혈액형과 수혈 관계

ABO식 혈액형은 카를 란트슈타이너에 의해 1901년 발견된 가장 중요한 혈액형 시스템이다. 이 시스템은 적혈구 표면에 존재하는 항원의 유무와 종류에 따라 혈액을 A형, B형, AB형, O형의 네 가지 주요 형으로 분류한다. A형은 A 항원을, B형은 B 항원을, AB형은 A와 B 항원을 모두 가지며, O형은 두 항원 모두를 가지고 있지 않다.

이에 상응하여 혈청에는 자신의 적혈구에 없는 항원에 대한 항체가 자연적으로 존재한다. 예를 들어, A형 혈액의 혈청에는 B 항원을 공격하는 항-B 항체가, B형 혈액의 혈청에는 항-A 항체가 존재한다. AB형 혈액은 두 항원을 모두 가지므로 혈청에 항-A나 항-B 항체가 없으며, O형 혈액은 항원이 없기 때문에 혈청에 항-A와 항-B 항체를 모두 가지고 있다.

ABO식 혈액형의 유전은 한 쌍의 대립유전자에 의해 결정된다. 이 유전자는 A, B, O의 세 가지 대립형질을 가지며, A와 B는 O에 대해 우성이다. 부모로부터 물려받은 두 대립유전자의 조합에 따라 표현형이 결정된다. 예를 들어, AO 유전형은 A형으로, OO 유전형은 O형으로 나타난다.

이 시스템의 발견은 안전한 수혈을 가능하게 하는 기초를 마련했다. 수혈 시에는 공혈자의 적혈구 항원과 수혈자의 혈청 내 항체가 반응하지 않도록 해야 하므로, ABO식 혈액형의 적합성 판정은 수혈 의학에서 가장 기본적이고 필수적인 절차이다.

Rh식 혈액형은 ABO식 혈액형 다음으로 임상적으로 가장 중요한 혈액형 시스템이다. 이 시스템의 핵심 항원은 D 항원이며, 적혈구 표면에 D 항원이 존재하면 Rh 양성(Rh+), 존재하지 않으면 Rh 음성(Rh-)으로 분류한다. 대부분의 인구는 Rh 양성이며, Rh 음성의 빈도는 인종에 따라 차이가 있다[3].

수혈 시 Rh식 혈액형의 적합성은 ABO식 혈액형 적합성과 함께 고려되어야 한다. 일반적으로 Rh 음성 수혈자에게는 Rh 음성 혈액을 수혈하는 것이 원칙이다. Rh 음성 수혈자에게 Rh 양성 혈액을 수혈하면, 수혈자의 면역 체계가 이전에 노출된 적 없는 D 항원을 이물질로 인식하여 항-D 항체를 생성하게 된다. 이로 인해 첫 번째 수혈 시에는 심각한 반응이 일어나지 않을 수 있으나, 이후 Rh 양성 혈액을 다시 수혈받으면 기억 세포에 의해 빠르고 강력한 항체가 생성되어 용혈성 수혈 반응을 일으킬 위험이 있다.

Rh식 혈액형은 임신과 관련하여 특히 중요하다. Rh 음성인 어머니가 Rh 양성인 태아를 임신할 경우, 태아의 적혈구가 모체 혈류로 유입되면 모체가 항-D 항체를 생성할 수 있다. 이 항체가 태반을 통과하여 태아의 적혈구를 공격하면 신생아 용혈성 질환을 유발한다. 이를 예방하기 위해 Rh 음성 산모에게는 출산 후 또는 유산, 임신 중절 후에 Rh 면역글로불린을 투여하여 모체의 항체 생성을 차단한다.

ABO식 혈액형 시스템에 기반한 수혈 적합성은 항원과 항체의 반응을 이해하는 데서 출발한다. 수혈 시에는 수혈받는 사람(수혈자)의 혈청 내에 존재하는 항체가 수혈하는 혈액(공혈자)의 적혈구 표면 항원과 반응하지 않아야 한다. 이 반응이 일어나면 응집 반응이 발생하여 심각한 용혈을 일으킬 수 있다.

