دانشمندان راز ۵۰ ساله را حل کردند و گروه خونی جدیدی در انسان کشف نمودند

بیش از نیم قرن پس از آنکه دانشمندان برای نخستین بار با نشانگری مرموز روی گلبول‌های قرمز خون انسان مواجه شدند، پژوهشگران سرانجام آن را به منبع ژنتیکی‌اش ردیابی کردند. این پیشرفت، MAL را به عنوان یک سیستم گروه خونی انسانی تثبیت کرد و راه جدیدی به پزشکان برای شناسایی افراد بسیار نادری که خونشان فاقد آنتی‌ژن AnWj است، داد.

این کار توسط دانشمندان سازمان خون و پیوند NHS در بریستول، از جمله پژوهشگران آزمایشگاه مرجع بین‌المللی گروه خونی (IBGRL)، همراه با همکارانشان در دانشگاه بریستول هدایت شد. یافته‌های آن‌ها معمایی را که به سال ۱۹۷۲ بازمی‌گشت حل کرد و می‌تواند به جلوگیری از واکنش‌های خطرناک انتقال خون در تعداد کمی از بیماران کمک کند.

اگرچه اکثر مردم با گروه‌های خونی ABO و Rh آشنا هستند، اما این‌ها تنها بخشی از یک سیستم بیولوژیکی بسیار بزرگ‌ترند. گلبول‌های قرمز صدها مولکول مختلف را روی سطح خود حمل می‌کنند. بسیاری از این مولکول‌ها به عنوان آنتی‌ژن عمل می‌کنند؛ نشانگرهایی که سیستم ایمنی می‌تواند آن‌ها را تشخیص دهد.

در بیشتر موارد انتقال خون، سازگاری ABO و Rh بیشترین توجه را جلب می‌کند. اما در بیمارانی که آنتی‌بادی‌های غیرعادی یا گروه‌های خونی نادر دارند، تطبیق برخی از این آنتی‌ژن‌های کمتر شناخته شده می‌تواند حیاتی شود.

آنتی‌ژن AnWj در سال ۱۹۷۲ کشف شد، اما برای دهه‌ها دانشمندان نمی‌دانستند کدام ژن آن را تولید می‌کند یا کدام پروتئین آن را روی گلبول‌های قرمز حمل می‌کند.^[1]

بیش از ۹۹.۹ درصد افراد AnWj مثبت هستند. با این حال، برای اقلیت بسیار کوچکی که AnWj منفی هستند، این تمایز می‌تواند اهمیت زیادی داشته باشد.

اگر فردی AnWj منفی آنتی‌بادی علیه AnWj توسعه دهد و سپس خون AnWj مثبت دریافت کند، آن آنتی‌بادی‌ها می‌توانند به گلبول‌های قرمز منتقل‌شده حمله کنند. در برخی شرایط، این مسئله می‌تواند واکنش انتقال خونی بالقوه جدی را تحریک کند.

همچنین دو دلیل کاملاً متفاوت وجود دارد که چرا کسی ممکن است فاقد آنتی‌ژن باشد. در بیشتر موارد، بیان AnWj به نظر می‌رسد به دلیل اختلال هماتولوژیک زمینه‌ای یا برخی سرطان‌ها سرکوب می‌شود.^[2] بسیار نادرتر، فردی به دلیل تغییر ژنتیکی ارثی بدون آنتی‌ژن متولد می‌شود.

تنها تعداد انگشت‌شماری از افراد با این فرم ارثی شناسایی شده بودند که تحقیق درباره این معما را به ویژه دشوار می‌ساخت.

برای یافتن منبع، پژوهشگران به سمت توالی‌یابی کل اگزوم (whole exome sequencing) روی آوردند. این تکنیک بخش‌هایی از DNA را که حاوی دستورالعمل‌های ساخت پروتئین هستند بررسی می‌کند و به دانشمندان اجازه می‌دهد تا در هزاران ژن به دنبال واریانت‌های غیرعادی مشترک بین افراد مبتلا بگردند.

تحلیل به طور غیرمنتظره‌ای به ژن MAL اشاره کرد.

پژوهشگران دریافتند افرادی که فنوتیپ AnWj منفی ارثی داشتند، حذف‌های هموزیگوتی (homozygous deletions) را حمل می‌کردند که بر MAL تأثیر می‌گذاشت. هموزیگوت به این معناست که تغییر مربوطه در هر دو نسخه از ژن، یکی موروثی از پدر و دیگری از مادر، وجود داشت.

