concentré de globules rouges (CGR) O peut être donné à un sujet O (transfusion iso groupe), à un sujet A, à un sujet B, à un sujet AB (transfusions compatibles). Un concentré de globules rouges (CGR) A peut être donné à un sujet A (transfusion iso groupe), ou à un sujet AB (transfusion compatible). Il ne peut être donné à un sujet B ni à un sujet O en raison de l anticorps anti-a systématiquement présent chez ce dernier. Un concentré de globules rouges (CGR) B peut être donné à un sujet B (transfusion iso groupe), à un sujet AB (transfusion compatible). Il ne peut être donné à un sujet A ni à un sujet O en raison de l anticorps anti-b systématiquement présent chez ce dernier. Un concentré de globules rouges (CGR) AB ne peut être donné qu à un sujet AB. Il ne peut être donné à un sujet A en raison de l anticorps anti-b systématiquement présent chez ce dernier, ni à un sujet B en raison de son anti-a, ni à un sujet O en raison des anti-a et anti-b naturellement présents. La méconnaissance ou le non-respect de ces règles de compatibilité peut entraîner un accident hémolytique de haute gravité avec hémolyse intra vasculaire. C est pour se prémunir contre cet accident hémolytique ABO, le plus grave (et restant encore malheureusement assez fréquent), que 3

4 l on ait à redouter en transfusion, que nous pratiquons en France le «contrôle ultime pré transfusionnel (CUPT)» au lit du patient dont une des composantes est la vérification ultime, au moment de la transfusion de la compatibilité ABO. Ce contrôle ultime pré transfusionnel s effectue sur des dispositifs spécifiques et consiste à vérifier au dernier moment la présence/absence des antigènes A et B à la fois chez le patient et sur les hématies à transfuser. Les antigènes A et B sont des sucres et à ce titre ne peuvent être les produits directs de gènes, ceuxci ne sachant synthétiser que des protéines. Ils en sont donc le produit secondaire. Un sucre est particulièrement important, c est l antigène H qui sert de substrat pour la synthèse des spécificités A et B. En effet, pratiquement tous les individus possèdent l antigène H et seront donc capables d exprimer leurs spécificités ABO. En revanche, il existe d exceptionnels sujets appelés «Bombay» qui ne possèdent pas le gène H indispensable à la synthèse de l antigène H. De ce fait, le substrat H n existant pas, la synthèse des antigènes A et/ou B ne pourra s effectuer si l individu possède le(s) gène(s) correspondant(s). Ces exceptionnels sujets ne présentent donc sur la membrane de leurs globules rouges ni antigène A (développeront donc un anti-a dans leur plasma), ni antigène B (développeront donc un anti-b dans leur plasma), ni antigène H (développeront donc un anti-h dans leur plasma), ce qui en fait des receveurs dangereux puisque l immense majorité de la population possède cet antigène H. Ces sujets ne pourront être transfusés que par eux-mêmes ou leurs semblables. Comme tous les receveurs dangereux (il en existe dans tous les systèmes), leur transfusion devrait être dans la mesure du possible, prévue, organisée et s effectuer avec des hématies congelées ce qui permet leur conservation quasi-illimitée dans le temps. Il existe un organisme appelé le Centre National de Référence pour les Groupes Sanguins (CNRGS) dont une des missions consiste à assurer la prise en charge et la sécurité transfusionnelle de ces exceptionnels sujets dits «receveurs dangereux» Les anticorps du système ABO Ce sont des anticorps «naturels» préexistant donc à toute stimulation interhumaine. Ils seront donc un obstacle dès la première transfusion. Ils sont de classe IgM, anticorps dits «froids», c est à dire que leur optimum thermique se situe à basse température (4 C). Cependant même à 37 C leur dangerosité peut être grande, ils se fixent sur l hématie, activent le complément (ensemble de protéines plasmatiques allant de C1 à C9), puis peuvent s éluer (se décrocher) de l hématie. L activation du complément est en général totale, jusqu à la fraction C9 perforant la cellule, ce qui entraîne une hémolyse intra vasculaire avec libération d hémoglobine libre dans le plasma. Celui-ci aura donc une couleur rouge «laquée», et les urines seront foncées (voire noires). Les complications majeures à redouter sont la coagulation intra vasculaire disséminée (CIVD) et l oligoanurie puis l anurie par insuffisance rénale. Il existe également chez certains individus des anticorps anti-a ou anti-b de classe IgG, appelés anticorps immuns ou hémolysines. 4

