Краткая история развития иммуногенетики

Иммуногенетика является одним из самых молодых разделов зоотехнической науки. Достаточно отметить, что само название «иммуногенетика» введено в зоотехническую литературу только в 1947 году по предложению Ирвина, который имел ввиду объединить в этой науке иммуногенетические и генетические методы исследования. Изучение иммуногенетики проводится на уровне реакции антиген-антитело.

Предшественниками иммуногенетики были в первую очередь Ландштейнер и Янский, которые открыли группы крови у человека и описали их. Ими было установлено у человека 4 группы крови О, А, В, АВ, которые в настоящее время в медицинской практике называются 1, 2, 3, 4 группы. Ими было установлено, что эти группы крови наследуются очень стойко и не изменяются в течение жизни человека. Изучение их генетической природы показала, что «О» группа крови содержит естественные антитела к антигенам группы крови А и В. Группа крови А содержит естественные антитела к антигенам группы крови «В», а группа крови «В» наоборот. Группа крови АВ не содержит антител к антигенам группы крови А и В.

Таким образом универсальной донорской кровью является О группа крови, а группа крови АВ является универсальным реципиентом.

 2. Генетические системы групп крови сельскохозяйственных животных

Группы крови в настоящее время широко применяются в медицинской практике при переливании крови. Группы крови О, А, В обуславливаются действием 3-х аллельных генов, которые образуют 4 фенотипа и 6 генотипов ОО, АА, АО, ВВ, ВО, АВ. Поэтому гомозигота АА не отличается по фенотипу от гетерозиготы АО. Учитывая, что группы крови у людей наследуются стойко, то их иногда использовали для установления родителей в спорных случаях. В настоящее время широко используется методика ДНК.

Начало развития иммуногенетики животных получили работы Эрлиха и Стормонта, которые показали, что у крови домашних животных, как и человека, имеются естественные антитела и антигенные факторы. Однако естественные антитела в изучении иммуногенетики сельскохозяйственных животных не получили широкого распространения, так как они обнаруживаются у ограниченного количества животных.

В тоже время в иммуногенетике с.-х. животных большое значение получило изучение, так называемых иммунных антител, которые появляются у животных при иммунизации их эритроцитами других животных. Так животные реципиенты вырабатывают антитела к тем антигенным факторам эритроцитов донора, которых нет в собственных эритроцитах. Антигенные факторы располагаются на поверхности эритроцитов и представляют собой белковые соединения или соединения полисахаридов с белками. Они образуются на эритроцитах в эмбриональный период и не изменяются в течениие жизни животного. Антигенные факторы эритроцитов выявляются с помощью реагентов, т.е. специфических иммунных сывороток. Эти сыворотки могут быть моноспецифические, когда они реагируют с отдельными эритроцитарными антигенами и полиспецифические,  которые реагируют со многими антигенами. Необходимо отметить, что получение таких сывороток это трудоёмкая работа, которая требует много времени и затрат большого количества труда.

Поэтому, чтобы получать большое количество сывороток в нашей стране налажен обмен между различными научными, которые занимаются их производством. Обмен осуществляется также между различными государствами.

В результате использования различных иммунных сывороток было открыто большое количество антигенных факторов. В частности в эритроцитах крупного рогатого скота обнаружено более 100 антигенных факторов, у свиней около 40, у овец-40, у кур около 65. Синтез каждого антигена обусловлен действием одного гена. Антиген может наследоваться отдельно от других антигенов и проявляет доминантный кодон.

Антигенные факторы подразделяются на видовые (неспецифические) имеющиеся у животных того или иного вида и групповые (специфические), которые имеют отдельные животные данного вида. Поэтому иммуногенетика изучает специфические антигены, и по этим специфическим антигенам определяются генетические системы групп крови у сескохозяйственных животных.

 3. Значение групп крови для практики животноводства

        Одна из главных областей практического применения групп крови – контроль происхождения животных. Такое их использование вызвано тем, что в некоторых стадах встречается 20% и более ошибок при определении происхождения животных. Это может быть следствием не только недостатков в работе техников по искусственному осеменению, потери номеров, неправильного их чтения, но и результатом повторных осеменений животных спермой разных производителей.

         Контроль происхождения необходим и при испытании свиноматок по качеству потомства, осемененных смешанной спермой хряков, для установления моно и дизиготности двоен, при получении животных методом трансплантации эмбрионов и т.д. Антигены наследуются очень строго, а именно у потомства обнаруживаются те антигены, которые были у родителей. Некоторые антигены представлены группами и состоят из 2-4 антигенов и наследуются эти группы сцеплено. У животных существуют генетические группы крови под которыми понимают совокупность групп крови, которые обуславливаются антигенами контролируемые аллелями одного локуса хромосомы. Каждая генетическая система групп крови наследуется по типу кодоминирования и по правилам Менделя (т.е. по правилу независимого комбинирования признаков).

