Rhesusfaktor

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Blutgruppen-Polypeptid Rh(D), Rhesus-D Antigen
Eigenschaften des menschlichen Proteins
Masse/Länge Primärstruktur 417 Aminosäuren
Isoformen Long, Short 1, Short 2
Bezeichner
Gen-Name RHD
Externe IDs
Vorkommen
Homologie-Familie Rhesus-Antigen
Übergeordnetes Taxon Chordatiere

Blutgruppen-Polypeptid Rh(CE), Rhesus-C/E Antigen
Eigenschaften des menschlichen Proteins
Masse/Länge Primärstruktur 417 Aminosäuren
Isoformen RHI, RHIV, RHVI, RHVIII
Bezeichner
Gen-Name RHCE
Externe IDs
Vorkommen
Homologie-Familie Rhesus-Antigen
Übergeordnetes Taxon Chordatiere

Der Name Rhesusfaktor geht auf die Verwendung von Erythrozyten aus dem Blut von Rhesusaffen für die Gewinnung der ersten Testseren zurück.

Die Rhesusfaktoren sind ein 1940 von Karl Landsteiner und Alexander Solomon Wiener gefundenes Erythrozyten-Antigen-System. Rhesus-positive Individuen besitzen das System und spezielle Proteine auf der Zellmembran der Erythrozyten (roten Blutkörperchen), Rhesus-negative nicht.[1][2] Der Name stammt von der Gewinnung des ersten Testserums aus dem Blut von Kaninchen, die mit Erythrozyten aus Rhesusaffen (Macaca mulatta) behandelt worden waren.

Das Rhesus-Blutgruppensystem oder Rhesussystem bezeichnet das – nach dem AB0-System – zweitwichtigste Blutgruppensystem des Menschen. Es besteht insgesamt aus einer Gruppe von 50 zueinander ähnlichen Proteinen, deren fünf wichtigste Vertreter (C, c, D, E, e) mit Testseren geprüft werden können. Der älteste und wichtigste Rhesusfaktor hat die Abkürzung D im Rhesussystem:

  • Besitzt eine Person das Rhesusfaktor-D-Antigen, so ist sie Rhesus-positiv, und man schreibt „Rh(D)+“, „Rh+“, „Rh“ oder – abhängig vom Genotyp – „Dd“, „dD“, „DD“, selten auch „RH1“.
  • Besitzt eine Person kein Rhesusfaktor-D-Antigen, so ist sie Rhesus-negativ, und man schreibt „Rh(D)−“, „Rh−“, „rh“ oder „dd“.

Die Zugehörigkeit eines Menschen zu den fünf wichtigsten Faktoren C, c, D, E, e wird als Rhesusformel bezeichnet und etwa als ccD.Ee oder ccddee usw. dargestellt, siehe Abschnitte Vererbungsmuster und Rhesussystem.

Etwa 85 % der weißen europäischen und amerikanischen Bevölkerung und fast 100 % aller Afrikaner, Asiaten und Indianer Nordamerikas sind Rhesus-positiv, der Rest Rhesus-negativ.

Bedeutung für den Organismus

Nach einer Untersuchung von 2009 mit genmanipulierten Mäusen, denen das Rhesusgen RHCG und damit Rhesusproteine fehlten, besitzen die Proteine wichtige Funktionen beim Transport von Ammonium-Ionen (NH4+) und Ammoniak (NH3), der Ausscheidung stickstoffhaltiger Stoffwechselendprodukte sowie der Aufrechterhaltung eines konstanten pH-Wertes im Blut. Die genveränderten Nager zeigten einen in den sauren Bereich verschobenen Blut-pH, im Urin niedrigere Spiegel von stickstoffhaltigen Stoffen und bei Männchen weniger fruchtbare Spermien.[3]

Bedeutung bei Schwangerschaft und Bluttransfusion

Eine lebensbedrohliche Antigen-Antikörper-Reaktion kann bei wiederholter Bluttransfusion eines Rh-negativen Individuums mit Rh-positivem Blut oder ab der zweiten Schwangerschaft einer Rh-negativen Frau mit einem Rh-positivem Kind (Rhesus-Inkompatibilität) auftreten. Dabei bildet der Rhesus-negative Organismus Antikörper gegen die Rhesus-positiven Erythrozyten, und es kommt zur Hämagglutination (Spenderblutempfänger) oder Hämolyse (Kind).[1]

Rhesus-Negativ-Verbreitung

Etwa 17 % der Mitteleuropäer sind rhesus-negativ, in den östlichen Randzonen Europas ca. 4 %, im Baskenland 25 %, in der Schweiz etwa 15 %. Auf anderen Kontinenten liegt er zum Teil wesentlich niedriger. Amerika, Australien und ganz Ostasien haben gar keine rhesusnegativen Ureinwohner.

