第三章 血液
2011-06-08 18:14:09   来源：   作者：  评论：0 点击：

第四节 血 型
(Blood groups)
一、血型与红细胞凝集
(Blood groups and agglutination)
1900年，奥地利科学家Karl Landsteiner(1868～1943)采取自己与5位同事的血液，分别将血细胞与血清分离，再让它们相互混合后，结果出现了凝集和不凝集两种情况（见表3-4），当时分别称其为A、B、C血型（其中C型即O型）。这张著名的表格，包含着现代血液分型的一些基本原理，又被称为"棋盘法(checkerboard method)"。1901年，Landsteiner对这些结果进行了报道。1902年Landsteiner的学生Decastello和Sturli观察了155例人的血型，发现有4例的血清与A、B、C血型的红细胞均不凝集，而其红细胞却可被A、B、C血型的血清凝集，当时这4例的血型被命名为D型（即AB型） 。上述血型系统后来被命名为ABO血型系统(ABO blood-group system)，是第一个被发现的人类血型系统。血型的发现，为以后血液的安全、有效输用做出了重大贡献，Landsteiner为此获得了1930年的诺贝尔生理学及医学奖，他还先后发现了MN、P、Rh等血型，赢得了"血型之父"的誉称。

表3-4 Landsteiner发现ABO血型时的实验结果
血清来源 血型 红细胞来源
Dr.St Dr.Plecn Dr.Sturl Dr.Erdh Zar Landst
Dr.StDr.PlecnDr.SturlDr.ErdhZarLandst CABBAC ------ +-++-+ ++--++ ++--++ +-++-+ ------

通常血型是指红细胞膜上特异性抗原的类型。到目前为止，人们相继发现了600余种红细胞抗原，其中203种抗原属于已知的25个血型系统（表3-5），每个血型系统是由一个或多个抗原组成，此抗原受控于1个单独的基因或多个紧密连锁的同种基因。除了红细胞外，白细胞、血小板和组织细胞等也都有特异性抗原，例如，白细胞和血小板上除了也存在A、B、H、MN、P等红细胞抗原外，还有它们所特有的抗原。白细胞上最强的同种抗原是一种复杂的人白细胞抗原(human leukocyte antigen，HLA)系统，血小板的特异性抗原有PI、Zw、Ko等系统。另外，组织细胞还能分泌一些特异性抗原，以可溶性的形式存在于血浆、唾液、胃液、精液、汗液以及泪液中。这些特异性抗原在输血、组织器官移植、法医学以及人类学等学科领域中具有重要的意义。
表3-5 25个红细胞血型系统
号码 系统名称 系统符号 抗原数 基因名称 染色体上定位
001002003004005006007008009010011012013014015016017018019020021022023024025 ABOMNSPRhLutheranKellLewisDuffyKiddDiegoYtXgSciannaDombrockColtonLandsteiner-wienerChido/RodgersHhKxGerbichCromerKnopsIndianOKRAPH ABOMNSP1RHLUKELLEFYJKDIYTXGSCDOCOLWCH/RGHXKGECROMKNINOKRAPH 440146182236372135339117105211 ABOGYPA,GYPBP1RHD,RHCELUKELFUT3FYJKAE1ACHEXGSCDOAQP1LWC4A,C4BFUT1XKGYPCDAFCR1CD44OKMER2 9q34.1-q34.24q28-q3122q11.2-qter1p36.2-p3419q12-q137q3319q13.31q22-q2318q11-q1217q12-q217q22Xp22.321p36.2-p22.1?7p1419p13.2-cen6p21.319q13Xp21.12q14-q211q321q3211p1319pter-p13.211p15

