血型到底是干嘛的?

文章来源:黄历网(www.huangli5.com)      更新日期:2018-12-12

当父母告诉我,我的血型是A+的时候,我感到了一种奇妙的自豪。如果A+是学校里的最高分,那么A+也肯定是最优秀的血型——生理上优异的证明。

没过多久我就意识到这样想究竟有多傻,并且不再引以为傲。但有关A+血型真正意味着什么,我并没有学到多少。待我成年以后,我所知道的全部就是万一我哪天进了医院需要输血,医生需要确定他们给我输的是合适的血型。

不过,还仍然有一些恼人的问题。为什么40%的白种人都是A型血,而亚洲人只有27%是?不同的血型是怎么来的,它们又有什么用?为了找到答案,我寻访了各种专家——血液学家、遗传学家、演化生物学家、病毒学家和营养科学家。

1900年,奥地利医生卡尔·兰德斯泰纳(Karl Landsteiner)最先发现了血型,他的研究在1930年赢得了诺贝尔生理学奖。此后科学家开发出了更加强大的工具,用于检测血型的生理特征。他们已经找到了一些有趣的线索,例如追踪血型的遥远过去,考察它们对人类健康的影响。然而,我发现在许多方面血型仍然保持神秘。对于它们的存在,科学家还是没有给出一个很好的解释。

“是不是很神奇?”加州大学圣地亚哥分校的生物学家阿吉特·瓦尔基(Ajit Varki)说。“在这一发现被授予诺贝尔奖将近一百年之后,我们仍然不知道血型是用来做什么的。”

布伦德尔的大胆试验

我知道我是A型血还是多亏了医学史上最伟大的一项发现。由于医生知道了血型,他们就能为病人输血从而拯救生命。但是,在历史上大部分时间,将血液从一个人输进另一个人体内只是又一个疯狂幻想罢了。

文艺复兴时期,医生曾经考虑过要是他们把血液注入病人的静脉里会发生些什么。有的人认为,这可以作为治疗百病的方法,甚至包括精神错乱。最终,在17世纪,少数几个医生将这个想法付诸实践,后果不堪设想。一名法国医生将小牛的血液注射进一个疯子体内,后者随即开始出汗、呕吐,排出像烟灰一样颜色的尿液。在另一次输血以后该男子死亡。

这样的惨烈事故让输血在150多年的时间里一直声名狼藉。就连在19世纪,也只有少数医生敢于尝试这一手术过程。其中一个便是名叫詹姆斯·布伦德尔(James Blundell)的英国医生。和他那个时代的许多同行一样,布伦德尔见证了许多女性患者在分娩时因出血过多而死亡。在1817年一名患者去世后,他发现自己再也无法忍受事情的现状了。

“我实在忍不住不去想,病人很可能因为输血而保住性命。”布伦德尔后来写道。 

布伦德尔渐渐确信,早期的输血事故之所以会失败,是由于犯了一个根本性的错误:用他的话说,就是输“畜生的血”。布伦德尔得出结论,医生不应该在不同物种之间输血,因为“不同种类的血液彼此之间相差甚远”。

布伦德尔断定,人类患者应该只被输人血。但是,还从来没有人曾经做过这样的手术。于是,布伦德尔着手准备,他设计了一套由漏斗、注射器和试管构成的系统,可以引导血液从捐血者流进需要输血的病人体内。在狗身上测试了这套设备以后,布伦德尔被传唤到一个血流不止,即将死亡的病人床前。“唯有输血可以给他一线生机。”他写道。

几个人捐了共计14盎司的血给布伦德尔,他随后将其注射进这个男人的手臂。手术后患者告诉布伦德尔,自己感觉好多了——“不那么晕了”——但两天过后,他死了。

即便如此,这一经历使布伦德尔确信,输血将极大地造福人类。在随后的几年里,他继续往病入膏肓的患者体内倾注血液。所有的加起来,他进行了10次输血手术。其中,只有4例病患存活了下来。 

