血型之父

1868年6月14日，卡尔·兰德斯坦纳（Karl Landsteiner）出生在奥地利首都维也纳（为纪念他，2004年起，每年的6月14日被定为“世界献血者日”）

1891年获得维也纳大学医学博士学位。

图1. 兰德斯坦纳

1900年，32岁的他采集了22名同事的血液，将彼此的红细胞和血清混合后发现，根据红细胞的破坏情况，可以将血液分为三种类型，当时他把血液的三种类型称为A型、B型和C型。

后来，他将C型改称为O型。（德语中“Ohne”是“没有”的意思，改为O型表示此类血没有A/B抗原）

1901年，他的一个学生迪卡斯特劳又发现了一种新的血型，由于能够与A/B/O型血清都发生凝集反应，被命名为AB型。至此，ABO血型系统框架已构建完成。

图2. 各种血型红细胞

但在当时此项伟大研究并不被广泛认可。

1921年，世界卫生组织（WHO）正式向全球推广认同和使用A、B、O、AB四种血型，这也就是传统的ABO血型分类。

1930年，兰德斯坦纳因此获得1930年的诺贝尔生理学或医学奖。

ABO血型系统

分类依据及抗原/抗体

ABO血型系统在38种血型分类系统中最重要，该系统不仅存在于人类，也适用于其他灵长类动物。根据体内红细胞表面的抗原类型分为A/B/AB/O四种类型。（A/B/O型血又可分为不同的亚型，以A型血为例，有20种亚型，其中A1占比80%，A2占比约20%）

图3. ABO血型分类系统[1]

ABO血型由染色体单基因控制，包含三种等位基因I^A,I^B和i，三种等位基因分别控制三种糖蛋白的表达与否。

前体物质H连接一个N-乙酰半乳糖胺残基就成为 A型抗原，连接一个半乳糖残基就成为 B 型抗原。（仅考虑糖基的区别）

图4. H抗原、A抗原和B抗原[2]

与红细胞表面抗原分型不同的是，在全血的血浆/血清中，会存在着恰好相反的抗体存在。即A型血（对应抗-B抗原抗体，B型血对应抗-A抗原抗体，AB型血对应无抗体、O型血对应抗A/B抗原抗体（抗体为IgM）。

为何A型血中会有抗B抗原的抗体？

血清中的抗A/B抗体是自然形成的，那是怎么自然形成的呢？

A型血人体内红细胞表面有A抗原，为什么会有抗B抗体这种现象呢？为什么不会有抗A抗原呢？哪来的B抗原刺激机体产生这种抗体呢？这个问题困扰从中学开始就令人困扰。估计20世纪在免疫耐受学说被普遍接受前，科学界也存在很懵的认知。

一个合理的解释是：以A型血为例，由于A型血体内红细胞表面存在A抗原，在免疫耐受（机体不会将自身物质当成抗原，即会无视A抗原）的作用下，并不会产生抗A抗体，同时，由于自然界中类似于A/B抗原（糖）的食物/微生物非常多，机体摄入/接触含有A/B抗原类似物的情况下（这是必然会发生的，因为这种抗原类型的糖在自然界随处可见），便会诱导免疫系统应答产生抗B抗体。

同样，AB型血由于机体本身对A/B抗原免疫耐受，不会产生抗A/B抗体；O型血机体红细胞本身无抗原，当接触到外来类A/B抗原物质时，便会当成异物抗原，进行免疫应答和攻击从而产生抗A/B抗体。