若将血型不相容的两个人的血滴放在玻片上混合，其中的红细胞会凝集成簇，这种现象称为红细胞凝集(agglutination)，红细胞凝集的本质是抗原-抗体反应(antigen-antibody reactions)。其中，在凝集反应中，起抗原作用的红细胞膜上的特异性抗原称为凝集原(agglutinogen)，能与红细胞膜上的凝集原发生反应的特异性抗体则称为凝集素(agglutinin)。凝集素是由g-球蛋白构成的，它们溶解在血浆中。发生抗原-抗体反应时，由于每个抗体上具有l0个与抗原结合的部位，抗体在若干个带有相应抗原的红细胞之间形成桥梁，因而使它们聚集成簇。在补体的作用下，红细胞的凝集伴有溶血。当人体输入血型不相容的血液时，在血管内可发生同样的情况，此凝集成簇的红细胞可以堵塞毛细血管，溶血产生的大量血红蛋白会损害肾小管，同时常伴发过敏反应，其结果可危及生命。
二、红细胞血型
(Blood groups of the erythrocytes)
在红细胞的25个血型系统中，较重要的是ABO、Rh、MNS、Lutheran、Kell、Lewis、Duffy及Kidd等血型系统，它们都可产生溶血性输血反应，但与临床关系最密切的是ABO血型系统和Rh血型系统。
（一）ABO血型系统
1．ABO血型的分型
国际输血协会(The International Society of Blood Transfusion,ISBT)命名ABO血型系统为：ABO和001，已经确定的特异性抗原为凝集原A和凝集原B。红细胞膜上只含凝集原A的为A型；只存在凝集原B的为B型；A与B两种凝集原都有的为AB型；A与B两种凝集原都没有的，则称为O型。在人类血清中含有与上述凝集原相对应的凝集素，但不含有对抗其自身红细胞凝集原的凝集素。例如，在A型血的血清中，只含有抗B凝集素；B型血的血清中，只含有抗A凝集素；AB型血的血清中，一般没有抗A和抗B凝集素，而O型血的血清中则含有抗A和抗B凝集素。ABO血型系统还有亚型，与临床关系密切的是A型中的A1与A2亚型，在Al型红细胞上含有A与A1凝集原，而A2型红细胞上仅含有A凝集原；在A1型血清中只含有抗B凝集素，而A2型血清中则含有抗B凝集素和抗A1凝集素（表3-6）。虽然在我国汉族人中A2型和A2B型分别占A型和AB型人群的1％以下，但是Al型红细胞可与A2型血清中的抗A1凝集素发生凝集反应，因此，当A2型血液输给A1型的人时，血清中的抗A1凝集素可与A1型人的红细胞上的A1凝集原发生凝集反应。而且A2型和A2B型红细胞比A1型和A1B型红细胞的抗原性弱得多，在与抗A抗体反应时，易使A2型和A2B型被误认为O型和B型。因此，在输血时仍应注意A亚型的存在。另外，在ABO血型系统中，还有H抗原，H抗原是形成A、B抗原的结构基础，四种血型的红细胞上都含有H抗原，但其抗原性较弱，因此，血清中一般都不含有抗H抗体。在我国汉族人中，ABO血型的分布情况为：A型约占31％，B型为28％，AB型10％左右，O型近31％。

表3-6 ABO血型系统中的凝集素和凝集原
血 型 红细胞上的凝集原 血清中的凝集素
A型： A1 A+ A1 抗B抗B+抗 A1
A2 A
B型 B 抗A无
AB型：A1B A+ A1 +B
A2B A+B 抗 A1抗A＋抗B
O型 无A、无B

2．ABO血型的分子基础
ABO血型系统的血型抗原是红细胞膜上的糖蛋白或糖脂上所含的糖链。这些糖链都是由暴露在红细胞表面的少数糖基所组成的寡糖链(oligosaccharide)，含有4种糖：D-半乳糖(D-galactose)、L-岩藻糖(L-fucose)、N-乙酰-D葡萄糖胺(N-acetyl-D-glucosamine)和N-乙酰-D半乳糖胺(N-acetyl-D-galactosamine)。由半乳糖-乙酰葡萄糖胺-半乳糖-葡萄糖组成的寡糖链，称为前驱物质；在前驱物质的第一个半乳糖基上接上一个L-岩藻糖，就成为了H抗原；在H抗原第一个半乳糖的基础上，若再接上一个N-乙酰-D半乳糖胺即成为A抗原，或者接上一个D-半乳糖则成为B抗原（图3-13）。
血型是先天遗传的，ABO血型系统中控制A、B、H凝集原生成的基因位于9号染色体(9q34.1-q34.2)的等位基因(allele)上。在一对染色体上只可能出现上述三个基因中的两个，其中一个来自父体，另一个来自母体，而它们决定了子代血型的基因型(genotype)。这两种基因型决定了生成的转糖基酶的种类，转糖基酶则决定了表现血型抗原特异性决定簇的寡糖链的组成，也即这个人血型的表现型(phenotype)。如A抗原的合成过程为：首先在H基因编码的岩藻糖基转移酶的作用下，在前躯物质的半乳糖末端上接上岩藻糖，产生H抗原；其次，以H抗原为底物，在A基因编码的A酶的作用下，把N-乙酰-D半乳糖胺接在H抗原的半乳糖上构成A抗原。
表3-7显示ABO血型系统中决定每种血型表现型的可能基因型。从表中可以看出，A基因和B基因是显性基因，O基因则为隐性基因。因此，红细胞上表现型O只可能来自两个O基因，而表现型A或B由于可能分别来自AO和BO基因型，因而A型或B型的父母完全可能生下O型的子女。知道了血型的遗传规律，就可能从子女的血型表现型来推断亲子关系。例如AB血型的人不可能是O型子女的父亲或母亲。但必须注意的是，法医学上依据血型来判断亲子关系时，只能作为否定的参考依据，而不能据以作出肯定的判断。由于血细胞上有许多血型系统，测定血型的种类愈多，作出否定性判断的可靠性也愈高。