另外有一些医生也进行了输血试验,他们的成功率也令人沮丧。人们尝试了各种各样的方法,包括在17世纪80年代输牛奶的尝试(毫不令人惊讶,这样做是徒劳且危险的)。

血型的发现

布伦德尔认为只应该给人输人血是正确的。但他不知道血液的另一个重要事实:只应该给人输某些的人的血。布伦德尔对这一简单事实的无知,有可能导致了他一些病人的死亡。而让这些死亡变得更为悲惨的,是几十年后一个相当简单的过程让世人发现了血液具有类型。
 
19世纪初的输血手术为何会失败,第一条线索是血液的凝块。19世纪末,科学家将来自不同人的血液在试管里混合的时候,他们注意到有的红细胞粘连在了一起。但由于这些血液通常来自病患,科学家便将这些凝块视为某种病理症状而认为其不值得探究。没有人想过去看看健康人的血液是不是会结块,直到卡尔·兰德斯泰纳为止,他想知道,混合健康的血液以后会发生些什么。结果立即可见,兰德斯泰纳可以看见健康的血液混合物中有时也会出现凝块。 

于是,兰德斯泰纳开始测定血液结块的模式,他从实验室的成员身上采集来血液,也包括他自己。他将各份样本分离成血红细胞和血浆,然后将一个人的血浆和另一个人红细胞混在一起。 

兰德斯泰纳发现,只有当他将某些人的血液混在一起时才会发生结块。测试完所有的排列组合以后,他将血液样本分为三组,分别命名为A型、B型和C型。(后来C型更名为O型,再过几年之后其他研究人员发现了AB型。到了20世纪中叶,美国研究人员菲利普·莱文[Philip Levine]发现了另一种将血液分类的方法,依据是含没含有Rh血型因子。在兰斯泰纳A、B、O字母的结尾用“+”或“-”表示,代表一个人有或者没有Rh血型因子。) 

当兰德斯泰纳将不同人的血液混合在一起时,他发现结果遵循一定的定律。如果他将A型血的血浆与另一个A型血的人的血红细胞混合在一起,血浆和血红细胞仍然是液体。B型血也一样。但如果兰德施泰纳将A型血的血浆和B型血的红细胞混合,血液就出现凝块,将B型血的血浆与A型血的红细胞混合,结果也一样。 

不过,O型血的表现却不同。当兰德斯泰纳将A型或B型血的红细胞和O型血的血浆混在一起时,红细胞结了块。但当他将A型或B型血的血浆加入O型血的红细胞时,则不会出现任何凝块。 

正是这种凝块让输血充满了潜在的危险。以我的A型血来说,如果医生不小心将B型血注射进了我的胳膊,我的身体里会满是微小的凝块。这些凝块会扰乱我的循环系统,导致我大量出血、呼吸不上,还有可能死亡。但是,如果我得到的是A型血或O型血,我就不会有事。 


四种血型的分子层面示意图

兰斯泰纳并不知道将一种血液和另一种区分开来的究竟是什么。后几代的科学家发现,每种类型的红细胞表面都有不同的分子。例如,在我的A型血中,细胞会分两个阶段构成这些分子,就像房子的两层楼。一楼叫做H抗原,在它的上面细胞会建起第二个分子,叫做A抗原。

另一方面,B型血将房子的第二层修成不同的形状。而O型血只修了一个单层的平房——只修了H抗原就没再动工了。

每个人的免疫系统都认得自己的血型。然而,如果接受了错误血型的输血,人的免疫系统就会奋起回击,把输进来的血当成侵略者。这条规律的例外者是O型血,它只有H抗原,而H抗原其他类型的血也有。对一个A型或B型血的人来说,O型血的红细胞看起来似曾相识,就不会当成入侵者。这使得O型血的人可以给其他血型的人输血,而O型血对血液中心来说也格外珍贵。
 
1900年,兰德斯泰纳在一篇非常简洁的论文中描述了他的实验。“或许值得一提的是,文中所写的观察结果可能有助于解释输血治疗的各种后果。”他在总结时洗练地一笔带过。兰德斯泰纳的发现为安全、大规模的输血手术开辟了道路,即使在今天,血库里也将他凝集血红细胞的基本方法作为检测血型的一种快速可靠的办法。 

但是,兰斯泰纳一方面解答了老问题,另一方面厢又提出了新的问题。血型是用来做什么的呢——如果它真有作用的话?为什么红细胞要各自修建分子的“房子”?为什么人要有不同的房子呢? 