5 3. Le système LE (Lewis) 3.1. Les antigènes du système LE Le système LE (Lewis) n est qu indirectement un système de groupe sanguin érythrocytaire. En effet les antigènes Lewis mis en évidence sur les globules rouges sont des substances solubles, existant dans le plasma et s adsorbant secondairement à la surface des hématies définissant les phénotypes érythrocytaires Lewis. Les phénotypes du globule rouge ne traduisent donc pas le fonctionnement génétique de l érythroblaste mais expriment, par l intermédiaire du plasma, le fonctionnement génétique d autres cellules. Si l on prend comme exemple les cellules des glandes salivaires, chez les sujets possédant le gène Lewis, il existe dans la salive, une substance spécifique, appelée substance Lewis. Si le sujet est non sécréteur (se/se) cette substance sera appelée Lewis a (Le a ) tandis que si le sujet est sécréteur (Se/se ou Se/se) cette substance sera appelée Lewis b (Le b ). Leur présence est donc contrôlée par deux systèmes génétiques : les gènes Lewis et Se (Le/le et Se/se). Le gène détermine l apparition de l antigène soluble Le a. Le gène Le et le gène Se déterminent l apparition de l antigène soluble Le b. Il existe un compartiment cellulaire qui fonctionne de la même façon que la cellule des glandes salivaires, mais qui déverse les substances solubles Lewis dans le plasma sous forme de lipides. Si Le a est synthétisé (sujet Le et se/se) le phénotype érythrocytaire sera Le(a+b-). Si Le b est synthétisé (sujet Le et Se) le phénotype érythrocytaire sera Le(a-b+). En l absence du gène LE (sujet le/le) le sujet, sécréteur ou non, aura un phénotype érythrocytaire Le(a-b-) Les anticorps du système LE Les anticorps anti-le les plus fréquemment retrouvés sont l anti-le a, l anti-le b. Généralement naturels et de classe IgM, ils ne traversent pas la barrière placentaire et ne sont donc jamais impliqués dans une maladie hémolytique du nouveau-né. Les anticorps anti-lewis sont souvent sans réelle importance sur le plan transfusionnel. Cependant certains anti-lewis a peuvent être à l origine d accidents hémolytiques quand ils sont actifs à 37 C et/ou de titre élevé et/ou hémolysants, en particulier chez le patient drépanocytaire. 4. Les systèmes P1PK et GLOB (P) Le système P renommé P1PK en 2010, est de nos jours considéré comme un système complexe qui comporte deux antigènes principaux: P1 et P k (tableau ci-dessous). A ce jour l antigène P est le seul antigène à appartenir au système GLOB. Les individus n exprimant aucun des trois antigènes Pk, P et P1, définissent le phénotype nul «p». Ces individus peuvent développer un anticorps anti-pp1pk ou anti-tja naturel régulier 5

6 5. Le système RH (Rh) De découverte plus récente, le système RH est d un intérêt considérable en transfusion et en obstétrique du fait de l immunogénicité remarquable de ses antigènes, notamment de l antigène D. En 1940 LEVINE constate dans le sérum d une femme enceinte la présence d un anticorps agglutinant les hématies de 85% de la population d Europe occidentale. L appellation de «Rhésus» qui a été donné à ce nouvel antigène provient d une confusion avec un autre antigène découvert à la suite de travaux de LANDSTEINER et WIENER (en référence au singe Macacus Rhesus ayant servi à ces travaux). On a su par la suite qu il s agissait de deux antigènes distincts mais l appellation de «Rhésus» a perduré pour l allo anticorps humain et le système. Il est à noter que l appellation Rhésus est désormais obsolète, seule la terminologie RH doit être utilisée Les antigènes du système RH A ce jour, 55 antigènes ont été décrits pour ce système, ce qui démontre sa grande complexité. 5 antigènes RH importants à connaitre en transfusion: Antigène RH1 (D), antigène RH2 (C), antigène RH3 (E), antigène RH4 (c) et antigène RH5 (e) L antigène D (RH1) C est celui qui est défini par l anticorps découvert par LEVINE. Il est le plus immunogène des antigènes de groupes sanguins. On appelle par convention RH positif les sujets (85% de la population d Europe occidentale) dont les hématies sont agglutinées par cet allo anticorps, et qui possèdent donc l antigène D (RH:1), et RH négatif (RH:-1) les individus (15%) dont les hématies sont dépourvues de cet antigène D. Les fréquences varient beaucoup selon les populations humaines. Par exemple, la fréquence du phénotype RH négatif est très faible (< 1%) dans les populations asiatiques Les autres antigènes RH Rapidement après la découverte de l antigène D, ont été mis en évidence d autres anticorps qui n agglutinaient pas dans les mêmes proportions que l anti-d les hématies des individus et qui reconnaissaient de ce fait d autres déterminants antigéniques que D. Ainsi ont été décrits les antigènes suivants: l antigène C (RH2), présent chez 70% des individus d Europe occidentale, l antigène E (RH3) présent chez 30% de ces mêmes individus, l antigène c (RH4), présent chez 80%, et l antigène e (RH5), présent chez 98% des individus d Europe occidentale. On a de plus observé des 6

