ABO 항원-항체 반응(Antibody-Antigen reaction)

-Title : Antibody-Antigen reaction

-Object : ABO식 혈액형 검사를 통해 항원-항체 반응의 기본 원리를 이해한다.

-Theory

1) 항원 항체 반응은 실험실에서 면역 혈액학에서 널리 관찰할 수 있으며 이는 화학적인 반응에 포함된다.

Antigen + Antibody <=> Antigen-Antibody Complex

항원-항체 복합체의 힘은 강한 공유결합으로 시작되진 않으며 약한 상호작용으로 구성된 약한 결합으로 구성돼 있다. [1]

양자역학에 따르면 모든 화학 결합은 정전기력에 기반되어 있으며 이에 대한 것은 반데르발스, 수소 결합, 소수성, 이온 쌍극자(Ion-Dipole) 등이 있으며 반데르발스는 가장 약한 힘을 가지고 있지만, 모든 분자에서 끄는 힘을 가지고 있다.

수소 또는 이온 쌍극자 결합은 원자들을 채우는 것을 요구하며 수소결합은 물로 이뤄진 용액에서 물의 강력한 수소결합을 통하기 때문에 매우 중요하고, 소수성 결합은 수소결합에 참여할 수 있는 다른 분자가 물 분자를 통한 배제의 결과이다.

2) ABO식 혈액형(ABO Blood Group)

ABO식 혈액형의 발견은 약 100년의 역사를 가지고 있으며 이는 큰 동요를 일으켰다.

이전까지 모든 혈액은 같은 것으로 가정하고 여겨 수혈 이후 비극적인 결과를 일으키게 되었다.

ABO식 혈액형을 통해 현재 수혈은 안전하게 이뤄져 왔으며 의학계뿐만 아니라, ABO 혈액형을 통해서 법의학으로 친자 확인 및 인류학자를 통한 집단 연구가 가능 해왔다.

ABO식 혈액형 항원은 수혈에 있어 중요한 것이며 이는 면역원성을 가진다.

수혈을 통한 사망의 원인은 ABO 혈액에 있어 호환되지 않는 유형을 수혈하는 사무적 오류를 통해 수반된다.

20세기 초, 오스트리아 과학자 카를 란트 슈타이너(K. Land Steiner)는 몇몇 개인의 적혈구가 다른 사람의 혈청에 의해 응집이 되어 있다는 것을 지적하였다.

그는 응집의 패턴 노트를 구성해 혈액의 구분을 ABO 시스템을 통해 노벨상을 받았다.

란트 슈타이너는 적혈구와 혈청 사이의 반응은 혈청에서 적혈구 항체에 마커(항원)의 존재와 관련 있다고 설명하였다.

적혈구 항원이 혈청의 항체에 결합하여 응집이 발생한다는 것을 통해 항원 A와 B를 명명하고 ‘존재하지 않는다’의 의미인 독일어 ‘Ohne’를 통해 O라 명명해 ABO를 구성한 것이다.

이를 통해 적혈구 항원(응집원) A와 B, 혈청 속에 있는 항체(응집소) α, β 두 종류씩 구성하게 되었다.

출처 : https://commons.wikimedia.org/wiki/File:ABO_blood_type.svg

Blood Group	Antigen(적혈구)	Antibody(혈청)	Genotype(유전자형)
A	A antigen	Anti-B	AA or AO
B	B antigen	Anti-A	BB or BO
AB	A, B antigen	None	AB
O	None	Anti-A, Anti-B	OO

[2]

3)응집반응(Agglutination Reaction)

혈액 같은 경우, 서로 다른 사람의 혈액을 섞을 시 적혈구가 엉겨 붙어 응집반응을 일으킬 수 있는데, 이를 혈구 응집(Hemagglutination)이라 부른다.

이는 항원-항체 반응 일부이며 개인마다 가지고 있는 항원(응집원), 항체(응집소)의 구성체가 다르므로 이뤄진다.

예를 들어 A 혈액 그룹에 결합하는 항체가 응집이 일어났다면, 그 피는 A형 혹은 AB형이다.

A형과 AB형 사이에서 B그룹에 결합하는 항체가 응집이 일어나지 않았다면, 그 혈액형은 A형이다.

만약 A와 B 항체에 어떠한 응집이 없었다면, 그것은 O형이다. [3][4]

-Theory 요약 :

출처 : https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Blood_Compatibility.svg

1. 서로 상반되는, 적혈구 표면의 응집원과 혈장 내에 있는 응집소는 응집을 일으킨다.

2. 혈액은 개인마다 가지고 있는 응집원과 응집소를 통해 ABO 식으로 구분한다.

3. 수혈은 혈액간에 항원-항체 반응이 없을 때만 가능하다.

-Reference :

[1] Watson JD, Baker TA, Bell SP, et al. Molecular Biology of the Gene. San Francisco, CA:BenjaminCummings:2004

(www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2581910/#bl-blt-05-227)

[2] www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK2267/

[3] Muramatsu M, Gonzalez HD, cacciola R, Aikawa A, Yoqoob MM, Paliatti C. ABO incompatiable renal transplants : Good or Bad?. WORLD JOURNAL OF TRANSPLATATION. 2014. 18-29

(www.wjgnet.com/2220-3230/full/v4/i1/18.htm#T1)

[4] Rizzo C, Caruso C, Vasto S. Possible role of ABO System in age-related diseases and longevity: anarrative review IMMUNOLOGY & AGING. 2014. 16

(immunityaging.biomedcentral.com/articles/10.1186/1742-4933-11-16)

-Materials

혈액, 혈청(Anti-A, Anti-B, Anti-D), 채혈용 바늘(1mL syringe needle or Lancet), 알콜솜, 70% 에탄올, Slide glass, 이쑤시개(Tip)

-Methods

1. 슬라이드 글라스 양 쪽에 항 A, 항 B 혈청을 표시한 후, 한 방울씩 떨어뜨린다.

2. 채혈할 부위에 소독하고 채혈용 바늘로 채혈해 슬라이드 글라스 위에 한 방울씩 떨어뜨린다.

3. 혈청과 혈액을 Tip으로 섞어주며 응집 반응을 관찰한다.

-유의사항

1. 채혈 전후에 소독을 한다.

2. 사용한 채혈용 바늘은 재사용하지 않는다.

3. 혈액형 판정시 혈액이 서로 섞이지 않게 한다.