趙桐茂(原美國國立衛(wèi)生研究院，Bethesda Maryland 20892)

血型與安全輸血、免疫細(xì)胞治療、組織器官移植以及胎兒和新生兒免疫性血液疾病等有密切關(guān)系。 至今已經(jīng)發(fā)現(xiàn)數(shù)以百計(jì)的人類血型，但是無一是在中國人群中發(fā)現(xiàn)的。 由此產(chǎn)生1 個(gè)問題:是否有可能在中國人群中發(fā)現(xiàn)新的血型系統(tǒng)? 根據(jù)中國人泛基因組圖譜和人類血型發(fā)現(xiàn)史，本文認(rèn)為不排除發(fā)現(xiàn)中國人血型的可能性。 以下論述主要以紅細(xì)胞血型為例加以闡述，其原理適用于其他血型。

1 背景介紹

免疫血液學(xué)將血型定義為使用抗體檢測出來的血液細(xì)胞表面抗原，遺傳學(xué)將它描述為特定基因編碼的1 種表型特征。 1900 年發(fā)現(xiàn)人類第1 個(gè)ABO 血型至今已經(jīng)123 年，其間在全球人群中已經(jīng)檢測出599 個(gè)血型抗原[1-2]。 20 世紀(jì)50 年代到70 年代，是全球發(fā)現(xiàn)新血型系統(tǒng)的巔峰時(shí)期。 到20 世紀(jì)90 年代末，人類共享的常見血型幾乎全部被檢測出來。 除了在日本人和印度人中分別發(fā)現(xiàn)3 個(gè)和1 個(gè)紅細(xì)胞血型系統(tǒng)之外，其余血型全部是在白人和非亞洲族群中所發(fā)現(xiàn)。 這個(gè)格局反映了在發(fā)現(xiàn)人類血型的漫長歷史中，歐美學(xué)者占有學(xué)科發(fā)展時(shí)機(jī)的優(yōu)勢(表1)。

表1 人類血型一覽表

我國血型研究起步較晚，錯(cuò)過了國際上發(fā)現(xiàn)血型的“黃金時(shí)期”。 根據(jù)記載，我國系統(tǒng)地開展Rh 血型、血小板血型和白細(xì)胞血型研究，起始于20 世紀(jì)60 ～70 年代，落后國際20 到25 年，而且那時(shí)基本上沒有國際學(xué)術(shù)交流，一定程度上影響了學(xué)科的發(fā)展[3]。 進(jìn)入21 世紀(jì)，我國血型研究突飛猛進(jìn)，特別是近十年來，中國學(xué)者在中國人群中檢測出數(shù)以百計(jì)的ABO、RH 和HLA 等位點(diǎn)上的等位基因。 但令人遺憾的是，在至今已知的599 個(gè)血型抗原中，沒有1 個(gè)是在占世界人口17.5%的中國人群中所發(fā)現(xiàn)。

2 中華民族具有豐富的遺傳多態(tài)性

2.1 中國人獨(dú)特的遺傳變異 如果存在中國人特有的血型，那么在中國人基因組圖譜中應(yīng)該存在獨(dú)特的基因序列，可是在過去20 年并沒有相關(guān)的報(bào)告。 直到2023 年6 月，《Nature》雜志發(fā)表了標(biāo)題為《基于36 個(gè)族群的中國人泛基因組參考圖譜》的研究報(bào)告[4]，該報(bào)告揭示了中國人基因組中隱藏著此前從未發(fā)現(xiàn)的1.89 億個(gè)堿基對的新序列，涉及至少1 367 個(gè)蛋白編碼基因；鑒定了1 590 萬個(gè)小變異(small variants)和78 072 個(gè)結(jié)構(gòu)變異(structural variants)。 其中590萬個(gè)小變異和34 223 個(gè)結(jié)構(gòu)變異在國際泛基因組參考圖譜中沒有被報(bào)告過。 特別是發(fā)現(xiàn)大約500 萬個(gè)堿基對新序列，被視為中國人群基因組核心序列，與中國人群特有的生物學(xué)功能或表型特征相關(guān)。 從免疫血液學(xué)角度看，任何血液成分表型特征的變異，都意味著可能產(chǎn)生新的血型。 中國人泛基因組參考圖譜，提供了存在中國人血型的遺傳學(xué)基礎(chǔ)。