7 associations préférentielles dans la distribution de ces antigènes, les antigènes C et E se rencontrant plus fréquemment chez les sujets RH positifs que chez les sujets RH négatifs, ceci traduisant ce que l on appelle un déséquilibre de liaison. D autre part il convient de noter que les hématies ne possédant pas C sont (en dehors de très rares exceptions) nécessairement c positives (et inversement), et qu il en est de même pour les antigènes E et e, les hématies négatives pour l antigène E étant nécessairement positives pour l antigène e (et inversement). C est ce que l on appelle la règle de l antithétisme. Bien évidemment on peut observer des hématies possédant à la fois les antigènes «antithétiques» C et c, E et e. En résumé: Dans chaque paire les 2 antigènes sont antithétiques: si l un est absent, l autre est présent en double dose. Paire d allèles RH2 (C) et RH4 (c): phénotypes possibles RH:2,4 ; RH:-2,4; RH:2,-4 Paire d allèles RH3 (E) et RH5 (e): phénotypes possibles RH:3,5; RH:-3,5; RH:3, Les différentes nomenclatures, le phénotype RH Trois nomenclatures sont utilisées, dont celle de WIENER (haplotypes R/r) mais qui ne sera pas détaillée ici, la nomenclature en DCE dite de FISCHER et RACE et la nomenclature internationale alphanumérique de ROSENFIELD. La nomenclature en DCE dite de FISCHER et RACE Prenons par exemple un sujet dont les hématies sont: Positives avec le réactif anti-d Positives avec le réactif anti-c Négatives avec le réactif anti-e Positives avec le réactif anti-c Positives avec le réactif anti e Le phénotype en nomenclature DCE de ce sujet s écrira D+C+E-c+e+. La présence de l antigène est suivi d un signe + et son absence d un signe -. La nomenclature alphanumérique de la Société Internationale de Transfusion Sanguine (ISBT). Aux antigènes D, C, E, c, e, correspondent respectivement les chiffres 1, 2, 3, 4, 5. Ces chiffres sont précédés du signe quand le sujet est dépourvu de l antigène correspondant. Il n y a jamais de signe +. 7

8 Le phénotype en nomenclature internationale des hématies précédentes s écrira donc RH:1,2,-3,4,5. Cette nomenclature simple et adaptable au langage informatique présente un avantage certain: mettre immédiatement en évidence le ou les antigènes absents (ici l antigène E, RH3), et qu il faudra éviter d apporter lors des transfusions afin d éviter l allo immunisation Les phénotypes variants: antigènes D faibles et D partiels Le terme «D faible» regroupe de manière générale les diminutions d expression antigénique D de nature quantitative (anciennement appelées phénotype Du) associées à un phénotype RH positif. La mise en évidence de ces phénotypes dépend des techniques de groupage et des réactifs utilisés. Aujourd hui, la plupart des anticorps anti-d «monoclonaux» permettent la détection aisée des D «faibles», même ceux difficiles à détecter avec les réactifs utilisés anciennement «polyclonaux». Un sujet porteur d un antigène D faible doit être considéré comme un sujet D positif en tant que donneur de sang. Pour les receveurs, l'attitude transfusionnelle dépendra de la base moléculaire du phénotype D faible car il existe certaines formes connues comme pouvant être sujettes à une allo immunisation anti-d (exemple du phénotype D faible type 4.2). Le terme de «D partiel» est réservé aux individus D+ capables de développer un allo anticorps anti-d à la suite d une immunisation par grossesse ou transfusion. En effet, l antigène D doit être considéré comme un ensemble d épitopes (ou sites antigéniques), dont certains sont absents chez les sujets RH partiels, ceci pouvant donc conduire à un allo anticorps anti-d réagissant avec toutes les hématies RH positives normales. Un sujet D partiel qui s est ainsi immunisé doit recevoir par la suite des hématies RH négatives Les anticorps du système RH Contrairement aux anticorps du système ABO, les anticorps dirigés contre les antigènes du système RH ne sont en général pas naturels mais sont de nature immune (on a décrit cependant des anti-e «naturels»). L antigène D est le plus immunogène de tous les antigènes de groupes sanguins. C est pourquoi la règle est de ne pas transfuser un sujet RH négatif avec des hématies RH positives. Les autres antigènes C, E, c, et e peuvent également provoquer l apparition d anticorps immuns susceptibles d être à l origine d hémolyses post-transfusionnelles ou de maladies hémolytiques néonatales. Actuellement la plupart des patients reçoivent du «sang phénotypé» compatible avec leur propre phénotype, en adéquation avec les recommandations de la HAS de Ce sont des hématies typées en ABO, D, C, E, c, e, K (voir plus loin). Ceci afin d éviter (ou de limiter au maximum) l allo immunisation transfusionnelle. Cette attitude était autrefois réservée à la transfusion de tout sujet féminin, de la naissance jusqu à l âge de 50 ans environ, afin de préserver son avenir obstétrical. Les anticorps anti RH sont des anticorps immuns, de classe IgG, anticorps dits «chauds», c est à dire dont l optimum thermique est 37 C, se fixant sur l hématie (on dit alors qu elle est «sensibilisée») et demeurant fixés. Les hématies ainsi sensibilisées ont de ce fait un destin qui est leur destruction par 8