ژن MAL پروتئین غشایی کوچکی به نام Mal تولید می‌کند. وقتی تیم گلبول‌های قرمز را بررسی کرد، افرادی که AnWj مثبت بودند پروتئین کامل Mal را روی سلول‌های خود تولید می‌کردند، در حالی که در سلول‌های AnWj منفی غایب بود.

پنج فرد AnWj منفی از نظر ژنتیکی در این تحقیق شامل بودند، از جمله اعضای یک خانواده عرب اسرائیلی.^[3] نمونه‌ها همچنین شامل خونی بود که در سال ۲۰۱۵ توسط زنی که در دهه ۱۹۷۰ به عنوان اولین فرد AnWj منفی شناسایی شده بود، اهدا شده بود.

پژوهشگران به یافتن یک ارتباط ژنتیکی بسنده نکردند. آن‌ها باید ثابت می‌کردند که Mal واقعاً مسئول آنتی‌ژن است.

وقتی دانشمندان ژن طبیعی MAL را وارد سلول‌های آزمایشگاهی کردند، سلول‌ها با آنتی‌بادی‌های AnWj واکنشی شدند. وارد کردن فرم تغییریافته همان پاسخ را تولید نکرد. آزمایش‌های تکمیلی نشان داد که Mal برای بیان آنتی‌ژن AnWj هم ضروری و هم کافی است.

آن نتایج شواهد مورد نیاز برای تأسیس MAL به عنوان یک سیستم گروه خونی متمایز، با AnWj به عنوان آنتی‌ژن تعریف‌کننده آن، را فراهم کرد.

انجمن بین‌المللی انتقال خون بعداً MAL را رسماً به عنوان ISBT 047 گزارش کرد. MAL یکی از چهار سیستم گروه خونی تصویب‌شده در دوره پوشش داده شده توسط گزارش اصطلاحات ۲۰۲۶ این سازمان بود، در کنار ER، CD36 و ATP11C.

این انتصاب مهم‌تر از صرفاً افزودن یک نام دیگر به یک لیست است. برای اینکه چیزی واجد شرایط بودن به عنوان یک سیستم گروه خونی باشد، پژوهشگران باید یک آنتی‌ژن را به یک پایه ژنتیکی و مولکولی تعریف‌شده متصل کنند.

MAL در آن زمان چهل و هفتمین سیستم گروه خونی به رسمیت شناخته شده رسمی بود. این حوزه از آن زمان به سرعت در حرکت بوده است. در سپتامبر ۲۰۲۶، انجمن بین‌المللی انتقال خون JAMA را به عنوان چهل و نهمین سیستم گروه خونی اعلام کرد که نشان می‌دهد نقشه ژنتیکی خون انسان همچنان در حال گسترش است.

دانستن ژن پشت AnWj به متخصصان خون چیزی را می‌دهد که قبلاً نداشتند: یک روش مستقیم ژنتیکی برای جستجوی افرادی که خون AnWj منفی را به ارث می‌برند.

اکنون می‌توان آزمایش‌های تعیین ژنوتیپ را طوری طراحی کرد که بیماران و اهداکنندگان نادر حمل‌کننده تغییرات مرتبط MAL را شناسایی کنند. این آزمایش‌ها می‌توانند به طور بالقوه در سیستم‌های موجود تعیین ژنوتیپ گروه خونی ادغام شوند.

این موضوع اهمیت دارد زیرا یافتن خون سازگار برای کسی که آنتی‌بادی علیه نشانگری دارد که در بیش از ۹۹.۹ درصد مردم وجود دارد، می‌تواند فوق‌العاده دشوار باشد.

این نیاز صرفاً نظری نیست. گزارش‌های بالینی قبلی نشان داده‌اند که آنتی‌بادی‌های ضد-AnWj می‌توانند واکنش‌های انتقال خونی همولیتیک ایجاد کنند، که در آن‌ها گلبول‌های قرمز منتقل‌شده توسط سیستم ایمنی گیرنده تخریب می‌شوند.

موارد اخیرتر تأکید کرده‌اند که وضعیت چقدر می‌تواند پیچیده شود.

در سال ۲۰۲۶، پژوهشگران مردی ۷۵ ساله با کم‌خونی شدید و یک خودآنتی‌بادی ضد-AnWj را گزارش کردند. خون سازگار در دسترس نبود، بنابراین پزشکان پس از سنجش خطرات، در نهایت گلبول‌های قرمز ناسازگار را تزریق کردند. آزمایش ژنتیکی نشان داد که ژن MAL او طبیعی بود و این نتیجه‌گیری را مبنی بر اینکه آنتی‌بادی او اکتسابی بود نه ناشی از نقص ارثی نادر MAL، تقویت کرد. او در آن مورد واکنش انتقال خونی همولیتیک را تجربه نکرد.