Die Verbreitung von Personen mit Rhesus-negativem Blut spielt eine bedeutende Rolle bei der Ermittlung der genetischen Distanz von Völkern. Große Unterschiede zwischen Nationen bei der Häufigkeit von Rhesus-negativem Blut deuten auf große genetische Distanz und lassen gemäß den Untersuchungen von Cavalli-Sforza und anderen auf eine frühe Verzweigung der Völker schließen. Die Untersuchungen ergänzen Erkenntnisse, die sich aus der Studie über die Laktoseintoleranz ergeben.

Die Ursache für die starke Variation der RhD-Allele ist weiter ungeklärt, und wirkte angesichts der Schadwirkung auf die Reproduktion mysteriös.[4][5][6] Es gibt jüngst erste Studien (2008/2009), die einen Zusammenhang mit der Toxoplasmose des Menschen herstellen[7][8][9] – demzufolge weisen RhD-heterozygote Toxoplasmose-infizierte Menschen schnellere Reaktionen auf als die beiden RhD-homozygoten Träger, und können so den Effekt kompensieren, der sich modern in einer höheren Zahl von Verkehrsunfällen bei Toxoplasmose-Infektion zeigt. In Abwesenheit von Toxoplasmose zeigen Menschen ohne RhD-Allel (homozygot negativ) die besten Reaktionszeiten - die starke Verbreitung von Wildkatzen im afrikanischen Raum kann dort die Verbreitung des RhD-Allel stark befördert haben, während im europäischen Raum die Hauskatze erst seit antiker Zeit in das Lebensumfeld der Menschen gelangte.

Vererbungsmuster

Die Vererbung des Rhesusfaktors ist dominant-rezessiv: Die Ausprägung des Faktors ist dominant gegenüber Rhesus-negativem Phänotyp.[10]

Anders als bei dem primär entdeckten Rh-Faktor „D“ stehen bei den Genprodukten des Rh-CE-Gens (wichtigste Antigenkombinationen sind CE, Ce, cE und ce) auch die kleinen Buchstaben für Antigene, die durch Testseren mit entsprechenden Antikörpern nachgewiesen werden können. Es gibt also neben dem Anti-C-Serum auch ein Anti-c-Serum etc. (Gleiches trifft auch für das Kell-System zu). Auf standardkonformen deutschen Blutspendeausweisen stehen daher die Rhesusfaktoren scheinbar doppelt als „ccddee“. Die Kombinationsmöglichkeit macht das Rh-Blutgruppensystem zu einem der komplexesten menschlichen Blutgruppensysteme.

Darstellung der Vererbung des Rhesusfaktors. Blau die väterliche Line, rot die mütterliche Linie.
Rh Phänotypen und Genotypen
Phänotyp in der Zelle expremiert Genotyp in der DNA expremiert Häufigkeit (%) †
Fisher-Race Schreibung Wiener Schreibung
D+ C+ E+ c+ e+ (RhD+) Dce/DCE R0RZ 0.0125
Dce/dCE R0rY 0.0003
DCe/DcE R1R2 11.8648
DCe/dcE R1r’’ 0.9992
DcE/dCe R2r’ 0.2775
DCE/dce RZr 0.1893
D+ C+ E+ c+ e− (RhD+) DcE/DCE R2RZ 0.0687
DcE/dCE R2rY 0.0014
DCE/dcE RZr’’ 0.0058
D+ C+ E+ c− e+ (RhD+) DCe/dCE R1rY 0.0042
DCE/dCe RZr’ 0.0048
DCe/DCE R1RZ 0.2048
D+ C+ E+ c− e− (RhD+) DCE/DCE RZRZ 0.0006
DCE/dCE RZrY <0.0001
D+ C+ E− c+ e+ (RhD+) Dce/dCe R0r’ 0.0505
DCe/dce R1r 32.6808
DCe/Dce R1R0 2.1586
D+ C+ E− c− e+ (RhD+) DCe/DCe R1R1 17.6803
DCe/dCe R1r’ 0.8270
D+ C− E+ c+ e+ (RhD+) DcE/Dce R2R0 0.7243
Dce/dcE R0r’’ 0.0610
DcE/dce R2r 10.9657
D+ C− E+ c+ e− (RhD+) DcE/DcE R2R2 1.9906
DcE/dcE R2r’’ 0.3353
D+ C− E− c+ e+ (RhD+) Dce/Dce R0R0 0.0659
Dce/dce R0r 1.9950
D− C+ E+ c+ e+ (RhD−) dce/dCE rrY 0.0039
dCe/dcE r’r’’ 0.0234
D− C+ E+ c+ e− (RhD−) dcE/dCE r’’rY 0.0001
D− C+ E+ c− e+ (RhD−) dCe/dCE r’rY 0.0001
D− C+ E+ c− e− (RhD−) dCE/dCE rYrY <0.0001
D− C+ E− c+ e+ (RhD−) dce/dCe rr’ 0.7644
D− C+ E− c− e+ (RhD−) dCe/dCe r’r’ 0.0097
D− C− E+ c+ e+ (RhD−) dce/dcE rr’’ 0.9235
D− C− E+ c+ e− (RhD−) dcE/dcE r’’r’’ 0.0141
D− C− E− c+ e+ (RhD−) dce/dce rr 15.1020