要得到这些问题的可靠科学回答一直很难。然而在此期间,一些不科学的解释却都获得了巨大的人气。“这完全是莫名其妙。”纽约血液中心(New York Blood Center)免疫血液学、基因组学和稀有血型部门的主任康妮·维斯特霍夫(Connie Westhoff)感叹说。

不科学的解释大流行:血型饮食法

1996年,一个叫彼得·达达莫(Peter D’Adamo)的自然疗法师出版了一本名为《不同血型,不同饮食》(Eat Right 4 Your Type)的书。达达莫认为,我们必须根据自己的血型吃东西,以实现与我们的演化遗产相协调。 

达达莫声称,血型“俨然已经到了人类发展的关键时刻”。据他所说,O型血在我们的祖先还在非洲过着采猎社会的生活时出现,A型血则出现在农业发展之初,而B型血则在1万到1.5万年前出现在喜马拉雅高原地区,AB型血则是A型血和B型血的现代融合。
 
依照这些设想,达达莫声称,我们的血型决定了我们应该吃什么食物。基于农业的A型血人应该是素食主义者。有远古猎人遗传的O型血人,则应该吃肉类丰富的饮食,同时避免谷物和奶制品。根据这本书,不适合我们血型的食物中含有抗原,可能引起各种疾病。达达莫推荐采用他的饮食方法来减少感染、减轻体重、对抗癌症和糖尿病,并且延缓老化的过程。

达达莫的这本书卖出了700万册,被翻译成了60种语言。它后面还跟了其他一连串根据血型减肥的饮食书,达达莫还在他的网站上销售一系列根据血型定制的饮食补充剂。因此,患者常常会去问医生,血型饮食到底有没有效。

要回答这个问题,最好的办法就是进行实验。在《不同血型,不同饮食》这本书当中,达达莫写道,他正在开展一项为期10年、针对患有癌症的女性进行的血型饮食临床试验,当时已经到了第8个年头。但是,18年过去了,这项试验的数据仍然没有得到公布。 

最近,比利时红十字会的研究人员决定看看是否存在其他任何有利于血型饮食的证据。他们在科学文献中搜寻衡量血型饮食功效的实验。在仔细考察1000多份研究以后,他们仍旧徒劳无获。 “没有直接证据支持ABO血型饮食对健康有益。”比利时法兰德斯红十字会的艾米·德巴克(Emmy De Buck)说。 

在德巴克和她的同事在《美国临床营养学杂志》(American Journal of Clinical Nutrition)发表了综述以后,达达莫在其博客上做出了回应。他声称尽管缺乏已发表的证据支持他的血型饮食,但其背后的科学是正确的。“在血型饮食背后有很好的科学基础,就像让爱因斯坦提出相对论的数学计算背后有良好的科学基础一样。”他写道。

虽然达达莫以爱因斯坦作类比,但从事血型研究的科学家对这种说法却明确地予以否认。“推广这些饮食是错误的。”一组研究人员在《输血医学评论》(Transfusion Medicine Reviews)这本同行评议期刊上宣布。 

虽然有些遵循血型饮食法的人却看到了积极的结果,不过据多伦多大学的营养学家艾哈迈德·埃尔-索希姆伊(Ahmed El-Sohemy)表示,没有理由认为这与血型饮食的成功有任何关系。 

埃尔-索希姆伊是新兴领域“营养基因组学”的专家。他和同事找了1500志愿者来研究,跟踪他们所吃的食物和健康状况。埃尔-索希姆伊他们正在分析研究对象的DNA,以查看这些人的基因可能对食物如何影响他们有什么作用。根据基因的不同,两个人可能对相同的饮食产生非常不同的反应。 