表3-7 ABO血型的基因型和表现型
表现型 基因型
OABAB OOAA,AOBB,BOAB

新生儿的血液中具有ABO系统的血型抗原，但是还不具有ABO系统的抗体，在出生后的第一年中，此类抗体才逐渐出现在血浆中，针对自己红细胞上所没有的抗原。这类天然抗体多属IgM，分子量较大，一个IgM具有10个抗原结合位点，其产生的原因尚未完全阐明。据推测，由于某些食物成分和肠道细菌释放物具有与红细胞相同的A、B、H抗原决定簇(antigenic determinants)，这些物质进入体内之后，能够刺激机体的免疫系统产生针对自己所缺乏抗原的抗体。
3．ABO血型的检测
在一般输血中，ABO系统的血型必须相合才能考虑输血。测定ABO血型的方法是：在玻片上分别滴上一滴抗B、一滴抗A和一滴抗AB血清（采自O型血的人），在每一滴血清上再加一滴待测红细胞悬液，轻轻摇动，使红细胞和血清混匀，观察有无凝集现象(图3-14)。
（二）Rh血型系统
1．Rh血型的分型与抗原
1940年Landsteiner和Wiener用恒河猴(Rhesus monkey)的红细胞重复注射入家兔体内，引起家兔血清中产生抗恒河猴红细胞的抗体，再用含这种抗体的血清与白种人的红细胞混合，发现约有85％的白种人的红细胞可被这种血清凝集，表明这些人的红细胞上具有与恒河猴红细胞同样的抗原，故称为Rh阳性血型(Rh-positive blood group)；另有约15％的白种人的红细胞不被这种血清凝集，称为Rh阴性血型(Rh-negative blood group)。这种血型系统就称为Rh血型系统(Rh blood-group system)，ISBT命名Rh血型系统为：RH和004。在我国汉族人口中有99%的人属于Rh阳性血型，只有1%的人为Rh阴性血型。有些少数民族，Rh阴性者比例较大，如苗族为12.3%，塔塔尔族为15.8%等。
Rh抗原只存在于红细胞膜上，不存在于其他组织细胞和体液中。Rh血型系统是红细胞血型中最复杂的一个系统。现在已经发现46个Rh抗原，与临床关系密切的是D、C、E、c、e 5种抗原，其中，D抗原的抗原性最强。因此，通常将红细胞上含有D抗原者称为Rh阳性，而红细胞上缺乏D抗原者称为Rh阴性。
2．Rh血型系统的分子基础
编码Rh血型抗原的基因位于1号染色体（1p36.2-p34）上，为两个高度同源性的RHD基因和RHCE基因，两个基因均含有10个内含子和10个外显子，其中，RHD编码D抗原，RHCE编码Cc/Ee抗原。两个基因的表达产物分别是一条416个氨基酸组成的多肽，贯穿红细胞膜12次，成6个环，NH2末端和COOH末端都在细胞浆中。构成Rh血型抗原的蛋白质，是红细胞膜上的结构和功能蛋白：维持红细胞膜结构的完整性，发挥阳离子通道的作用，可能还发挥着磷酯酰丝氨酸在细胞膜双层间运动的催化作用。Rh阳性血型的人有RHD和RHCE两个结构基因，分别编码D抗原和Cc/Ee抗原；Rh阴性血型的人有RHCE结构基因，大部分的人无RHD基因，少部分的人则有无功能的RHD基因（图3-15）。RHD基因无等位基因，因此不存在d基因，当然也无d抗原和d抗体。
3．Rh血型的特点及其临床意义
Rh血型系统与ABO血型系统相比有两个显著特点。其一，在人血清中不存在抗Rh的天然抗体，只有当Rh阴性的人接受Rh阳性的血液后，通过体液性免疫才产生抗Rh的抗体。因此，Rh阴性的受血者第一次输入Rh阳性的血液后，一般不会产生抗原-抗体反应，但却产生了抗Rh抗原的抗体；在第二次再输入Rh阳性血液时，就会发生抗原-抗体反应，输入的Rh阳性红细胞即被凝集而溶血。其二，Rh系统的抗体主要是不完全抗体IgG，分子较小，能透过胎盘。因此，当一个Rh阴性的母亲怀有Rh阳性的胎儿时，阳性胎儿的少量红细胞或D抗原如果进入母体，通过免疫反应而产生抗体，主要是抗D抗体。这种抗体可以透过胎盘进入胎儿的血液，使胎儿的红细胞发生凝集和溶血，导致胎儿死亡。但一般只有在分娩时才有胎儿红细胞进入母体，而母体血液中的抗体浓度是缓慢增加的，需要数月的时间，因此，当Rh阴性母亲生育第一胎后，常规及时输注特异性抗D免疫球蛋白，可防止Rh阳性胎儿红细胞致敏母体。
