자가면역성 용혈성빈혈은 37℃에서 반응하는 온난자가항체에 의한 온난자가면역성 용혈성빈혈과 0-5℃에서 반응을 일으키는 한랭자가항체에 의한 한랭자가면역성 용혈성빈혈로 구분할 수 있다. 이중에서 한랭자가면역성 용혈성빈혈은 한랭응집소 증후군 (cold agglutinin syndrome)과 발작성 한랭혈색소뇨증 (paroxysmal cold hemoglobinuria) 으로 나뉜다.

이들 자가면역성 용혈성빈혈은 그 원인을 잘 모르는 일차성으로 발병할 수 있고 백혈병 또는 감염증으로 기인하여 유발되는 이차성으로 발병할 수도 있다. 또한 이들은 급성 (또는 일과성) 및 만성으로 분류할 수 있다. 메틸도파, L-도파 또는 프로카인 아마이드 등의 약물에 의해서도 온난자가면역성 용혈성 빈혈이 유발되기도 한다.

온난자가면역성 용혈성빈혈은 자가면역성 빈혈중에서 70%를 차지하는 가장 흔한 유형이다. 이 질환에 걸린 환자들의 적혈구를 직접항글로불린법으로 분석해 보면 20%에서 IgG, 67%에서 IgG+C3dg 그리고 13%에서 C3dg가 검출된다. 그리고 간접항글로불린법으로 환자들의 혈청을 검사한 결과, 약 60%에서 IgG 자가항체가 검출되었는데 효소처리 적혈구 등 더 민감한 검사법을 이용하면 거의 모든 환자들의 혈청에 자가항체가 존재함을 증명할 수 있을 것이다.

성인 환자의 혈청으로 검사할 때 13% 정도에서 용혈이 관찰되는데 일과성인 급성자가면역성 용혈성빈혈에 걸린 환아들의 혈청은 이보다 더 많은 빈도로 용혈을 일으킬 수 있다. 대부분의 온난자가면역성 용혈성빈혈은 IgG 형태의 온난자가항체에 의해 유발되는데 드물게는 IgM 또는 IgA 자가항체에 의한 경우도 있다.

온난자가면역성 용혈성빈혈 환자들은 비교적 높은 온도에서 반응성을 보이는 정상 역가의 한랭응집소를 다른 질환의 환자보다 흔하게 가질 수 있는데, 대부분의 경우에서는 문제를 일으키지 않으나 이 한랭응집소가 30℃이상의 온도에서 반응할 수 있다면 문제가 될 수 있다. 실제로 온난자가면역성 용혈성빈혈 환자의 10% 정도에서 임상적으로 중요한 한랭응집소를 동시에 가지고 있다는 보고가 있으며 이 경우를 "혼합형" 온난자가면역성 용혈성빈혈이라고 따로 분류한다.

자가항체의 특이성을 동정하기는 매우 어렵다. 그러나 만약 희귀한 표현형을 가지고 있는 적혈구를 확보하고 있다면 가능할 수 있다. 대부분의 자가항체는 Rh 항원에 대해 특이성을 가지고 있으나 A, B, LW, MNSs, U, Ena, Pr, Wrb, Ge, K, Kpb, Jsb, K13, Jka, Jkb, Jk3, Fyb, Vel, Sc1, Sc3, AnWj, Rx, IT 및 노화적혈구 항원 등에 대한 특이성을 가진 자가항체도 검출되고 있다. 일반 적혈구 패널(panel)로 항체 동정검사를 시행하면 자가항체의 반응은 마치 "비특이적"인 것처럼 나타난다.

적합성 검사: 만약 환자의 혈청에서 간접항글로불린법으로 항체를 검출하였다면 반드시 동종항체의 존재여부를 검사하여야 한다. 이것은 적혈구 패널을 이용한 항체동정검사로 확인이 가능한데 만약 항체 특이성을 알 수 없는 결과가 나왔다면 혹시 동종항체가 자가항체와 공존하는지를 확인하여야 한다. 자가항체를 제거한 환자의 적혈구를 이용하여 온난 자가흡착후 동종항체의 존재여부를 재검하면 된다. 혹은 만약 환자가 최근에 수혈을 받았다면 동종 적혈구를 이용하여 흡착시킨후 재검하면 된다.

