前言

早在18世纪，输血就已经被应用到了临床医学，但当时缺乏对血型的基本认知，导致许多人因溶血性输血免疫而死亡。直到1900年，奥地利维也纳大学的卡尔·兰德施泰纳发现健康人的血清对不同人类个体的红细胞有凝结作用，他通过将来自不同人的血清和红细胞成对混合，把血液分为A、B、C（后改称O）三个组。后来，他与他的学生又发现了AB组及其他独立的血型系统，如MNS血型系统、Rh血型系统等。由于在血型发现和分类上的贡献，兰德施泰纳获得1930年的诺贝尔生理学或医学奖，并被誉为“血型之父”。

随着医学检测的不断升级，新的血型系统不断被发现，目前国际输血协会已经认定了30种人类血型系统包括超过600种抗原，医学上常用的血型分类系统为ABO血型、Rh血型、HLA血型，前两者与输血者妊娠密切相关，后者与器官、骨髓和干细胞移植密切相联。其余的血型系统如孟买血型系统都是十分稀有的血型系统。

图1 “血型之父”—卡尔·兰德施泰纳

血型是如何界定的呢？

血型是根据人类红细胞表面同族抗原差别而进行的一种分类，由于人类红细胞所含的凝集原的不同，从而将血型分为若干型。通常一些抗原来自同一基因的等位基因或密切连锁的几个基因的编码产物，这些抗原就组成一个血型系统。

在常见的ABO血型系统，A型血的人红细胞表面有一种A型抗原；A型血的血清中会产生一种抗B凝结素的抗体，这些抗体通常是免疫球蛋白IgM，这些抗体遇到与本身血型不匹配的红细胞抗原时，必要时会摧毁触发免疫反应的抗原。例如当A型血的人输入B型血，会导致体内的抗B抗体与B型红细胞的表面B抗原结合，使得红细胞和抗体凝结成块，引发一系列病状如溶血性贫血、肾衰竭、休克甚至死亡。

B型血的人跟A型血的人相反，其红细胞表面有B型抗原，血清中会产生对抗A型抗原的抗体。AB型血的人的红细胞表面同时有A和B型抗原，但AB型血血清中不含有对抗A或抗B抗型抗体。O型血的人红细胞表面不存咋A或B抗原，但血清中含有抗A和抗B抗体。

其中A、B、AB和O血型中都含有H抗原，A、B抗原的合成都是以H抗原为前提。

图2 ABO血型示意图

那你现在清楚输血时的匹配规则了吗？

AB型血红细胞表面有A和B抗原，无抗A型或B型抗体，因此将送血者血液中的抗体分离的话，AB型血的人是全适受血者，AB型的人只可以捐血给AB型的人。O型血的人红细胞表面没有A和B型抗原，但血清中存在抗A型或B型抗原的抗体。因此将O型血中抗体分离的话，O型血的人是全适捐血者，O型的人只能接受O型的血。那血型后面跟着的"+"，"-"号又有什么含义？

图3 血型适配图

“熊猫血”和“恒河猴子”到底是个啥！

人类血型中存在一种Rh血型系统，因恒河猴红细胞也存在Rh抗原又称“恒河猴”血型。每个人的红细胞上只可能有或没有Rh抗原，其中Rh+称作Rh阳性，表示人类红细胞有Rh抗原；Rh-表示Rh阴性，红细胞上没有Rh抗原。Rh-型血的人接受Rh+的血是很危险的，会导致溶血性输血反应，但Rh+的人接受Rh-的血是没有问题的。在与ABO血型一起表示时候常常省略Rh，只保留"+"或"-"号，比如A+，B-等等。当中O+型（即O型血，Rh阳性）是最常见。在华人当中，大约每370个人中才有一个Rh阴性血，所以称其为“熊猫血”。

图4 恒河猴红血球上的Rh抗原

什么决定我们的血型？血型会一直不变吗？

血型是一种以血液抗原形式所表现出来的一种遗传性状，遗传因子又决定了不同的血型系统。在ABO血型系统中控制血型的基因位于9号染色体的长臂上（9q34），有三个主要的等位基因IA（A）、IB（B）和i（O）。IA和IB的产物是具有活性的酶，分别催化A抗原和B抗原的合成，而等位基因i的产物不具有酶活性，无法催化A、B抗原合成。由于人类染色体是双倍体，一个人通常只能拥有三个等位基因中的两个，分别来自父母双方。这两个等位基因的类型，即血型的基因型，决定了人类血型的表现型。

其中lA和lB对i均为显性，故而只有基因型是ii的人才有O型血，基因型是IAIA或IAi的人是A血型，基因型是IBIB或IBi的人是B血型。而IA和IB是共显性，因此基因型是IAIB的人具有两种表型，即AB血型。