В настоящее время у крупного рогатого скота выявлено 12 генетических систем групп крови, у свиней-17, у овец-16, лошадей-9, птиц-14, кроликов-12, собак-7. Каждая генетическая система групп крови обозначается большими буквами латинского алфавита (А, В, С, Д) и содержит от двух до несколько десятков антигенов. Так у крупного рогатого скота в генетической системе «В» насчитывается около 50 антигенов, у свиней наиболее сложная система «Е» в которую входит около 16 антигенов. Число групповых  эритроцитарных антигенов очень огромно и количество их возможных сочетаний в организме во много раз больше численности животных любого вида. Поэтому достижение иммуногенетики в настоящее время приобрело большое значение в практике животноводства. Особенно, в контроле за происхождением животного, т.е. уточняются в спорных случаях истинные родители. Существование индивидуальных различий животных по группам крови позволяет аттестовать племенных животных по этому признаку.

Особенно это важно при оценке быков-производителей по качеству потомства и при экспорте и импорте племенных животных. Так по данным Кушнера 30% быков-производителей, которые используются на племенных предприятиях, имеют неправильные записи в происхождении. При покупке племенных животных на мировом рынке все они должны иметь иммуногенетический паспорт. По данным Сорокова в практике наших хозяйств по разным причинам до 25% животных имеют неправильное происхождение. В настоящее время в нашей стране обязательна проверка происхождения, предусмотренная приказом Министерства сельского хозяйства, от 11 июля 1979 года «О внедрении метода иммуногенетического контроля достоверности происхождения племенных с.-х. животных». В Курганской области в племенных хозяйствах от 20% до 60%  не проверенные записи о происхождении.

Установление истинного отца большое значение имеет в свиноводстве, когда для повышения плодовитости осеменяют маток смешанной спермой.

С помощью групп крови, возможно изучить родство между породами. Так, исследованиями датских учёных было установлено, что чёрно-пёстрая и красная датская породы имеют общность происхождения, в тоже время как джерзейский скот Дании является генетически обособленным, т.е. не имеет общности происхождения с чёрно-пёстрым и красным датским скотом. Группы крови позволяют определить, является ли двойная пара однояйцовой или разнояйцовой, а также для раннего прогноза фримартинизма. Она может быть похожа на бычка, в дальнейшем оказаться бесплодной. Поэтому необходимо решать вопрос об её дальнейшем использовании.

В нашей стране и за рубежом многие учёные занимались и занимаются изучением характера взаимосвязи между хозяйственно-полезными признаками и генами определяющими группы крови. Эти работы проводятся с целью раннего прогнозирования будущей продуктивности с/х животных и использования групп крови. Так в опытах В.Ф. Красоты было установлено, что коровы костромской породы имеющие в системе группы крови «В» такие аллели как О, Р и BDMA превышали на 380-490 кг молока своих сверстниц, которые не имели этих аллелей, такие же результаты были получены и американскими учёными на коровах голштинской породы. Так коровы имеющие аллели В, О, У₂Д дали на 300кг молока больше за лактацию по сравнению со сверстницами, которые этой аллели не имели.

По данным Подстрежного, цыплята имеющие аллель В21 дали вдвое меньший отход от болезни Марека, чем их сверстники не имеющие этого аллеля. Имеются также сообщения, что телята, имеющие аллель V имеют более высокую энергию роста. Необходимо отметить, что аналогичные результаты были получены и по другим видам животных. В тоже время полученные результаты ещё не указывают, что между аллелями различных групп крови и хозяйственно-полезными признаками наблюдаются определённые закономерности. Эта проблема требует дальнейших экспериментальных исследований и глубокого анализа и обобщений полученных результатов.

В иммуногенетическом плане следует рассматривать гемолитическую болезнь новорожденных поросят и жеребят. В 1940 г. Левин с сотрудниками открыли гемолитическую болезнь новорожденных у человека, обусловленную несовместимостью генотипов матери и плода. По своему характеру гемолитическая болезнь жеребят и поросят напоминает гемолитическую желтуху детей в основе. Так было установлено, что 85% людей имеют Rh+ и 15% людей имеют Rh-. Дальнейшее исследование показало, что Rh+ является доминантным и Rh- рецессивным:

                                                ♀dd × ♂DD

                                                   \      /                                                                                                                          

                                              F1  Dd          

  Ребёнок имеет резус положительный фактор, т.е. его эритроциты с резус положительным фактором проникают в кровь матери и там начинается образование антитела против резус положительного фактора. По мере накопления антител в крови матери они начинают проникать с током крови в организм ребёнка, где разрушают эритроциты (вызывает эритробластоз), что приводит к летальному исходу.

Во многом сходное заболевание встречается у поросят, жеребят и телят. Гемолитическая болезнь новорожденных поросят и жеребят меньше изучена, однако была установлена её причина иммунологическая несовместимость матери и плода по некоторым антигенным факторам. В тоже время было установлено, что плацента кобыл и свиноматок не пропускает к плодам материнские антитела, и они накапливаются в молозиве матери. После родов молозиво матери попадает в организм новорожденного, разрушая его эритроциты и вызывая гемолитическую болезнь, которая приводит к летальному исходу в течение 4 дней после рождения.

Однако исследования показали, что если новорожденным жеребятам и поросятам не скармливать молозиво матери в течении 24-48 часов, то отхода от гемолитической болезни не наблюдается. Т.е. в течение 48 часов желудочно-кишечный тракт теряет способность усваивать антитела матери и потомство можно перевести на кормление молозивом матери.