† [11] Der R0-Haplotyp ist bei Menschen, deren Wurzeln südlich der Sahara liegen, viel weiter verbreitet.

Rhesussystem

Rhesus Genotypen
Genotyp Rhesustyp Rh(D) Test
ccddee rr Rh negativ
CcDdee R1r Rh positiv
CCDDee R1R1 Rh positiv
ccDdEe R2r Rh positiv
CcDDEe R1R2 Rh positiv
ccDDEE R2R2 Rh positiv

Nach der Entdeckung der Blutgruppen A und B haben Landsteiner und Wiener ihre Arbeiten fortgesetzt. In der ersten Benennung durch Wiener stand das „R“ für das zuständige Gen bei Rhesusaffen, und das angehängte „h“ für das zugehörige Antiserum. Mit einem Locus stand „Rh“ nun für den positiven Test und „rh“ für den negativen Test. Da noch weitere Blutgruppenmerkmale gefunden wurden, setzte sich diese Bezeichnung als Rh-Faktor nicht durch, der sich auf den heutigen Rhesusfaktor D (auch Rh1 oder RhD genannt) bezieht. Durch die weitläufige Verwendung in der Fachliteratur blieb der Beiname jedoch erhalten.

Fisher und Race erkannten den Zusammenhang der weiteren Blutgruppenmerkmale und führten in Fortschreibung der bekannten A und B des AB0-System die Bezeichnungen C, D und E des Rhesussystems ein. Dabei gingen der Statistiker Fisher und Immunbiologe Race von drei Loci im Genom aus mit jeweils binären Ausprägungen der Gene als C/c, D/d und E/e. Erst später erkannte man, dass die Merkmale für C und E auf dem gleichen Locus liegen, und folglich in vier Alleltypen vorliegen. Die beiden Gene des Rhesussystems liegen auf Chromosom 1 bei 1p36.2-p34 (GeneID 6007 „RHD“ und GeneID 6006 „RHCE“).

Häufig wird bei der Angabe der D/d Gene nur zwischen negativ "dd" und positiv, geschrieben als "D." oder "D", unterschieden, letzteres steht dabei sowohl für "DD" als auch für "Dd", diese Unterscheidung ist jedoch erst durch eine (aufwändige/teure) exakte Genom-Analyse möglich. Beispiel: Im Blutspendeausweis steht ccDee, der Spender hat ccDdee oder ccDDee.

Die häufigsten
Rhesusformeln
in Deutschland:
RH positiv:
Cc D.ee 35,0 %
CC D.ee 18,5 %
Cc D.Ee 13,0 %
cc D.Ee 11,9 %
cc D.EE 2,3 %
cc D.ee 2,1 %
Cc D.EE <1 %
 