한랭응집소 증후군은 나이 많은 환자에서 주로 유발되는 만성자가면역성 용혈성빈혈로 발병되거나 Mycoplasma pneumonia 감염증의 이차성으로 발병된다. 이 두가지 유형 모두에서 보체 (C3dg) 결합으로 기인된 직접항글로불린검사 양성 소견이 나타난다. 한랭응집소 증후군 환자의 혈청에는 30℃이상에서도 반응성을 보이는 높은 역가의 IgM 한랭자가응집소가 존재한다. 이 항체는 효소처리한 적혈구에 신선 보체를 가하고 pH 6.5-6.8, 20-24℃에서 반응시키면 거의 모든 경우에서 용혈현상을 일으킨다.

만성 한랭응집소 증후군과 관련된 IgM 한랭자가응집소는 대개 카파 경쇄 ( light chain)를 가진 단클론 항체인데 비해 감염증과 연관된 자가응집소는 다클론 항체이다. 이 두가지 유형의 자가응집소는 대부분 항-I 특이성을 가지고 있으나 i, IT, A, B, IA, IB, Gd, Fl, Lud, Sa, Pr, M, N, Rx, Me, Ju, On 등에 대한 특이성을 가지는 경우들도 보고되어 있다.

적합성 검사: 모든 검사 과정은 37℃에서 시행되어야 한다. 예를 들면 ABO 혈액형 검사시에도 반드시 37℃에서 원심분리하여야 하며 분리된 적혈구를 37℃에서 세척한후 검사하여야 한다. 흡착법을 이용하여 자가항체를 혈청에서 분리해내는 일은 매우 어려우며 효소처리한 적혈구를 이용하거나 I 항원을 풍부하게 가지고 있는 가토의 적혈구를 이용하여도 역시 어렵다.

항체 선별 및 동정 검사를 비롯한 모든 적합성 검사는 전가온법 (prewarmed technique)을 이용하여 반드시 37℃에서 시행하여야 한다. 다시 온도가 내려가고 이에 따라 한랭자가항체에 의한 보체 활성화가 불가피하므로 적합성 검사에서 동종항체를 검출할 때는 항-IgG만을 사용하는 것이 좋다.

발작성 한랭혈색소뇨증도 나이 많은 환자에서 발병되는 만성 자가면역성 용혈성빈혈과 소아에서 감염증과 연관되어 발병되는 급성 일과성 자가면역성 용혈성빈혈로 나뉜다. 보체 (C3dg) 감작으로 인해 직접항글로불린 검사에서 양성소견을 보인다. 만약 환자의 혈청을 일반적으로 시행하는 검사법으로 검사한다면 아무런 항체도 검출되지 않는다. 즉, 한랭응집소 역가도 정상이고 간접항글로불린검사도 음성으로 나타난다.

이 질환을 진단하려면 Donath-Landsteiner 검사를 시행하여야 한다. 이 검사로 발작성 한랭혈색소뇨증을 유발하는 이상성 용혈소 (biphasic hemolysin)을 검출할 수 있다. 원인 항체는 IgG 자가항체로서 in vitro에서 보통 20℃이하의 낮은 온도에서 반응을 잘 한다. 이 항체는 대부분 항-P 특이성을 가지고 있어 아주 희귀한 p 표현형을 제외하고는 Donath-Landsteiner 검사에서 양성반응을 보인다. 만성 발작성 한랭혈색소뇨증은 매우 드물어 연자는 지난 30년 동안 겨우 4예를 경험하였다. 소아에서 급성으로 발병하는 경우가 더 많으며 만성형과 혈청학적 성상이 거의 같은데 다만 환아는 따뜻한 병원내에서 계속적인 용혈현상이 진행될 수 있다. 그러나 다행스럽게도 용혈은 일과성으로 지나간다.

10%정도의 온난자가면역성 용혈성빈혈에서 직접항글로불린검사 및 간접항글로불린검사 소견이 음성으로 나타난다. 직접항글로불린검사 결과가 음성으로 나오는 경우는 다음 세가지다.

첫째는, 일상적인 항글로불린 혈청에 의해 검출되지 않는 IgA 또는 IgM 항체가 적혈구에 감작되어 있는 경우이고 둘째는, 온난 자가항체의 친화성이 낮아 항글로불린검사시 적혈구 세척과정에서 감작되어 있던 적혈구에서 씻겨 나간 경우이며 세째는, 직접항글로불린검사에서 양성반응을 보이려면 적어도 200개 이상의 IgG 분자가 적혈구에 감작되어야 하는데 이보다 감작되어 있는 IgG 항체의 양이 적은 경우인데 이 경우는 polybrene 또는 flow cytometry 등 보다 민감한 검사법을 이용하면 원인 항체를 검출해 낼 수 있다.