9 les macrophages de la rate, ceux-ci ayant un «récepteur» qui leur permet de les reconnaître puis de les capter en vue de leur phagocytose. Il s agit donc ici d une hémolyse dite «intra tissulaire» qui aura pour conséquence une dégradation de l hémoglobine en bilirubine, avec l apparition d un ictère post-transfusionnel. 6. Le système KEL (Kell) Un problème de nomenclature mérite d être souligné, le système s appelle Kell (ou KEL dans la nomenclature internationale actuelle), l antigène principal de ce système s appelle K mais se prononce «Kell» (ou KEL1) 6.1. Deux antigènes antithétiques principaux, K et k, appelés également KEL1 et KEL2 Les circonstances de découverte de l anticorps anti-k sont similaires à celles de l anti-rh, c est à dire dans le sérum d une mère ayant mis au monde un nouveau-né ictérique, le terme de Kell provenant du nom de la patiente chez qui l anticorps a été initialement découvert. Cet anticorps reconnaissait les hématies d environ 9% de la population d Europe occidentale et l antigène reçut le symbole K, KEL1 selon la nomenclature internationale actuelle. Quelques années plus tard on mit en évidence un anticorps (anti-cellano) reconnaissant l antigène antithétique de K et auquel fut attribué le symbole k, de nos jours KEL2. Il existe donc trois principaux phénotypes: K-k+ ou KEL:-1,2 (sujet possédant en double dose l antigène Cellano k). Il représente 91% de la population d Europe occidentale. K+k+ ou KEL:1,2 (sujet possédant les deux antigènes antithétiques, K et Cellano). Il représente 8,8% de la population d Europe occidentale. K+k- ou KEL:1,-2 (sujet possédant une expression homozygote de l antigène K). Il représente 0,2% de la population d Europe occidentale. Dans la pratique courante des laboratoires la recherche se limite à l antigène K car il est après D le plus immunogène des antigènes de groupes sanguins. Un sujet K+k+ pourra recevoir tout type de phénotype Kell, puisqu il ne pourra s immuniser contre aucun des deux antigènes. Un sujet K-k+ doit recevoir du sang K-. Dans le cas contraire on prend le risque de l immuniser et de lui faire produire un anti-k. Un sujet K+k- doit déjà être considéré comme un sujet à risque car l allo anticorps anti-k qu il est susceptible de développer est un anticorps «anti public», c est à dire dirigé contre un antigène de grande fréquence dans la population (ici 99,98%); il rendra toute transfusion ultérieure avec du sang classique par définition incompatible. C est pourquoi il serait pertinent de tester les sujets K+ avec également un anti-k, afin de s assurer que les deux antigènes sont bien présents et que ce sujet ne doit pas être considéré comme un «receveur dangereux». 9