RH negativ:
cc dd ee 15,1 %
Cc dd ee 0,76 %
cc dd Ee 0,92 %

Spätere gentechnische Untersuchungen konnten die bisherigen Vermutungen weitgehend bestätigen, in dem die Blutgruppen des Rhesussystems eng miteinander verwandt sind. Die resultierenden Proteine des Rhesussystems sind weitgehend homolog, sodass lange angenommen wurde, dass sie durch alternatives Splicing einer gemeinsamen langen Gensequenz entstehen, in deren Folge manchmal 1, 2 oder auch 3 Varianten in einem Organismus entstehen. Carritt et al. zeigten dann 1997 die Möglichkeit auf, dass das RhCE durch Genverdoppelung aus RhD entstanden ist, insbesondere nachdem im Genom des Menschen erstmals ein fehlendes Rhesusprotein auftrat. (in manchen entfernten Populationen gibt es bis heute keine RhD-negative Blutgruppen). Im Gegensatz zur Vermutung von Carrit et al zeigten dann Willy A. Flegel und Wagner 2000, dass das RhCE das ursprüngliche Gen war, aus dem RhD verdoppelt wurde. Mehrere Teams zeigten 2000 außerdem, dass die Gene für RhCE und RhD eng beieinander und in entgegengesetzter Leserichtung liegen (die 3'-Enden liegen nebeneinander). So erklärt sich auch, dass eine ganze Reihe von selteneren Rhesusmerkmalen gefunden werden konnten, in denen im RhCE-Protein anscheinend Exone des RhD-Proteins ausgeprägt sind.

Da neben den häufigen Ausprägungen des Rh-D- und Rh-CE-Gens weitere Wildtypen existieren, findet sich in der Literatur auch eine numerische Notation für die Blutgruppenmerkmale des Rhesussystems. Dabei steht D = RH1, C = RH2, E = RH3, c=RH4, e = RH5, … Cw = RH8 … mit heute über 50 Varianten. Wie diese tatsächlich im Genom ausgeprägt werden, ist bis heute nicht endgültig geklärt. Nichtmenschliche Modellorganismen wie die Maus sind dabei nicht vollständig zum Vergleich geeignet, da sie keine RhCE/RhD-Doppelung tragen.

Der Rhesusfaktor kommt in seltenen Fällen nur in quantitativ abgeschwächter Form vor (Du oder Dweak). Für die Bluttransfusion nehmen solche Patienten eine Mittelstellung zwischen Rh-positiv und Rh-negativ ein. Wenn sie Blut erhalten sollen, wird ihnen Rh-negatives Blut transfundiert. Im Gegensatz dazu gelten Patienten mit einem qualitativ veränderten D-Antigen, sog. Dpartial, als Rh-negativ.

Blutgruppenkompatibilität

Bei der Bluttransfusion wird im Regelfall blutgruppengleich transfundiert, auch hinsichtlich der Merkmale im Rhesussystem. Es herrscht jedoch ein Mangel an Rhd-negativen Blutspenden.

  • Die Gabe von Rhd-negativem Blut an RhD-positive Patienten ist gesundheitlich unproblematisch; aufgrund der Verfügbarkeitssituation kommt dieses jedoch im Regelfall nicht vor.
  • Die Gabe von RhD-positivem Blut an Rhd-negative Patienten wird wann immer möglich vermieden, lässt sich aufgrund des Mangels an Rhd-negativen Blutspenden jedoch oft nicht vermeiden. Wegen der Bedeutung in der Schwangerschaft wird Rhd-negativen Mädchen und gebärfähigen Frauen nur in lebensbedrohlichen Situationen RhD-positives Blut verabreicht. Nach Transfusion von RhD-positivem Blut an Rhd-negative Patienten erfolgt eine serologische Nachuntersuchung und bei Nachweis von Antikörpern wird der Patient über die Risiken beraten sowie diese Komplikation im Notfallpass vermerkt.

Bei unklarem RhD-Test wird die Blutgruppe des Patienten daher meist als Rhd-negativ ausgewiesen.[12]

Empfänger   Kompatible EK (Erythrozytenkonzentrate)
D-negativ D-negativ,
nur bei lebensbedrohlichen Situationen D-positiv
D-positiv D-positiv,
gegebenenfalls auch D-negativ (möglichst vermeiden, da D-negative EK rar sind)

[13]

Konversion von Rhesus-negativ zu Rhesus-positiv

Einigen Medienberichten zufolge wurde in Sydney 2014 erstmals ein Fall einer Konversion bei einem ursprünglich Rhesus-negativen organtransplantiertem 15-jährigen Mädchen zu Rhesus-positiv dokumentiert. Es hatte fünf Jahre vorher eine Spenderleber eines Rhesus-positiven Spenders erhalten.[14][15][16] Ein Blutgruppenwechsel, sowohl von AB0-Antigenen als auch Rhesusmerkmalen, letztendlich bei allen nachweisbaren erythrozytären Antigenen, als Folge eines ärztlichen Eingriff wird bei Blutgruppen ungleicher Blutstammzelltransplantation regelmäßig beobachtet. Bei der Auswahl der Blutstammzellspender ist die Identität der HLA-Antigene das primäre Kriterium, die Blutgruppe ist ein sekundäres Kriterium.[17]