2.2 中華民族的遺傳異質(zhì)性 中國是由56 個(gè)民族組成的14 億人口的大國，具有豐富的遺傳變異。 1987 年趙桐茂等[5]根據(jù)免疫球蛋白遺傳標(biāo)記Gm 因子在中國40 個(gè)族群中的分布，提出“中華民族以北緯30 度為界，分南北兩大起源地”的假說。 1998 年復(fù)旦大學(xué)金力等[6]分析了30 個(gè)短串聯(lián)重復(fù)序列(short tandem repeats， STR)在中國28 個(gè)族群中的分布，結(jié)果顯示南方人和北方人之間明顯差異。 占中國人口91.11%的漢族群體內(nèi)部，也顯示出遺傳學(xué)上的異質(zhì)性。 2009年金力等[7]和新加坡學(xué)者Chen 等[8]分別調(diào)查了16 萬個(gè)和35 萬個(gè)單核苷酸多態(tài)性(single-nucleotide polymorphisms，SNPs)位點(diǎn)在漢族群體中的分布，結(jié)果揭示漢族具有1 個(gè)一維的“南北”人口結(jié)構(gòu)，而且居住的地理位置和遺傳結(jié)構(gòu)之間密切相關(guān)。 2019 年中國科學(xué)院北京基因組研究所[9]構(gòu)建了來自北方漢族的新參考基因組NH1.0，不僅觀察到南北方人之間某些基因的顯著差異，而且確定了749 個(gè)國際參考基因組沒有報(bào)告的新序列，提示中國漢族人群中存在與獨(dú)特生物學(xué)特征相關(guān)的遺傳變異。 以上這些報(bào)告提示，在中國南北方人中可能存在不同的未知血型基因。

3 紅細(xì)胞膜蛋白變異

3.1 紅細(xì)胞膜蛋白的數(shù)量 紅細(xì)胞膜蛋白是大多數(shù)紅細(xì)胞血型抗原的載體，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有37 種紅細(xì)胞膜蛋白攜帶血型抗原。 2017 年Bryk 等[10]首次對紅細(xì)胞膜蛋白質(zhì)組進(jìn)行了深入的定量分析，鑒定了2 650 種蛋白質(zhì)，其中1 890 種蛋白質(zhì)的每個(gè)細(xì)胞拷貝數(shù)超過100。 在數(shù)量如此眾多的紅細(xì)胞膜蛋白中，任何1 個(gè)蛋白質(zhì)變異都可以形成1 個(gè)潛在的新血型抗原，由此可見紅細(xì)胞血型的數(shù)量并無上限。

3.2 紅細(xì)胞膜蛋白的缺失 如果編碼紅細(xì)胞膜蛋白的基因發(fā)生失活突變，不能產(chǎn)生正常的紅細(xì)胞膜蛋白，被稱為無效型。 無效型先證者在群體中的發(fā)生率非常低，如果該無效型與疾病無關(guān)，先證者一般不會(huì)被發(fā)現(xiàn)，除非先證者接受輸血或妊娠而產(chǎn)生了同種免疫抗體。 在這種情況下，先證者的抗體有很大的概率與絕大多數(shù)人的紅細(xì)胞反應(yīng)，對應(yīng)1 個(gè)高頻率血型抗原。 在目前45 個(gè)血型系統(tǒng)中，使用無效型先證者抗體鑒定的血型抗原，包括OK， GIL， JR， LAN， VEL，CD59， AUG， KANNO， PEL， MAM， EMM， ABCC1 等12 個(gè)血型系統(tǒng)。