핵심 원칙은 수혈자의 혈청이 공혈자의 적혈구를 공격하지 않도록 하는 것이다. 따라서 O형 혈액은 A와 B 항원이 모두 없어, A형, B형, AB형 수혈자의 혈청 내 항체(A형은 항B 항체, B형은 항A 항체, O형은 둘 다 보유)와 반응하지 않는다. 이로 인해 O형은 '범용 수혈자'로 불린다. 반대로 AB형 혈액은 A와 B 항원을 모두 가지지만 혈청 내에 항A나 항B 항체가 없어, 모든 혈액형으로부터 수혈받을 수 있어 '범용 수혈자'라고 한다.

아래 표는 ABO식 혈액형 간의 주요 수혈 적합성을 요약한다. '주 수혈'은 일반적으로 지향하는 안전한 조합을, '응급 수혈'은 절대적 금기는 아니지만 가능한 한 피해야 하는 조합을 나타낸다.

표에서 알 수 있듯, O형 수혈자는 오직 O형 혈액만 안전하게 받을 수 있다. O형 수혈자의 혈청에는 항A와 항B 항체가 모두 존재하기 때문에, A, B, AB형 혈액을 수혈받으면 공혈자 적혈구의 항원과 반응하여 위험한 용혈성 수혈 반응을 일으킨다. 따라서 실제 임상에서는 수혈 전 반드시 교차시험을 실시하여 이러한 반응 가능성을 최종 확인한다.

Rh식 혈액형은 D 항원의 유무에 따라 Rh 양성(Rh+) 또는 Rh 음성(Rh-)으로 분류된다. 이 항원은 적혈구 표면에 존재하는 단백질이다. 수혈 시 Rh식 적합성은 주로 Rh 음성 수혈자에게 Rh 양성 혈액을 수혈하는 것을 피하는 데 중점을 둔다. Rh 음성 수혈자의 체내에는 D 항원에 대한 항체가 자연적으로 존재하지 않지만, 이전에 Rh 양성 혈액에 노출된 적이 있으면 항체가 생성될 수 있다.

Rh 음성 수혈자에게 Rh 양성 혈액을 수혈하면, 첫 번째 수혈 시에는 일반적으로 심각한 반응이 일어나지 않는다. 그러나 이로 인해 항-D 항체가 생성되어 이후 Rh 양성 혈액을 수혈받을 때 심각한 용혈성 수혈 반응이 발생할 위험이 크게 증가한다. 따라서 원칙적으로 Rh 음성 수혈자에게는 Rh 음성 혈액을 수혈하는 것이 안전하다.

반대로, Rh 양성 수혈자는 Rh 양성과 Rh 음성 혈액 모두를 수혈받을 수 있다. Rh 양성 수혈자의 체내에는 D 항원이 이미 존재하기 때문에, 외부에서 들어온 Rh 음성 적혈구에 대해 항체를 생성하지 않기 때문이다. 이는 Rh 양성 혈액이 상대적으로 더 흔하기 때문에 혈액 자원 관리 측면에서도 중요한 원칙이다.

임신과 관련하여, Rh 음성 산모가 Rh 양성 태아를 임신할 경우 신생아 용혈성 질환의 위험이 있다. 이는 산모의 면역 체계가 태아의 Rh 양성 적혈구를 이물질로 인식하여 항-D 항체를 생성하기 때문이다. 이러한 위험을 줄이기 위해 출산 후 또는 유산·낙태 후에 Rh 면역글로불린을 투여하는 예방법이 표준적으로 사용된다.

ABO식 혈액형 시스템에서, O형 혈액은 적혈구 표면에 A 항원이나 B 항원이 존재하지 않습니다. 따라서, 이 혈액을 수혈받는 수혈자의 혈장 내에 존재하는 항A 항체나 항B 항체가 공여자의 적혈구를 공격할 항원을 발견하지 못합니다. 이 원리로 인해 O형 혈액은 모든 ABO 혈액형에게 수혈이 가능하며, 이를 범용 수혈자(Universal Donor) 의 혈액형이라고 부릅니다. 특히 응급 상황에서 환자의 혈액형을 확인할 시간이 없을 때 O형 혈액이 사용됩니다.