“几乎每次我做这个讲座时,都有人在最后问我,‘哦,这个是不是就跟血型饮食一样呀?’”埃尔-索希姆伊说。作为科学家,他认为《不同血型,不同饮食》是有问题的。“这本书里没有任何东西获得了科学支持。”他说。但鉴于埃尔-索希姆伊知道他的1500名研究对象的血型,他可以看看血型饮食是否真的对人有好处。 

埃尔-索希姆伊和他的同事将研究对象根据其饮食分成几组。有些人采用的是达达莫为O型血人推荐的以肉食为主的饮食。有些人则基本吃素,这是为A型血人推荐的饮食。以此类推。研究人员根据每个人对血型饮食的遵循程度,给每个人评了分。
 
研究者发现,有的饮食确实可以给人带来一些好处。例如,奉行A型血饮食的人,体重指数(BMI)得分较低、腰围更小、血压也较低。奉行O型血饮食的人甘油三酯较低。而富含奶制品的B型血饮食则没有任何好处。
 
埃尔-索希姆伊说:“陷阱就在于这与人的血型无关。”换句话说,如果你是O型血,你从所谓的A型血饮食中得到的好处,和A型血的人完全一样,因为任何人都很可能从素食为主的饮食中受益。任何吃O型血饮食的人削减了大量的碳水化合物,这几乎对任何人都有好处。同样,饮食中富含奶制品对任何人都不健康,不管是什么血型。

那血型到底是怎么来的呢?

血型饮食的一个魅力在于,它提出了我们不同血型起源的故事。只可惜这个故事与科学家搜集到的有关血型演化的证据毫无相似之处。

在1900年兰斯泰纳发现人类血液有不同类型以后,其他科学家想知道其他动物的血液是否也会有不同类型。结果发现,有的灵长类动物的血液与某些类型的人血极好地混合在一起。但很长时间以来一直很难找出这一发现有什么意义。我的A型血与猴子的血混在一起不凝块,并不一定意味着猴子也继承了我从我们共同祖先那里继承的A型基因。A型血或有可能演化了不止一次。

这一不确定性渐渐被揭示开来,最初从20世纪90年代科学家解开血型的分子生物学原理开始。他们发现一个叫做ABO的单一基因负责修建血型屋子的第二层。ABO基因的A型版本与B型有几个关键的突变不同。而O型血的人,他们的ABO基因发生了一些突变,使其不能产生构建A抗原或B抗原的酶。

接下来科学家就可以将人类的ABO基因与其他物种的相比较。巴黎国家科学研究中心的劳荷·赛格瑞尔(Laure Ségurel)和她的同事所开展的灵长类ABO基因调查是迄今为止耗资最大的。他们发现我们的血型非常古老。白眉长臂猿和人类都有A型和B型血,这两种血型都来自生活在2000万年前的共同祖先。

我们的血型可能更为古老,但很难知道究竟有多古老。科学家还没有分析完所有灵长类的基因,所以他们不知道我们的血型在其他灵长类中分布有多广。但是,科学家迄今收集的证据已经揭示出血型演化的动荡历史。在某些谱系中,基因突变终结了这种或那种血型。黑猩猩,我们现存关系最近的亲属,只有A型血和O型血。另一方面,大猩猩只有B型血。在某些情况下,基因突变改变了ABO基因,将A型血变为B型。科学家发现,就连在人类当中,基因突变也已多次出现,阻止ABO蛋白在血型房子上修建第二层。这些突变纷纷将A型血或B型血变为O型。“有数以百计的方法变成O型血,”纽约血液中心免疫血液学、基因组学和稀有血型部门的主任威斯特霍夫说。

但是为什么会有血型呢?

换句话说,A型血并不是我原始农民祖先的馈赠,它实际上来自于我像猴子一样的祖先。当然,如果我的血型已经经历了数百万年的演化,它必然给予我一些明显的生物学优势。否则,我的血细胞干嘛要不厌其烦修建这样复杂的分子结构呢?

