ルイス抗原システム

ルイス抗原システムは、ヒトの血液型システムです。これは、染色体 19の 2 つの遺伝子、つまりルイス遺伝子であるFUT3と分泌遺伝子であるFUT2に基づいています。両方の遺伝子は腺上皮で発現します。FUT2 には、酵素をコードする優性対立遺伝子 (Se と表記) と、機能的な酵素を生成しない劣性対立遺伝子 (se と表記) があります。同様に、FUT3 には機能的な優性対立遺伝子 (Le) と機能しない劣性対立遺伝子 (le) があります。

FUT2およびFUT3遺伝子によって生成されるタンパク質は、I型オリゴ糖鎖を改変してルイス抗原を作成する。これらのオリゴ糖鎖は、ABO血液系のII型鎖に類似しているが、単結合の位置が異なる。ルイス血液型とABO血液型抗原の分泌との関連は、おそらくヒト遺伝子の多重効果の最初の例であった：^[1] Le-a抗原をLe-bに変換する同じ酵素（フコシルトランスフェラーゼ2）は、体液中の可溶性A、B、およびH抗原の存在にも関与している。

ルイス抗原には、ルイスa（Le-a）とルイスb（Le-b）の2つの主なタイプがあります。一般的な表現型は、Le（a+b-）、Le（a-b+）、Le（ab-）の3つです。^[2]

Le 遺伝子によってコード化された酵素フコシルトランスフェラーゼ 3 (FUT3) は、前駆体オリゴ糖基質にフコースを付加し、Le-a 抗原に変換します。Le 対立遺伝子を持ち、非分泌型 (非機能的 se 対立遺伝子のホモ接合体) の人は、体液と赤血球に Le-a 抗原を発現します。

ある人が Le および Se 対立遺伝子の両方を持っている場合、その人の外分泌細胞には酵素フコシルトランスフェラーゼ 2 (FUT2) もあります。これは、FUT3 酵素とは異なる位置でオリゴ糖前駆体にフコースを追加します。これにより、Le-b 抗原が生成されます。Le と Se の両方を持っている人のほとんどでは、抗原 Le-a を検出することは困難です。これは、FUT2 酵素の活性が FUT3 酵素よりも効率的であるため、タイプ I オリゴ糖鎖が主に Le-a ではなく Le-b に変換されるためです。したがって、容易に検出できる Lewis-a 抗原を持つ人は非分泌型であり、FUT2 活性がありません。Lewis-b 抗原は分泌型、つまり Se 対立遺伝子を持っていて FUT2 活性がある人にのみ見られます。Lewis 陰性の人 (Le a-、Le b-) は劣性 le 対立遺伝子のホモ接合体であり、分泌型にも非分泌型にもなり得ます。

ルイス抗原は、赤血球、内皮、腎臓、泌尿生殖器、消化管上皮の表面に発現しています。^{[3] [4] [5]}ルイス抗原は赤血球抗原ですが、細胞自体によって生成されるものではありません。代わりに、ルイス抗原は外分泌 上皮分泌物の成分であり、その後赤血球の表面に吸着されます。^[6]

上記の 3 つの一般的なルイス表現型は、ルイス酵素と分泌酵素の有無を表します。^{[引用が必要]}

Le(a+b-)の人は少なくとも1つの機能的なルイス遺伝子（Le）を持っていますが、機能しない分泌型対立遺伝子（sese）についてはホモ接合体です。したがって、これらの人はLe(a)抗原を合成して分泌しますが、Le(b)とタイプ1鎖ABHを欠いています。^[7] Le(a-b+)の人はLeとSeの両方の対立遺伝子を受け継いでおり、Le(a)、Le(b)、およびタイプ1鎖ABHが合成されます。ほとんどのタイプ1鎖前駆体はLe(b)に変換されるため、これらの人はLe(a-)であるかのように見えます。^[7] Le(a+b+)表現型は乳児に一時的に観察されます（分泌活性は年齢とともに増加します）。^[7] この表現型は、（弱い分泌型遺伝子Se(w)を受け継いでいる）日本人の16％にも見られます。

機能的なルイス遺伝子（lele）が欠如している場合、Le(a)もLe(b)も合成されず、Le(ab-)表現型となる。この表現型はアフリカ系の人々によく見られる。^[7]

前駆体オリゴ糖には、タイプ 1 とタイプ 2 の 2 種類があります。タイプ 1 は分泌物と血清に存在します。タイプ 2 は赤血球の表面にのみ存在します。タイプ 1 オリゴ糖は赤血球には存在しません。分岐のないタイプ 1 およびタイプ 2 オリゴ糖はi 抗原を表します。分岐のあるタイプ 1 およびタイプ 2 オリゴ糖はI 抗原です。^[2]