10 Il existe à côté du couple d allèles K/k (KEL1 et KEL2) un autre couple d allèles faisant également partie du même système KEL, appelés Kp a (KEL3) et Kp b (KEL4), Kp a étant un antigène de faible fréquence contrairement à Kp b, très largement répandu. Du fait du grand pouvoir immunogène de l antigène K, le «phénotypage standard» des unités de sang comporte la détermination systématique des antigènes ABO, D, C, E, c, e, K Les anticorps du système KEL Ce sont des anticorps immuns, nécessitant donc une stimulation soit par grossesse soit par transfusion. Le plus fréquent et le plus problématique est l anti-k. Actuellement, du fait de la transfusion en «sang phénotypé», respectant donc la compatibilité avec l'antigène K, l origine transfusionnelle de cet anticorps tend à diminuer. Par contre il peut se développer après grossesse chez une femme K- enceinte d un enfant K+. Ce sont, comme les anti-rh, des anticorps immuns, de classe IgG, chauds, pouvant donner des hémolyses intra tissulaires et être responsables d accidents hémolytiques de transfusion. Ils peuvent être aussi à l origine d une incompatibilté fœto-maternelle grave, par effet toxique sur les cellules progéniteurs érythroïdes. 7. Le système FY (Duffy) 7.1. Les antigènes du système FY En 1950 fut découvert dans le sérum d un patient polytransfusé un anticorps qui ne pouvait être rattaché à aucun autre système connu. Ainsi fut identifié le premier antigène d un nouveau système que les auteurs ont appelé Duffy (du nom du patient) et symbolisé par Fy a (FY1 dans la nomenclature internationale actuelle). On a ensuite pu identifier l anticorps reconnaissant l antigène antithétique et qui reçut le nom de Fy b (FY2). Fréquence du phénotype FY 10

11 Nous pouvons donc définir trois phénotypes courants à l aide de ces deux antigènes : Les sujets Fy(a+b-) ou FY :1,-2 qui possèdent donc l antigène FY1 en double dose Les sujets Fy(a+b+) ou FY :1,2 qui possèdent les deux antigènes FY1 et FY2 Les sujets Fy(a-b+) ou FY :-1,2 qui possèdent l antigène FY2 en double dose Chez les sujets d'origine africaine et antillaise, une grande majorité des individus (68% de la population) n exprime ni l antigène FY a (FY1) ni l antigène FY b (FY2). Ils ont donc un phénotype nul Fy(a-b-) ou FY:-1,-2. Ce phénotype n'est observé que de façon tout à fait exceptionnelle chez les Européens. Mais les caractéristiques de ces deux phénotypes au niveau moléculaire sont complètement différentes et ceci présente une implication pratique immédiate sur le plan de la pratique transfusionnelle. En effet, par grossesse ou transfusion, le sujet Fy(a-b-) Européen (extrêmement rare), si il s immunise, produira un anticorps reconnaissant la totalité des hématies FY positives (anticorps «anti-public»), de spécificité anti-fy3. C est donc un «receveur dangereux» dont la transfusion doit être réfléchie, organisée et s effectuer avec des hématies rares FY:-1,-2 congelées en accord avec le CNRGS. Le sujet Fy(a-b-) d'origine africaine/antillaise ne développent jamais d'anticorps anti-fy2 et l anticorps anti-fy3 est rare Les anticorps du système FY Ce sont des anticorps immuns, nécessitant donc une stimulation soit par grossesse soit par transfusion et la responsabilité de l anticorps anti-fy a, résultant d une allo immunisation interhumaine, a été reconnue plusieurs fois dans la survenue d accidents hémolytiques transfusionnels et des maladies hémolytiques néo-natales Principales implications de la protéine FY Le phénotype FY:-1,-2 confère une résistance à: L invasion des globules rouges par le Plasmodium vivax (Paludisme, 1975) La toxine de S.Aureus (2015) La protéine FY récepteur de chimiokines (IL-8) Le phénotype FY:-1,-2 est incapable de lier l IL-8 (1993) 11