3.3 與疾病相關(guān)的紅細(xì)胞膜蛋白缺失 缺失某些紅細(xì)胞膜蛋白的個(gè)體，會(huì)表現(xiàn)出與疾病相關(guān)。 比如CD59 缺乏癥個(gè)體，表現(xiàn)出慢性炎性脫髓鞘神經(jīng)病變、中樞神經(jīng)系統(tǒng)缺血性或出血性病變以及溶血等癥狀。 2014 年在1 名接受輸血的CD59缺乏癥患兒中檢測出首例抗-CD59 同種抗體，結(jié)果將最初用單克隆抗體檢測出來的CD59 抗原，升級(jí)為CD59 血型系統(tǒng)。

4 同種免疫抗體至關(guān)重要

血型的定義是由同種抗體檢測出來的抗原，因此要發(fā)現(xiàn)新的血型抗原，同種抗體必不可少。 這些抗體來自輸血反應(yīng)患者，或是孕婦和產(chǎn)婦(表2)。

表2 鑒定血型抗原或血型系統(tǒng)的第1 個(gè)抗體的來源

4.1 輸血產(chǎn)生同種免疫抗體 輸血可以拯救生命，但是也給受血者帶來產(chǎn)生同種抗體，以及發(fā)生危及生命的輸血反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)。 然而恰恰是使用這些來自輸血反應(yīng)患者的抗體，才發(fā)現(xiàn)了眾多的血型。 根據(jù)國家衛(wèi)生健康委統(tǒng)計(jì)，2021 年全國獻(xiàn)血1 674.5 萬人次，假如每位患者接受3 名獻(xiàn)血者的血液，每年大約有560 萬例接受輸血的患者，這個(gè)龐大的群體有可能產(chǎn)生同種抗體，是發(fā)現(xiàn)中國人血型的機(jī)會(huì)。

4.2 胎母免疫產(chǎn)生的同種抗體 在妊娠過程中，母親和胎兒的血液相互流通而產(chǎn)生同種免疫反應(yīng)。 胎兒攜帶的遺傳物質(zhì)，分別來自父與母。 父母之間血型的任何不匹配，都可以通過胎兒刺激母親產(chǎn)生抗體，這些抗體可以導(dǎo)致胎兒和新生兒免疫性血液疾病。 存在母親血漿中的這些抗體，可以成為發(fā)現(xiàn)新血型抗原的抗體。 比如鑒定Rh 血型、HPA 抗原和HNA 抗原的抗體，均來自胎母免疫產(chǎn)生的同種抗體。 2021年中國新生兒出生數(shù)為1 041 萬人，提示至少發(fā)生過1 041萬次胎母免疫作用，如果母親產(chǎn)生特異性未知的抗體，不排除該抗體可能檢測1 個(gè)新的血型抗原。 此外，中國母親攜帶血小板抗體的發(fā)生率為6.7%[11]，據(jù)此計(jì)算2021 年中國將近有70 萬例產(chǎn)婦攜帶血小板抗體，這些抗體是發(fā)現(xiàn)中國人血小板抗原的來源之一。

4.3 血小板同種抗體 目前被正式命名的血小板抗原有41個(gè)，受控于7 個(gè)基因。 糖蛋白GPⅢa 攜帶22 個(gè)HPA 抗原，GPⅡb 攜帶9 個(gè)，GPⅠa 攜帶4 個(gè)，GPⅠbα 和CD109 各攜帶2 個(gè)；GPⅠbβ 和GPⅨ各攜帶1 個(gè)。 HPA-1， 2， 3， 4， 5， 6 和15 系統(tǒng)抗原，在世界各族群中比較常見，其余20 幾個(gè)抗原都是局限于特定族群中的罕見抗原。 用于鑒定血小板抗原的抗體，有32 個(gè)是來自嬰兒和新生兒同種免疫性血小板減少癥患兒母親抗體。 這個(gè)特點(diǎn)提示，如果要發(fā)現(xiàn)中國人HPA抗原，最佳途徑是從篩查嬰兒和新生兒同種免疫性血小板減少癥患兒母親的血小板抗體著手，一旦發(fā)現(xiàn)未知抗體，可以聚焦檢測上述編碼血小板抗原的7 個(gè)基因的突變情況，推測未知抗體的特異性。