Verweise

Einzelnachweise

  1. ↑ a b Eintrag zu Rhesusfaktoren. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag.
  2. ↑ Wissenschaft-Online-Lexika: Eintrag zu Rhesusfaktor im Lexikon der Biologie, abgerufen am 17. März 2010
  3. ↑ Biver, S. et al.: A role for Rhesus factor Rhcg in renal ammonium excretion and male fertility, Nature 456, S. 339–343, 2008
  4. ↑ Haldane JBF: Selection against heterozygosis in Man. In: Eugenics. 11. Jahrgang, 1942, S. 333–340, doi:10.1111/j.1469-1809.1941.tb02297.x.
  5. ↑ Fisher RA, Race RR, Taylor GL.: Mutation and the Rhesus reaction. In: Nature. 153. Jahrgang, 1944, S. 106, doi:10.1038/153106b0.
  6. ↑ Li CC: Is the Rh facing a crossroad? A critique of the compensation effect. In: Am Naturalist. 87. Jahrgang, 1953, S. 257–261, doi:10.1086/281782.
  7. ↑ Novotná M, Havlícek J, Smith AP, Kolbeková P, Skallová A, Klose J, Gasová Z, Písacka M, Sechovská M, Flegr J: Toxoplasma and reaction time: Role of toxoplasmosis in the origin, preservation and geographical distribution of Rh blood group polymorphism. In: Parasitology. 135. Jahrgang, Nr. 11, 2008, S. 1253–61, doi:10.1017/S003118200800485X, PMID 18752708 (cuni.cz [PDF]).
  8. ↑ Flegr J, Novotná M, Lindová J, Havlícek J: Neurophysiological effect of the Rh factor. Protective role of the RhD molecule against Toxoplasma-induced impairment of reaction times in women. In: Neuroendocrinology Letters. 29. Jahrgang, Nr. 4, 2008, S. 475–481, PMID 18766148 (cuni.cz [PDF]).
  9. ↑ Flegr J, Klose J, Novotná M, Berenreitterová M, Havlícek J: Increased incidence of traffic accidents in Toxoplasma-infected military drivers and protective effect RhD molecule revealed by a large-scale prospective cohort study. In: BMC Infect. Dis. 9. Jahrgang, 2009, S. 72, doi:10.1186/1471-2334-9-72, PMID 19470165, PMC 2692860 (freier Volltext) – (biomedcentral.com).
  10. ↑ Willy A. Flegel: Genetik des Rhesus-Blutgruppensystems. The Genetics of the Rhesus Blood Group System. Dtsch Arztebl 2007; 104(10): A-651 / B-573 / C-549
  11. ↑ Race RR, Mourant AE: The Rh Chromosome Frequencies in England. In: Blood. 3. Jahrgang, Nr. 6. American Society of Haematology, USA 1948, S. 689–695, PMID 18860341 (hematologylibrary.org [PDF; abgerufen am 14. November 2010]).
  12. ↑ Hämotherapie. (PDF; 361 kB) Richtlinien zur Gewinnung von Blut und Blutbestandteilen und zur Anwendung von Blutprodukten. Abschnitt 4.3.5 Transfusion von Erythrozytenkonzentraten, Bundesärztekammer, Paul-Ehrlich-Institut, Änderungen und Ergänzungen 2010, erschienen Bundesanzeiger 2010; 62(101a): 4–36.
  13. ↑ Erwin Strobel, Wolfgang Schramm: Blutgruppenkompatible Auswahl der Blutprodukte. (PDF; 119 kB) In: Forum Hämotherapie, Bayrisches Ärzteblatt. 10/2003.
  14. ↑ Blutgruppe wechselt nach Lebertransplantation. In: Die Welt, 24. Januar 2008, abgerufen am 26. Mai 2013.
  15. ↑ Kate Sikora: Demi-Lee Brennan has changed blood types and immune system. In: The Daily Telegraph, 25. Januar 2008 (englisch).
  16. ↑ Sean Rubinsztein-Dunlop: Aust doctors hail teen’s transplant „miracle“. In: ABC News (Australia), 24. Januar 2008 (englisch).
  17. ↑ Kaimo Hirv: HLA-Merkmale und Knochenmarktransplantation. Zentrum für Humangenetik und Laboratoriumsdiagnostik (MVZ), abgerufen am 30. Juni 2014.

Weblinks

Siehe auch

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