12 8. Le système JK (Kidd) 8.1. Les antigènes du système JK Découvert en 1951, grâce à un anticorps de spécificité inconnue dans le plasma de Mme KIDD (dont l enfant nouveau-né était atteint d une maladie hémolytique). Ainsi fut identifié le premier antigène d un nouveau système que les auteurs ont appelé Kidd et symbolisé par Jk a, JK1 selon la nomenclature internationale actuelle. En 1953, l anti-jk b, donnant des réactions antithétiques avec l anti-jk a, fut reconnu. Le système JK (Kidd) est donc en première analyse, un système simple à deux allèles, Jk a ou JK1, Jk b ou JK2. Les antigènes JK sont normalement présents et développés dans le sang du cordon. Il existe un phénotype silencieux d une grande rareté: Jk(a-b-) ou JK:-1,-2 dû à l existence en double dose du gène allèle silencieux Jk. Il existe 3 phénotypes JK possibles: Jk(a+b-) ou JK:1,-2 28 % Jk(a-b+) ou JK:-1,2 22 % Jk(a+b+) ou JK:1,2 50 % 8.2. Les anticorps du système JK Ce sont des anticorps immuns, résultant d une stimulation soit par grossesse soit par transfusion. L apparition d un anticorps anti-jk a chez les polytransfusés est une éventualité fréquente liée à l immunogénicité de l antigène JK1, cet anticorps, de classe IgM ou IgG fixant le complément, est souvent difficile à identifier. Cet anticorps anti JK1 peut cependant être à l origine d accidents transfusionnels graves, voire mortels, même si l on a du mal à le mettre en évidence in vitro, il est dit pour cela dit «perfide et dangereux». L anti-jk2 est plus rare mais peut cependant être responsable d accidents hémolytiques posttransfusionnels et de maladies hémolytiques du nouveau-né. 9. Le système MNS 9.1. Les antigènes du système MNS Le système MNS fut découvert en 1927 par LANDSTEINER et LEVINE. A l époque, seul le système des groupes sanguins ABO était connu et ces auteurs essayaient d immuniser les lapins par différents échantillons de sang humains de même groupe ABO afin de voir s il existait des réactions dissociées dans la formation des hétéro anticorps. C est de cette manière que l antigène M et une année plus tard, l antigène N furent découverts. Comme les anticorps anti-m et anti-n donnaient des réactions antithétiques, il fut rapidement postulé que M et N étaient deux allèles. Ils portent actuellement le nom de MNS1 et MNS2 dans la nomenclature internationale. Jusqu en 1947, le système MN fut réduit à ces deux antigènes mais la découverte de deux nouveaux antigènes S et s (liés à M et N) permit rapidement d arriver à la notion d un système à deux couples d allèles générant 4 types «d haplotypes»: MS, Ms, NS et Ns dont la fréquence génique est très différente (NS 0.08 et Ns 0.39). 12

13 Les diverses combinaisons phénotypiques sont résumées dans le tableau suivant: MS Ms NS Ns MS M+N-S+s- (6%) M+N-S+s+ (14%) M+N+S+s- (4%) M+N+S+s+ (23%) MNS:1,-2,3,-4 Ms M+N-S+s+ (14%) MNS:1,-2,3,4 M+N-S-s+ (23%) MNS:1,2,3,-4 M+N+S+s+ (23%) MNS:1,2,3,4 M+N+S-s+ (23%) MNS:1,-2,3,4 NS M+N+S+s- (4%) MNS:1,-2,-3,4 M+N+S+s+ (23%) MNS:1,2,3,4 M-N+S+s- (0.5%) MNS:1,2,-3,4 M-N+S+s+ (6.5%) MNS:1,2,3,-4 Ns M+N+S+s+ (23%) MNS:1,2,3,4 M+N+S-s+ (23%) MNS:1,2,3,-4 M-N+S+s+ (6.5%) MNS:-1,2,3,4 M-N+S-s+ (15%) MNS:1,2,3,4 MNS:1,2,-3,4 MNS:-1,2,3,4 MNS:-1,2,-3,4 Des études familiales ont rapidement montré qu il s agissait bien d un système à quatre haplotypes car les gènes portés par les locis M, N, S, s, étaient transmis ensemble lors de la méïose Les anticorps du système MNS Dans l espèce humaine, la majorité des anti-m et des anti-n sont des anticorps naturels, actifs à basse température et de faible titre mais peuvent être également immuns. Ils sont en général sans importance transfusionnelle, à l exception des patients drépanocytaires qui nécessitent des concentrés globulaires M- (MNS :-1) dans le cas de la présence de l allo anti M. L'anticorps anti-n est quand à lui tout à fait exceptionnel chez les sujets d'europe occidentale. Les anti-s et s sont généralement d origine immune et sont capables d entraîner des accidents de transfusion. Ils sont donc à prendre en considération en cas de transfusions. 10. Autres systèmes ou antigènes de groupes sanguins érythrocytaires Il existe d autres systèmes de groupes sanguins dont l intérêt transfusionnel est plus restreint ou dont les anticorps sont plus rares et donc moins souvent rencontrés en pratique quotidienne. A titre d information citons: 1 ). Le système LU (Lutheran) 2 ). Le système DI (Diego) 3 ). Le système YT (Cartwright) 4 ). Le système DO (Dombrock) 5 ). Le système CO (Colton) 6 ). Le système SC (Scianna). Dans chaque système, il peut exister des anticorps d importance transfusionnelle, mais leur étude relève de laboratoires d immunohématologie spécialisés. 13