4.4 中國人白細(xì)胞抗原RS 系列 1974 年，“上海市白細(xì)胞分型協(xié)作組”在既沒有標(biāo)準(zhǔn)抗體，又沒有標(biāo)準(zhǔn)細(xì)胞的條件下，獨(dú)立自主地建立了中國人白細(xì)胞抗原系統(tǒng)[12]。 他們篩選了11 130 例孕婦和20 745 例非孕經(jīng)產(chǎn)婦血液標(biāo)本，最終獲得343份含有白細(xì)胞抗體的血清。 通過抗體特異性聚類分析，檢測出11 個(gè)中國人白細(xì)胞抗原；群體遺傳學(xué)和家系調(diào)查表明這11個(gè)抗原受控于2 個(gè)緊密連鎖位點(diǎn)。 最終在1978 年建立起中國人白細(xì)胞抗原HLA(C)-RS 系統(tǒng)(符號(hào)C 代表Chinese)，并通過了衛(wèi)生部成果鑒定，這個(gè)成果可謂是中國學(xué)者獨(dú)立自主發(fā)現(xiàn)中國人血型的經(jīng)典范例。 1980 年后通過國際交流，確認(rèn)了中國人的7 個(gè)R 系列抗原是HLA-B7、B13、B15、B17、B22、B35和B40；4 個(gè)S 系列抗原是HLA-A2、A3， A9，A11[13]。

5 血型基因定位

經(jīng)典的血型基因定位的方法，需要分離純化攜帶抗原的蛋白質(zhì)，然后再在編碼該蛋白質(zhì)的基因中尋找相應(yīng)的基因突變機(jī)制。 進(jìn)入21 世紀(jì)的后基因組時(shí)代，基因測序技術(shù)的突飛猛進(jìn)，特別是全外顯子測序(whole exome sequencing，WES)和基因組關(guān)聯(lián)研究(genome-wide association study， GWAS)技術(shù)，極大地加快了血型基因定位的速度。 自2012 年后的十年之間，有13 血型抗原通過基因測序或全外顯子測序分析，成功地在染色體定位(表3)。

表3 13 個(gè)血型系統(tǒng)的基因定位技術(shù)

采用全外顯子測序做基因定位，需要找到足夠數(shù)量的抗原陰性個(gè)體，這是1 件費(fèi)時(shí)費(fèi)力的工作。 比如日本學(xué)者用了28 年時(shí)間，才篩選到28 例KANNO 陰性個(gè)體；篩查了70 多萬例日本人，才找到14 例Lan 陰性個(gè)體。 在基因定位之后，通常需要通過在細(xì)胞株中的表達(dá)來進(jìn)行驗(yàn)證。 一方面是將相關(guān)基因克隆到表達(dá)的質(zhì)粒載體，體外轉(zhuǎn)染細(xì)胞株后檢測是否表達(dá)攜帶該抗原蛋白；另外一方面是將已知表達(dá)該抗原的細(xì)胞株，使用CRISPR/Cas9 基因編輯技術(shù)敲除相關(guān)基因，無該基因的細(xì)胞應(yīng)該不再表達(dá)該抗原。

6 結(jié)語

中國人泛基因組學(xué)的研究揭示，中國人攜帶特有的基因序列，不排除包含尚未檢測出來的血型基因。 中國每年有數(shù)百萬輸血患者和近千萬的產(chǎn)婦，成為提供同種免疫抗體的源泉。 2017 年成立的中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院輸血不良反應(yīng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，以及隨后成立的輸血不良反應(yīng)研究聯(lián)盟，為在全國范圍內(nèi)系統(tǒng)地鑒定同種抗體，以及進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)潛在的中國人血型，提供了1 個(gè)可操作平臺(tái)。 只要遵循不放過任何1 個(gè)特異性未知抗體的原則，檢測出新血型抗原的希望就在眼前。 率先發(fā)現(xiàn)中國人血型，已經(jīng)成為中國免疫血液學(xué)工作者不可回避的挑戰(zhàn)，我們不會(huì)再錯(cuò)過歷史的機(jī)會(huì)。

利益沖突:所有作者均聲明不存在利益沖突。