不过,科学家一直在苦于确定ABO基因提供的益处。“对ABO血型还没有很好的明确解释,”图卢兹大学的安托万·布朗谢尔(Antoine Blancher)说:“虽然人们已经提出了很多种答案。”

我们对于ABO血型的无知,最瞩目的例子出现在孟买。1952年,医生发现极少数病人完全没有ABO血型——既不是A型,也不是B型、AB型或者O型。如果说A型血和B型血是两层楼房,而O型血是一层平房的话,那么这些孟买血型患者就只有一块空地。 

自从在孟买发现这种情况——所谓的孟买表型——以来,在其他地方也发现了这种血型,但它仍然是极为罕见的。而据科学家目前所知的,孟买表型并没有什么害处。唯一已知的医疗风险来自于需要输血的时候。孟买型的人只能接受其他孟买型的人的血。就连O型血,按说是通用的输血血型,也能置他们于死地。 

孟买表型证明,ABO血型并没有直接的生死优势。一些科学家认为,血型存在的理由可能就在于其变化,因为不同的血型可以保护我们免受不同的疾病。
 
医生最先开始注意到血型和不同疾病之间的联系是在20世纪中叶,而其具体项目一直在继续增长。“现在仍然能在血型和感染、癌症和一系列疾病之间发现许多联系,”威斯敏斯特大学的帕米拉·格林威尔(Pamela Greenwell)告诉我。 

从格林威尔那里我知道了A型血使我患上几种癌症的风险更高,比如某些胰腺癌和白血病。我也更容易染上天花、心脏疾病和严重的疟疾。另一方面,其他血型的人则必须面对更容易患上其他疾病的风险。例如,O型血的人更容易得溃疡和跟腱撕裂。
 
血型和疾病之间的这些关联具有未知的任意性,而科学家才刚刚开始查出其背后的缘由。多伦多大学的凯文·凯恩(Kevin Kain)一直在和他的同事调查,为什么O型血的人能比其他血型的人更好地防止染上严重的疟疾。他的研究表明,如果血细胞是O型而不是其他类型的,免疫细胞则在识别受感染的血细胞时就更容易。

更令人费解的是血型和与血型什么关系都没有的疾病之间的联系。就拿诺如病毒(Norovirus)说吧,这个讨厌的病原体是游船的克星,它可以横扫数百名乘客,引起剧烈呕吐和腹泻。诺如病毒侵入的是肠道细胞表层,并不会对血细胞造成什么影响。然而,人的血型会影响他们被诺如病毒的特定菌株感染的风险。 

解决这一谜题的答案可以在血细胞不是唯一会产生血型抗原的细胞这一事实里发现。血型抗原还会由血管壁细胞、呼吸道细胞、皮肤和头发细胞产生。很多人甚至会在唾液中分泌血型抗原。诺如病毒使我们生病的方式是与肠道中产生的血型抗原相结合。
 
但一个诺如病毒如果要与一个细胞紧密结合,它的蛋白质必须与该细胞的血型抗原的形状正好匹配。因此,每一株诺如病毒的蛋白质都有可能经过适应,能够紧密附着于某些血型的抗原。这可以解释为什么我们的血型会影响诺如病毒株让不让我们生病。 

这也可能是为什么各种血型会存在数百万年的一个线索。我们的灵长类祖先被关在一个笼子里,与无数的病原体——包括病毒、细菌和其他敌人——进行永无止境的斗争。其中一些病原体可能经过适应,能够利用各种不同的血型抗原。与最为常见的血型适应性最好的病原体优势最大,因为它们能够感染的宿主数量最多。但是,渐渐地,这些病原体将宿主杀死,也毁掉了自己的优势。在此期间,拥有罕见血型的灵长类数量增多,这都是得益于它们对一些敌人的保护措施。 

我考虑着这一可能性,我的A型血仍然和我还是孩子时那样令我困惑。但这一更深层次的困惑给我带来了几分欣慰。我意识到,我血型存在的原因可能最终和血液丝毫也没有关系。



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