一般来说，一个人的血型保持终生不变，但在很罕见的例子中，也有可能通过感染、恶性肿瘤或自身免疫病引起的抗体增加或抑制而改变。另一种更常见的血型改变的原因是骨髓移植。

图5 血型基因对组合图

A型血人群易感染新冠病毒？O型血人群感染霍乱易成重症？

其实A、B抗原不单单存在红细胞内，他们会在我们血液中游离，这些抗原将会与毒素、病原体甚至自身的免疫系统产生反应，使我们面对感染性疾病时免疫能力得到一定的增强，比如说当人类感染疟疾时，疟原虫在感染红细胞的过程中，需要通过粘附分子粘附在红细胞表面，其中A抗原对疟原虫粘附亲和力最高，B抗原次之。O型血红细胞表明没有这两种抗原因此发展成重症的概率比较低。大量的感染数据也表明拥有A、B或AB型血的人比O型血有较高的风险感染重症疟疾。

图6 疟原虫及疟原虫裂殖子从红细胞中破裂释放示意图

但O型血也有缺点，面对造成霍乱的某些特定细菌族群时，O型血的人群就比较危险，90年代秘鲁爆发霍乱疫情，统计发现O型血要比其他血型住院率高出八倍，感染霍乱后O型血恶化的几率是B型血的4倍，AB型血的20倍。科学家猜测相比抗原A和抗原B，霍乱毒素更倾向与O型血红细胞上的H抗原结合。研究认为孟加拉国恒河三角洲地区这种霍乱的高发地区O型血人群数量较少与早期霍乱的选择压力直接相关。

图7 霍乱弧菌

《The New England Journal of Medicine》于6月17日发表一篇关于新冠病毒得文章，德国、西班牙、意大利等多国研究对意大利和西班牙1610名新冠重症患者和2205名对照组人群进行了全基因组关联研究和荟萃分析。研究发现在新冠重症患者身上存在一个新冠病毒易感基因位—3p21.31基因簇，还发现ABO血型系统可能与新冠感染风险有关。通过感染数据分析，A型血人群的新冠感染风险比非A型血人群高45%，O型血人群的新冠感染风险则比非O型血人群低35%。目前研究人员暂未清楚其血型与新冠病毒之间的关系，暂时猜测是由于不同血型人群的N-聚糖中和抗体差异、基因变异等因素有关，其背后的生物机理以及数据的相关性仍需要进一步进行研究。

图8 COVID-19示意图

关于血型研究的新进展

临床输血每次需要进行严格的血型匹配，且一旦出现差错后果十分严重，那么有没有可能使人类血液互通，不再需要进行血型匹配？近来哥伦比亚大学Stephen G Withers实验室的一项研究发现人类肠道内的黏液素有与红细胞相同的糖结构，我们体内的一些微生物组如细菌会粘住黏液素上并消化掉糖作为自身的养分，所以研究人员认为在我们的肠道里已经有细菌可以产生分解红细胞表明抗原的酶。团队将从细菌中分离出生产分解黏液素中的糖基酶的相应的DNA，并把这些DNA放入实验细菌中，让实验细菌产生酶来分解红细胞上的糖结构。将血液中提取红细胞与酶一起孵育，剥离红细胞表面的糖基抗原，等待一段时间后再将酶清除掉。使得抗A或抗B失去攻击目标，这样就可以将A型血或B型血转成O型血。目前该研究仍处于理论阶段，但我们相信随着日后科学技术的不断革新，血型转化将有可能实现并造福人类。

人类血型的存在最有可能是为了抵御传染病。其中A型血是最古老的，它在人类从原始祖先进化之前就已经存在，B型血被认为起源于大约350万年前，由一种基因突变改变了红血球表面的一种糖而产生。大约从250万年前开始，基因突变使这种糖基因失去活性，产生了O型血，然后是AB型血，它含有A抗原和B糖抗，但不存在抗体，AB型血人群也被称为“新人类”。中国血型分布错综复杂，各个民族之间的血型分布也有所不同，总体来说中国人中各种血型人口大致所占比例是：O型血41％，A型血28％，B型血24％，AB型血7％。

通常人们对血型的了解往往仅局限于ABO血型以及输血问题等方面，实际上，血型在血液免疫学、遗传学、法医学、临床医学等学科都有广泛的实用价值。目前人类还未完全解开血型的“神秘面纱”，无论是人类血型中抗原抗体的产生机理，还是未来血型基因可能产生的新型血型系统，都需要进一步的科学探索。

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