반대로, AB형 혈액은 적혈구 표면에 A 항원과 B 항원을 모두 가지고 있습니다. 그러나 AB형 사람의 혈장에는 항A 항체나 항B 항체가 자연적으로 생성되지 않습니다[4]. 따라서 AB형 사람은 다른 혈액형(A형, B형, O형)에서 유래한 적혈구에 대한 항체를 갖고 있지 않아, 모든 ABO 혈액형으로부터의 수혈을 안전하게 받을 수 있습니다. 이로 인해 AB형은 범용 수혈자(Universal Recipient) 로 불립니다.

이 개념은 Rh식 혈액형을 고려하지 않은 순수 ABO 시스템에 한정된 것입니다. 실제 임상에서는 Rh(D) 항원의 유무도 반드시 고려해야 합니다. 예를 들어, 범용 수혈자로 사용되는 O형 혈액도 Rh 음성인 O형 혈액이 가장 안전한 선택입니다. 특히 Rh 음성인 여성이나 소아에게 수혈할 때는 Rh 음성 혈액을 사용하는 것이 원칙입니다. 따라서 완전한 의미의 '범용'은 존재하지 않으며, 항상 교차시험을 통해 최종적인 적합성을 확인해야 합니다.

용혈성 수혈 반응은 수혈된 적혈구가 수혈받는 사람의 체내에서 파괴되는 것을 말한다. 이는 주로 공여자와 수혜자의 혈액형이 서로 맞지 않아 발생하는 면역학적 반응이다. 수혈된 적혈구 표면의 항원을 수혜자의 혈청 내 항체가 인식하고 공격하면, 보체가 활성화되고 적혈구 막이 파괴된다. 이 과정을 면역용혈이라고 한다.

반응의 심각도와 속도는 관여하는 항체의 종류에 따라 다르다. 일반적으로 ABO 혈액형 불일치로 인한 반응은 가장 심각하며, 수혈 시작 후 수분에서 수십 분 내에 급성으로 나타난다. 주요 증상으로는 발열, 오한, 호흡곤란, 흉통, 요통, 저혈압, 그리고 혈색소뇨나 혈색소혈증이 있다. 이는 IgM 항체에 의한 것으로, 보체를 활성화시켜 혈관 내에서 급격한 용혈을 일으킨다.

반면, Rh식 혈액형이나 기타 불규칙 항체에 의한 반응은 지연성 용혈성 수혈 반응으로 나타날 수 있다. 이는 수혈 후 며칠에서 수주 후에 발생하며, 증상이 비교적 경미하거나 무증상인 경우도 있다. 주로 IgG 항체가 관여하며, 이는 주로 비장과 같은 조직에서 적혈구를 파괴한다.

용혈성 수혈 반응이 의심되면 즉시 수혈을 중단하고 생리식염수로 정맥로를 유지해야 한다. 치료는 지지적이며, 신장 기능 보호를 위한 수액 공급과 이뇨, 그리고 필요시 혈압 유지 관리가 중심이 된다. 반응의 원인을 규명하기 위해 수혈 전후의 혈액 샘플을 재검사하고, 직접 및 간접 쿰브스 검사를 실시한다.

비용혈성 수혈 반응은 수혈된 적혈구의 파괴(용혈)를 주요 특징으로 하지 않는 모든 반응을 포괄한다. 이는 용혈성 반응보다 훨씬 흔하게 발생하지만, 일반적으로 증상이 경미하고 생명을 위협하는 경우는 드물다. 비용혈성 반응은 발병 시간에 따라 급성(수혈 중 또는 수혈 후 수 시간 내)과 지연성(수일 후)으로 구분할 수 있으며, 그 원인과 기전에 따라 여러 유형으로 나뉜다.

가장 흔한 유형은 발열성 비용혈성 수혈 반응이다. 이는 수혈자 혈액 내에 존재하는 백혈구 항체가 수혈된 혈액 성분에 포함된 기증자의 백혈구와 반응하여 발생한다. 이 반응으로 인해 발열, 오한, 두통 등의 증상이 나타난다. 현재는 백혈구를 제거한 혈액 성분을 사용함으로써 이러한 반응의 빈도를 크게 줄일 수 있다. 또 다른 주요 반응은 알레르기성 반응으로, 가벼운 두드러기와 가려움증부터 호흡곤란과 같은 중증 아나필락시스 반응까지 다양하게 나타난다. 이는 수혈된 혈액 내의 특정 단백질 성분에 대한 수혈자의 과민반응이 원인이다.