مورد دیگر در سال ۲۰۲۶ شامل بیماری با لنفوم B-cell با درجه بالا و یک خودآنتی‌بادی متصل‌کننده مکمل ضد-AnWj بود. پس از انتقال‌های ناسازگار که با علائم تخریب گلبول قرمز همراه بود، پزشکان از sutimlimab، دارویی که بخشی از مسیر مکمل ایمنی را مسدود می‌کند، استفاده کردند. اندازه‌گیری‌های آزمایشگاهی بیمار بهبود یافت، اگرچه پژوهشگران تأکید کردند که مورد پیچیده و دوره درمان کوتاه مانع از نتیجه‌گیری قطعی درباره اثربخشی درمان می‌شود. این به عنوان اولین استفاده از sutimlimab برای این نوع خاص از همولیز مرتبط با ضد-AnWj گزارش شد.

این موارد در کنار هم یک تمایز مهم را برجسته می‌کنند. برخی افراد به دلیل تغییرات ارثی MAL منفی AnWj هستند، در حالی که برخی دیگر ممکن است بیان AnWj را به دلیل بیماری از دست بدهند و آنتی‌بادی علیه نشانگری توسعه دهند که سلول‌هایشان قبلاً حمل می‌کرد.

لوئیز تیلی، دانشمند پژوهشی ارشد در IBGRL Red Cell Reference در سازمان خون و پیوند NHS، گفت: «زمینه ژنتیکی AnWj برای بیش از ۵۰ سال یک راز بوده است و من شخصاً تقریباً ۲۰ سال از دوران حرفه‌ای خود را صرف تلاش برای حل آن کرده‌ام. این نمایانگر موفقیتی عظیم و نقطه پایانی بر تلاش طولانی تیمی است که سرانجام این سیستم گروه خونی جدید را تأسیس کنیم و بتوانیم بهترین مراقبت را به بیماران نادر، اما مهم، ارائه دهیم.»

«این کار دشوار بود زیرا موارد ژنتیکی بسیار نادر هستند. ما بدون توالی‌یابی اگزوم به این موفقیت نمی‌رسیدیم، زیرا ژنی که شناسایی کردیم کاندیدای آشکاری نبود و اطلاعات کمی درباره پروتئین Mal در گلبول‌های قرمز وجود دارد. اثبات یافته‌های ما چالش‌برانگیز بود و ما از کمک تمام همکارانمان و بیماران قدردانی می‌کنیم، بدون آن‌ها ما به این نقطه نمی‌رسیدیم.»

یکی از دلایلی که این راز برای مدت طولانی باقی ماند، صرفاً نادر بودن خون AnWj منفی ارثی بود. با چنین موارد شناخته‌شده کمی، پژوهشگران ماده ژنتیکی بسیار کمی از افراد مبتلا برای مقایسه داشتند.

خود پروتئین Mal نیز سرنخ‌های آشکاری ارائه نمی‌داد. این یک پروتئین بسیار کوچک است که در غشاهای سلولی تعبیه شده و با فرآیندهای درگیر در سازماندهی غشا و انتقال سلولی مرتبط بوده است. هیچ چیز بلافاصله او را به عنوان حامل یک آنتی‌ژن مرموز طولانی‌مدت گلبول قرمز نشان نمی‌داد.

اش توی، استاد زیست‌شناسی سلولی در مدرسه بیوشیمی و مدیر واحد پژوهشی خون و پیوند NIHR در محصولات گلبول قرمز در دانشگاه بریستول، گفت: «واقعاً هیجان‌انگیز است که توانستیم از توانایی خود برای دستکاری بیان ژن در گلبول‌های خونی در حال رشد برای کمک به تأیید هویت گروه خونی AnWj، که یک معمای حل‌نشده برای نیم قرن بوده است، استفاده کنیم. این پیشرفت به شناسایی این اهداکنندگان نادر و کمک به بیماران در آینده کمک خواهد کرد.»

دستکاری بیان ژن به پژوهشگران اجازه داد تا علت و معلول را آزمایش کنند، نه صرفاً مشاهده کنند که یک واریانت ژنتیکی اتفاقاً در افراد AnWj منفی رخ می‌دهد. با تغییر ژن‌هایی که سلول‌ها بیان می‌کردند و سپس آزمایش اینکه آیا AnWj ظاهر می‌شود یا خیر، دانشمندان می‌توانستند استدلال بسیار قوی‌تری بسازند که MAL قطعه گمشده است.

نیکول تورنتون، رئیس IBGRL Red Cell Reference در سازمان خون و پیوند NHS، گفت: «حل پایه ژنتیکی برای AnWj یکی از چالش‌برانگیزترین پروژه‌های ما بوده است.»