献血与受血

图5. 献血/受血表（+/-号分别代表Rh阳性/阴性）

献血与受血的科学依据，就是红细胞表面抗原及相应抗体。对于献血者而言，自身抗原是否会被当成异物质抗原是关键，以O型血为例，由于无任何抗原，因此也被称为万能供血者；

对于受血者而言，自身本身抗体是否会攻击外来血液抗原是关键，以AB型血为例，由于本身血浆中无任何抗体，因此也被称为万能受血者。

值得一提的是，抗原前体物质H（即H抗原）存在于A/B/AB/O任意一种血型中，也被称为红细胞表面鞭毛抗原。

但现在观点认为，最好不要跨血型输血，比如虽然O型血红细胞表面无抗原，但血清和血浆中仍存在少量抗A/B抗体，若献给其他血型，仍然会引起轻微的免疫排斥反应。

血型与遗传学

先看一个案例分析。

在电视剧《风云》中，面临生孩子的楚楚，步惊云和剑晨都兴奋的大喊“我当爹了”。假设步惊云是AB型血，剑晨是A型血，楚楚为B型，孩子是O型血，那谁是“真当爹”，谁是“喜当爹”呢？

图片来源于电视剧《风云》

图6. 血型遗传表

由于ABO血型为染色体单基因控制的等位基因，遵守孟德尔遗传定律,AB型血的人后代不可能是O型血（有一种特例-恐龙血，后续会提到）。

因此，步惊云是“喜当爹”。

血型与疾病

血型不同罹患各种疾病的概率和严重程度可能不同，如ABO血型与结核病、疟疾、霍乱、诺如病毒、HIV等疾病均有关联。已经有许多研究表明O型血罹患疾病及重症的概率较低。

有研究表明O型血感染新冠及重症的概率较低，可能的原因包括：1、O型血人体内不含A/B/H抗原（H抗原即前体物质H），这些抗原可能作为病原体的天然受体协助病毒入侵；2、O型血中含有抗A、抗B抗体，这些天然抗体可能会感染病毒与细胞的相互作用而阻止病毒入侵细胞[3]。

Hh血型系统与恐龙血（孟买血型）

1952年在印度孟买发现一种特殊血型，这种血型的红细胞如果用抗A/B抗体去检测，都不会产生凝集反应，因此起初被误认为O型血，但将该种血液与真正O型红细胞接触时却发现有凝集反应。

进一步研究发现其父母居然有一方是AB血型（步惊云看了狂喜），但原理上说，AB血型的人后代不可能是O型血，这一发现引起了学术界的广泛关注。

图7. H/A/B抗原合成简图

后来发现此人连前体物质H都无法合成，即使有IA/IB显性基因，由于缺乏H抗原，也就无法顺利合成A/B抗原。而染色体上的另一对等位基因H、h正是控制是否能合成H抗原的关键，隐形纯合子hh便无法顺利合成。

此类血型占比约百万分之一（在印度为万分之一），由于人群极少被称为“恐龙血”，又因为在印度孟买被发现，因此也被称为孟买血型。

此类血型的人可以献血给A/B/AB/O血型使用，但却不能接受其中任意一种的血，否则便会发生凝血反应。

图8. 世界各地区血型分布图（+/-号分别代表Rh阳性/阴性）

Rh血型系统与熊猫血、黄金血

1940年，Rh血型在恒河猴（ Rhesus monkey）中被发现，因此被命名为Rh血型。

Rh血型系统重要性仅次于ABO血型系统。该血型是人类血型系统中最复杂的一种，目前明确的有48个抗原，其中比较重要的有D/C/E/c/e等5种抗原。RHD基因控制抗原D的表达，RHCE基因控制其他4种抗原的表达。

由于抗原D的抗原性最强，因此通常将红细胞表面具有D抗原的，称为Rh阳性；反之称为Rh阴性。Rh阴性血由于在国内占比不到1%（在白人种群中达15%），比较珍贵，因此也被称为熊猫血。

而假如体内红细胞表面不含D/C/E/c/e任意一种抗原，这种血型被称为RhNull血型，可以输血给任意Rh血型使用，因此也被称为黄金血（全球不足50例）。

其他血型分类系统

目前共有38种血型分类系统，但出上述血型外，其他分类系统皆为罕见血型，较少用到。

图9. 38种血型分类系统[4]

参考文献

1.https://byjus.com/biology/blood-groups/

2.https://www.mdpi.com/1420-3049/19/1/414

3.https://doi.org/10.1111/vox.13076

3.https://encyclopedia.thefreedictionary.com/Human+blood+group+systems