14 11. Les analyses de base en immunohématologie Préalables et obligatoires avant toute transfusion elles permettent d assurer la sécurité immunologique du receveur. Rappelons les buts essentiels de ces examens: Ne pas apporter au receveur des antigènes contre lesquels il possède des anticorps (c est le but de la recherche d anticorps anti-érythrocytaires ou RAI). Eviter de lui faire fabriquer des anticorps contre des antigènes qu il ne possède pas (c est le but des phénotypages). Mettre en évidence un conflit antigène-anticorps in vivo (c est le but de l Epreuve Directe de Compatibilité au Laboratoire ou EDCL) Le groupage et les phénotypages Ils consistent à mettre en évidence les antigènes érythrocytaires portés par les hématies des patients (receveurs) ou de donneurs. Ils peuvent s effectuer par des techniques simples d agglutination mais également par des techniques plus sophistiquées comme le «test indirect à l antiglobuline» Le phénotypage a minima Il est strictement nécessaire avant toute transfusion et consiste à déterminer las antigènes du système ABO, les antigènes D,C,E,c,e du système RH et l antigène K du système KEL. Analyse Groupage sanguin = détermination de ABO et RH1 Analyse Phénotype RH KEL1 = détermination de RH 2,3,4,5 et KEL Le groupage ABO Il consiste à mettre en évidence: D une part les antigènes A (groupe A et AB), B (groupe B et AB) présents sur la membrane du globule rouge à l aide d anticorps spécifiques anti A, anti B, anti A+B. Ceci constitue l épreuve globulaire. D autre part les anticorps correspondants aux antigènes absents : anti-b des sujets A, anti-a des sujets B, anti-a et anti-b des sujets O présents systématiquement (anticorps naturels réguliers). Ceci constitue l épreuve sérique. Il est à noter que chez le nouveau-né ces anticorps sont régulièrement absents et que seuls les antigènes présents sur la membrane déterminent le groupage sanguin provisoire. Les anticorps seront développés au cours de la première année. 14

15 Un groupe sanguin n est considéré comme valide qu après deux déterminations (une épreuve globulaire et une épreuve sérique réalisées en même temps) et sur deux prélèvements distincts. Le respect de la compatibilité ABO est indispensable dès la première transfusion en raison de la présence d anticorps naturels anti-a et anti-b chez le receveur en fonction de son phénotype ABO Le phénotypage RH-K Il consiste à mettre en évidence à l aide d anticorps spécifiques la présence ou l absence des cinq antigènes principaux D, C, E, c, e (RH1, RH2, RH3, RH4, RH5) et l antigène K (KEL1). Contrairement au groupage ABO, il n existe pas de «contre épreuve» sérique, les anticorps n étant pas naturels réguliers mais immuns. Le groupe sanguin est considéré comme valide après deux déterminations réalisées sur deux prélèvements distincts. La détermination des 5 antigènes du système RH et de l'antigène K servira à respecter la compatibilité pour les antigènes réputés comme étant les plus immunogènes Le phénotype étendu Il consiste à déterminer les antigènes de plus faible immunogénicité des autres systèmes érythrocytaires. Le respect de la compatibilité dans ces systèmes est réservé aux patients immunisés et à certains patients polytransfusés au très long cours. Il est IMPORTANT de prévoir cet examen et de le prescrire à distance de toute transfusion (> 4 mois ou 120 jours) La recherche d anticorps anti-érythrocytaire (R.A.I.) Elle consiste à détecter et à identifier dans un sérum ou un plasma la présence d un (ou de plusieurs) anticorps anti-érythrocytaires libres dirigés contre les antigènes autres que A et B. La RAI s effectue en deux temps: Le dépistage qui répond à la question suivante: Existe-t-il dans ce sérum ou ce plasma un ou des anticorps libres dirigés contre les antigènes courants des globules rouges? L identification, si la réponse à la question précédente est positive: Quels sont les noms (spécificités) du ou des anticorps présents dans ce sérum ou ce plasma? Le dépistage D un point de vue technique, consiste à mettre en présence le sérum/plasma à tester avec un panel d hématies-tests de groupe O (pour éviter l interférence des anticorps anti-a et/ou anti-b naturellement présents), possédant au moins l ensemble des antigènes contre lesquels on recherche les anticorps, soit les antigènes D, C, E, c, e, K, Fy a, Fy b, Jk a, Jk b, Le a, Le b, P1, M, N, S, s, (cette séquence permettant d assurer la sécurité immunologique de l immense majorité des transfusions). Réglementairement, ce panel de dépistage doit contenir au moins 3 hématies-tests. 15