«کار بسیار زیادی برای اثبات اینکه یک ژن واقعاً یک آنتی‌ژن گروه خونی را کدگذاری می‌کند انجام می‌شود، اما این چیزی است که ما به آن اشتیاق داریم، انجام این کشفیات برای سود بیماران نادر در سراسر جهان.»

«اکنون می‌توان آزمایش‌های تعیین ژنوتیپ را برای شناسایی بیماران و اهداکنندگان AnWj منفی از نظر ژنتیکی طراحی کرد. چنین آزمایش‌هایی می‌توانند به پلتفرم‌های تعیین ژنوتیپ موجود اضافه شوند.»

پایگاه داده رسمی گروه خونی ISBT اکنون آلل مرجع MAL را همراه با آلل تهی (null allele) مرتبط با فنوتیپ AnWj منفی فهرست می‌کند و آنچه زمانی یک کنجکاوی سرولوژیکی بدون توضیح بود را به یک سیستم گروه خونی تعریف‌شده از نظر ژنتیکی تبدیل می‌کند.

داستان MAL همچنین نشان می‌دهد چه مقدار پیچیدگی پشت حروف آشنا A، B، AB و O پنهان شده است.

گروه‌های خونی با تفاوت‌های ارثی در مولکول‌های روی گلبول‌های قرمز تعریف می‌شوند. این تفاوت‌ها اغلب اثر محسوس کمی در زندگی روزمره دارند. آن‌ها زمانی مهم می‌شوند که سیستم ایمنی با گلبول‌های قرمز مواجه شود که آنتی‌ژنی را حمل می‌کنند که آن را خارجی تشخیص می‌دهد، به ویژه در طول انتقال خون یا بارداری.

به همین دلیل، تحقیقات گروه خونی نادر می‌تواند تأثیر بالینی نامتناسبی داشته باشد، علیرغم درگیر کردن تعداد بسیار کمی از افراد. اگر بیمار آنتی‌بادی علیه آنتی‌ژنی داشته باشد که تقریباً همه دیگران حمل می‌کنند، یافتن خون اهداکننده سازگار ممکن است به آزمایشگاه‌های تخصصی، ثبت‌های اهداکننده نادر و گاهی همکاری بین‌المللی نیاز داشته باشد.

دکتر تیم ساتچول، مدرس ارشد در UWE Bristol، که هنگامی که پژوهشگر در دانشگاه بریستول بود در این مطالعه مشارکت داشت، گفت: «Mal یک پروتئین بسیار کوچک با برخی خواص جالب است که شناسایی آن را دشوار کرد و باعث شد ما نیاز داشته باشیم چندین خط تحقیقاتی را دنبال کنیم تا اثبات مورد نیاز برای تأسیس این سیستم گروه خونی را جمع‌آوری کنیم. توانایی ترکیب تخصص ما برای سرانجام دستیابی به این هدف، رضایت زیادی برای کل تیم به همراه داشت.»

برای بیش از ۵۰ سال، AnWj یک آنتی‌ژن خونی بدون خانه ژنتیکی شناخته‌شده بود. شناسایی MAL این را تغییر داد و به پژوهشگران یک توضیح مولکولی، به پزشکان مسیری به سوی آزمایش‌های ژنتیکی بهتر، و به بیماران نادر شانس بهتری برای شناسایی قبل از اینکه یک انتقال خون دشوار به یک اورژانس تبدیل شود، داد.

• گروه‌های خونی پیچیده هستند. دو سیستم گروه خونی شناخته‌شده‌تر ABO و Rh هستند. در هر گروه خونی، گلبول‌های قرمز می‌توانند نشانگرهای سطحی به نام آنتی‌ژن را حمل کنند. به عنوان مثال، در سیستم گروه خونی ABO، آنتی‌ژن‌های A و B وجود دارند – افراد با A آنتی‌ژن A را دارند، افراد با B آنتی‌ژن B را دارند، افراد با خون AB هر دو را دارند و افراد با O هیچ‌کدام را ندارند. اکنون ۴۷ سیستم گروه خونی به رسمیت شناخته شده وجود دارد که مجموعاً بیش از ۳۶۰ آنتی‌ژن خونی به رسمیت شناخته شده را شامل می‌شوند.
• AnWj به نام اولین افرادی که آنتی‌بادی را ساختند (Anton و Wj) نام‌گذاری شده است.
• اختلالات Mal را سرکوب می‌کنند و بیماران را AnWj منفی می‌سازند، مگر اینکه فرم ارثی نادر (حذف MAL) را داشته باشند. افراد AnWj منفی ارثی سالم هستند.