이외에도 급성 폐손상, 철과다증, 그리고 특히 소아나 노인 환자에서 빠른 수혈 시 발생할 수 있는 순환계 과부하 등이 비용혈성 반응에 포함된다. 대부분의 비용혈성 반응은 적절한 전처리(예: 백혈구 제거)와 수혈 중 환자의 세심한 모니터링을 통해 예방하거나 조기에 발견하여 관리할 수 있다.

응급 상황에서는 환자의 생명을 구하기 위해 혈액형 확인 절차를 완료하기 전에 수혈이 필요할 수 있다. 이 경우, O형 Rh 음성 혈액이 가장 안전한 선택으로 간주된다. O형 적혈구에는 A 항원이나 B 항원이 존재하지 않아, 수혈받는 환자의 혈청 내 항-A 항체나 항-B 항체에 의해 용혈될 위험이 상대적으로 낮기 때문이다. 특히 Rh 음성 혈액은 Rh 양성 환자에게 수혈될 수 있어, 응급 초기에는 Rh 인자에 의한 반응 위험을 피할 수 있다.

이러한 응급 수혈용 혈액을 '응급용 O형 혈액' 또는 '범용 기증자 혈액'이라고 부르며, 많은 병원의 응급실과 수혈 혈액원에 비축되어 있다. 그러나 이는 완전한 범용 수혈자 혈액이 아니며, 여전히 혈장 내 포함된 항-A 항체와 항-B 항체로 인해 일부 반응 위험이 존재할 수 있다. 따라서 가능한 한 빨리 환자의 혈액형을 확인하고, 정확한 혈액형에 맞는 혈액으로 전환하는 것이 원칙이다.

아래 표는 응급 수혈 시 일반적으로 고려되는 혈액 선택의 우선순위를 보여준다.

응급 수혈 후에는 반드시 교차시험을 포함한 완전한 혈액형 검사를 시행하여, 이후 수혈에 사용할 혈액의 적합성을 재확인해야 한다. 또한, 응급 수혈로 인해 발생할 수 있는 용혈성 수혈 반응 등의 부작용에 대한 모니터링이 철저히 이루어져야 한다.

신생아, 특히 미숙아나 저체중 출생아의 수혈은 성인과 다른 고려 사항이 필요하다. 신생아의 혈액량은 체중에 비례하여 매우 적으며, 조혈 기능도 완전히 성숙하지 않은 상태이다. 또한 태아기 동안 존재하는 태아 헤모글로빈은 성인 헤모글로빈과 산소 친화도가 달라 산소 운반 능력에 차이가 있다. 이러한 생리적 특성으로 인해 신생아 수혈은 보다 세심한 접근이 요구된다.

수혈의 주요 적응증은 빈혈과 출혈이다. 신생아, 특히 미숙아는 조혈 능력이 낮고, 빈번한 혈액 채취로 인한 의원성 빈혈이 흔히 발생한다. 또한 신생아 용혈성 질환이나 내부 출혈이 있는 경우에도 수혈이 필요할 수 있다. 수혈 결정은 연령, 체중, 임상 상태, 그리고 혈중 헤모글로빈 수치나 헤마토크리트 값을 종합적으로 평가하여 내린다.

신생아 수혈에 사용되는 혈액 제제는 특별히 준비된다. 일반적으로 CMV(거대세포바이러스) 음성 혈액이나 백혈구를 제거한 혈액을 사용하여 감염 위험을 줄인다. 또한 방사선 조사 혈액을 사용하여 이식편대숙주병(GVHD) 발생을 예방하는 것이 표준이다. 수혈량은 아기의 체중(일반적으로 10-20 mL/kg)을 기준으로 정밀하게 계산하여 투여한다.

수혈 전 검사에서는 수혈받을 아기의 혈액형을 확인하고, 모체의 혈청과 교차시험을 실시하는 것이 일반적이다. 이는 모체로부터 유래한 항체가 아기의 혈구를 공격할 가능성을 배제하기 위함이다. 특히 Rh식 혈액형 불일치나 ABO식 혈액형 불일치가 의심되는 경우 직접 항글로불린 시험(DAT)이 수행된다.