三、输血
(Blood transfusion)
自James Blundell在1818年首次用输血抢救病人取得成功以来，输血(blood transfusion)挽救了无数病人的生命，现在，输血已经成为治疗某些疾病、抢救伤员生命以及保证一些手术顺利进行等的重要手段。但是，由于人类血型的复杂性，因输血而造成的病人严重损害，甚至死亡等事故并不罕见。为了保证输血的安全和提高输血的效果，必须注意遵守输血的原则(principals of blood transfusion)。在准备输血时，必须进行如下实验：首先鉴定血型，保证供血者与受血者的ABO血型相合，因为ABO血型系统不相容的输血常引起严重的反应；对于在生育年龄的妇女和需要反复输血的病人，还必须使供血者与受血者的Rh血型相合，以避免受血者在被致敏后产生抗Rh的抗体。其次，抗体检查和鉴定，主要检测受血者血清中是否存在血型不规则抗体，如抗C、抗E、抗s等抗体；若检查结果为阳性时，只要时间允许，在交叉配血前，应该对其进行特异性、免疫球蛋白类别等分析；如遇紧急的情况，可先进行交叉配血实验，暂时解决此次急需输血问题，之后再对病人血清的不规则抗体进行系统鉴定。第三，交叉配血试验(cross-match test)，即把供血者的红细胞与受血者的血清进行配合试验，称为主侧试验(major test)；把受血者的红细胞与供血者的血清作配合试验，称为次侧试验(minor test)。在进行交叉配血试验时，应在37℃下进行，以保证可能有的凝集反应得以充分显示（图3-16）。如果交叉配血试验的两侧都没有凝集反应，即为配血相合，可以进行输血；如果主侧有凝集反应，则为配血不合，不能输血；如果主侧不起凝集反应，而次侧有凝集反应，只能在应急情况下输血，输血时不宜太快太多，并密切观察，如发生输血反应，应立即停止输注，或者制备成不含血浆的血液成分，如悬浮红细胞和洗涤红细胞进行输注。
随着科学技术的进步，输血疗法已经从原来的单纯输全血，发展为成分输血(transfusion of blood components)。成分输血，就是把人血中的各种有效成分，如红细胞、粒细胞、血小板和血浆等分别制备成高纯度或高浓度的制品，根据病人的需要，输注相应的成分。如慢性出血病人，血量不减少，主要是红细胞数量减少，最好输入浓集的红细胞悬液；大面积烧伤患者，主要是细胞外液的水分和蛋白质损失，最好输入血浆或血浆代用品，若输入全血，反而会因血细胞浓度过高，血液粘滞性过大而影响血液循环。成分输血具有提高疗效、减少不良反应和节约血源等优点。尽管输血技术和条件已经有了很大改善，输血的安全性也越来越高，但仍存在不同程度的不良反应和并发症，如发热反应、过敏反应、溶血反应、心脏负荷过重、细菌污染反应等等。另外，供血者的某些疾病仍可能传播给受血者，如病毒性肝炎、艾滋病、疟疾等疾病。
O型血的人曾经被称为"万能供血者"(universal donors)，是因为O型血的红细胞膜上没有A和B凝集原，当他们的血液输给其他血型的人时，其红细胞不会与受血者血浆中的凝集素发生凝集反应。其实，这种观点是不可取的，因为O型血的血浆中的抗A和抗B凝集素能与其他血型受血者的红细胞发生凝集反应。当输入的血量较大时，供血者血浆中的凝集素未被受血者的血浆足够稀释，受血者的红细胞会被广泛凝集；另外，ABO以外血型系统的存在也会影响输血效果。同样，把AB型血的人称为"万能受血者"(universal recipients)也是不可取的。