新生児では、I抗原オリゴ糖が優勢です（臍帯血サンプルでは高い）。オリゴ糖の分岐は加齢とともに増加するため、成人では主にI抗原になります。^[2]

ABO システムの H 遺伝子は、赤血球表面の 2 型前駆物質にフコースを付加して H 抗原を作るフコシルトランスフェラーゼをコードします。h 対立遺伝子は遺伝子の非定型です。H 抗原にそれ以上の変更が加えられなければ、その人は O 型です。A 遺伝子産物が H 抗原に作用して N-アセチルガラクトサミンを付加すると、A 抗原が生成され、その人は A 型になります。B 遺伝子産物が H 抗原に作用してガラクトースを付加すると、B 抗原が生成され、その人は B 型になります。^[2]

Le遺伝子は、血清中および分泌物中の遊離型1型前駆物質にフコースを付加してLe(a)抗原を生成するフコシルトランスフェラーゼをコードする。le遺伝子は非晶質である。遊離型1型前駆物質上に生成されたルイス抗原は、赤血球の表面または細胞に受動的に吸着する。^[2]

Se 遺伝子は、H 抗原を生成するタイプ 1 前駆体にフコースを付加するフコシルトランスフェラーゼをコードします。このステップの後、Le 遺伝子産物 (FUT3) は別のフコース生成 Le(b) 抗原を付加できます。したがって、Le 遺伝子を持ち Se 遺伝子を持たない人の赤血球は、受動的に吸着された Le(a) のみを持ち、Le(b) は持ちません。Le 遺伝子と Se 遺伝子の両方を持つ人の赤血球は、受動的に吸着された Le(b) のみを持ち、Le(a) は持ちません。Le 遺伝子を持たない人は、Le(a) も Le(b) も持ちません。^[2]

さらに、Se遺伝子産物は分泌物中のA、B、H物質の存在に関与している。^[要出典]

ルイス抗体は自然に発生する抗体で、ほとんどがIgM型で、Le(ab-)の人にのみ見られます。^[7]ルイス抗体には、抗Le(a)、抗Le(b)、抗Le(a+)の混合物が含まれることがあります。^[7]

ルイス抗体は、以下の理由により、ほとんどの場合、臨床的に重要ではありません。

• 輸血された赤血球はルイス抗原を放出し、受血者のルイス表現型を獲得する。
• ルイス抗体は遊離血清ルイス抗原によって速やかに吸着される。^{[2] [7]}

したがって、ほとんどの患者では抗原陰性血液成分を輸血する必要はありません。

ルイス抗体は、通常室温で反応しますが、まれに 37 ℃ および AHG 相 (抗ヒトグロブリン) でも反応します。

ルイス抗体は、以下で述べるように、胎児・新生児溶血性疾患(HDFN)の原因にはなりません。

ルイス抗原は2歳の誕生日まで確実に検出できません。妊婦のルイス抗体はIgMサブタイプ（胎盤を通過しない）であり、ルイス抗原は妊娠中に弱く発現するため、本質的に全く重要ではありません（ルイスLe(ab-)表現型は妊娠中によく見られます）。^[2] 新生児のほとんどはLe(ab-)型になります。^[7]

ルイス抗原は妊娠中に赤血球上で減少することが多く、一部の女性では一時的にLe(ab-)型となる。^[7]これは、妊娠中の循環血漿量の増加とリポタンパク質の増加が一因であると考えられている。^[5]

Le(b)抗原とH抗原は、胃炎を引き起こすグラム陰性菌であるヘリコバクター・ピロリ菌の受容体であり、消化性潰瘍、胃腺癌、粘膜関連リンパ腫（または粘膜関連リンパ組織リンパ腫-MALToma）、特発性血小板減少性紫斑病（ITP）に関与していることが示唆されている。^{[7] [8] [9]}

Le(b)抗原と1型H抗原は、ノロウイルス（急性胃腸炎の一般的な原因）の受容体でもある。^[10]

Le(ab-)表現型は、カンジダや尿路病原性大腸菌による感染症に対する感受性の増加と関連している。^{[7] [11] [12]}

膵臓腺癌患者で機能的なルイス酵素を持たない患者（Lea-b-遺伝子型：人口の7％～10％）では、CA 19-9のレベルは通常検出不能または1.0 U/ml未満です。^[13]

• FUS2/3遺伝子の状態に影響を受けるヒトミルクオリゴ糖

• Lewis at BGMUT血液型抗原遺伝子変異データベース at NCBI、NIH