16 Les textes réglementaires imposent une seule technique (test indirect à l antiglobuline ou TIA) capable de détecter les IgG puisque ce sont principalement elles qui sont le plus fréquemment mises en causes dans les accidents transfusionnels. Si des réactions négatives sont obtenues avec ces trois hématies («panel de dépistage»), on pourra apporter la réponse «RAI négative», ce qui autorise la transfusion. Si une (ou a fortiori) plusieurs hématies sont positives, la réponse est «RAI positive, présence d un ou de plusieurs anticorps, à identifier» L identification La technique consiste à tester le sérum/plasma dans la même technique que l étape de dépistage et vis à vis d au moins 10 hématies-tests de groupe O. La concordance entre les hématies trouvées positives ou négatives et la présence ou l absence d antigènes sur ces hématies donne la spécificité du ou des anticorps. L identification est une sorte de «jeu de logique» permettant d attribuer une spécificité grâce à la présence d un antigène déterminé sur la membrane de toutes les hématies agglutinées. Par exemple, si toutes les hématies agglutinées sont porteuses de l antigène E et toutes les hématies négatives sont dépourvues de cet antigène, on pourra en déduire que l anticorps en cause est un anti-e. Afin de confirmer le ou les anticorps suspectés, il est nécessaire d avoir au moins 3 hématies agglutinées porteuses de l antigène considéré et 3 hématies non agglutinées non porteuse de l'antigène considéré (règle des "3+/3-"). L'absence de l'antigène correspondant à chaque allo-anticorps identifié sur les hématies du patient (phénotypage), permettra la validation d allo-anticorps. Le conseil transfusionnel qui en découle sera la transfusion de concentrés globulaires dépourvus du ou des antigènes correspondants aux allo-anticorps incriminés L interprétation La RAI constitue la base de la sécurité transfusionnelle. Elle doit être effectuée: - Avant toute première transfusion, ceci afin de mettre en évidence les éventuels anticorps «naturels» autres que ABO qui pourraient s avérer dangereux (ex: anti H des sujets «Bombay»). - Avant toute transfusion ou avant toute première transfusion d une série de transfusions. Entre chaque série de transfusions. Après la dernière transfusion d une série. Chez les polytransfusés, la fréquence d exécution doit être adaptée en fonction de la pathologie et des protocoles établis par les prescripteurs. Chez un patient ayant des antécédents de transfusion, de grossesse ou de transplantation dans les 6 mois précédents, le délai maximal de validité de la RAI est de 3 jours (72 heures) (obligation réglementaire). 16

17 Ce délai de validité est prolongé à 21 jours lorsque le résultat de la RAI est négatif et en l absence d antécédents de transfusion, de grossesse ou de transplantation dans les 6 mois précédents. Dans ce cas, la prescription de CGR doit mentionner la prolongation de validité (obligation réglementaire) L épreuve directe de compatibilité au laboratoire (EDCL) Dans certains contextes transfusionnels, la RAI doit être complétée par une analyse supplémentaire appelée épreuve directe de compatibilité au laboratoire (EDCL) Circonstances de réalisation: Obligatoire (hors urgence) avant transfusion de globules rouges en cas de RAI positive ou antécédent de RAI positive Les fœtus ou nouveau-nés présentant un anticorps fixé sur ses globules rouges in vivo et/ou issus d une mère possédant des anticorps anti-érythrocytaires autres qu anti-a et anti-b Recommandée avant transfusion de globules rouges chez les patients drépanocytaires Réalisée à partir du tube ayant servi à la RAI, son délai de validité est de 3 jours (72 h) à partir de la date et heure de prélèvement. Principe de l EDCL: Réalisée en TIA, l EDCL consiste à mettre en contact le plasma ou le sérum du patient à transfuser avec les hématies du concentré de globules rouges qui a été sélectionné pour la transfusion. Un résultat positif interdit la délivrance du concentré de globule rouge testé. En résumé, l épreuve de compatibilité au laboratoire permet de vérifier: - la compatibilité ABO entre le receveur et les globules rouges sélectionnés - la compatibilité entre les anticorps éventuels du receveur et les globules rouges sélectionnés - de détecter la présence des anticorps anti-privé (Ac dirigé contre un antigène de faible prévalence < à 1%) présent dans le plasma/sérum du receveur, non détecté à la RAI et dont l antigène correspondant est porté par les globules rouges sélectionnés. 17

18 12. Conclusion Les analyses autorisant la transfusion sécuritaire de globules rouges à un receveur (hors urgence) sont: 2 déterminations de groupe sanguin ABO RH1 + phénotype RH KEL1 1 RAI à délai valide +/- 1 épreuve de compatibilité au laboratoire Une dernière épreuve obligatoire lors de toute transfusion de globules rouges en France est le contrôle ultime pré transfusionnel ABO. 18