为什么会有不同的血型?
关注:45 发布时间:2022-02-16 12:24:05
比较直接的答案是基因突变,abo血型的差异来源于同一基因位点的不同突变版本。但是,从进化的角度来看,这个问题并没有明确的解释。
1900年,奥地利著名内科医生和生理学家卡尔兰德斯坦纳发现了a、b、o三种血型,并于1930年获得诺生理医学奖。从那以后,科学家们开发了更强大的工具来检测血型的生理特征;追溯血型的遥远过去,审视血型对人类健康的影响。不过血型上还是挂着一些神秘的面纱。到目前为止,科学家们还没有对它们的独特存在给出很好的解释。
“是不是很神奇?”圣地亚哥加州大学的生物学家阿吉特沃茨说:“在发现不同类型的血液100多年后,以及这一发现获得诺奖近100年后,我们仍然不知道血型是用来做什么的。”
现在医生知道人的血型不一样,就会给不同血型的病人适当的血液,从而挽救他们的生命。但是对于历史的大部分时间来说,把血液从一个人转移到另一个人身上只是一个疯狂的幻想。
早在文艺复兴时期,医生就考虑过如果把血液注入病人的静脉会发生什么。有人认为这种方法可以治*各种疑难杂症,甚至精神障碍。比较后,在17世纪,几位医生将这一想法付诸实践。
目前公认劳尔是英国动物输血的先驱,法国人丹尼斯是第一个成功的人体输血者。1665年,英国医生劳尔首先用鹅毛管将一只濒死狗的静脉与另一只健康狗的动脉相连,受伤的狗奇迹般地复活了。这个实验证明了输血可以拯救生命,开创了动物输血的先河。1667年,他用银管把羊的颈动脉和人的肘动脉连接起来,把羊血给了人,他又成功了。
同年,法国医生丹尼斯也用同样的方法成功地把羊血输给了一个生病的男孩;后来,他把羊血给了一个愿意做实验的健康人,但他还是安然无恙。但是当他给一个梅毒患者输小牛动脉血的时候,就出事了。患者输血后出现发热、腰痛、尿黑等症状,很快死亡。死者家属起诉丹尼斯谋杀。法院裁定,自1668年4月17日起,未经巴黎医务部批准,不得输血。此后,法国议会和英国议会都禁止输血。
在接下来的150年里,曾经轰动医学界的输血技术,也不再感兴趣了。即使在19世纪,也只有少数医生敢尝试这种手术。其中有一位名叫詹姆斯布兰德尔的英国医生。像他那个时代的许多医生一样,布兰德尔目睹了许多女性患者在分娩时死于大出血。1817年,一个病人去世后,他发现自己再也无法忍受这种情况了。
“我不禁想到,病人或许可以因为输血而保住性命。”布兰德后来写道。通过实践,布伦德尔也逐渐相信,早期输血事故的失败是由于一个根本性的错误:用他的话说,就是失去“动物血液”。布兰德尔得出结论,医生不应该在不同物种之间输血,因为“不同类型的血液相距甚远”。
布兰德尔决定人类病人只能注射人血,但是到目前为止还没有人做过这样的手术,所以布兰德尔决定成为第一个吃螃蟹的人。他设计了一个由漏斗、注射器和试管组成的系统,可以将献血者的血液导向需要输血的患者。在狗身上测试完设备后,布兰德尔被叫到一个奄奄一息、血流如注的病人的床边。几个人捐献了总共0.4公斤的血液,然后他把这些血液注射到这个垂死的人的手臂上。手术后,病人告诉布兰德,他感觉好多了。“没那么晕”,但两天后,病人死了。
尽管这一尝试以失败告终,但这一经历让布兰德相信输血将极大地造福人类。在接下来的几年里,他继续给绝症患者注射血液,总共做了10次手术,其中4名患者存活下来。
血型的发现
布伦德尔认为只给人输血是正确的,但他不知道另一个与血液有关的关键事实:只应该给某些人输血。很可能是因为他对这个简单的事实一无所知,才导致一些接受他双手治*的病人死亡。让这些死亡更加悲惨的是,几十年后,一个相当简单的操作让发现,原来的血液有不同的类型。
为什么19世纪初输血失败?第一个线索是血块。19世纪末,当科学家在试管中混合不同人的血液时,他们注意到有时红会粘在一起。然而,由于血液通常来自患者,科学家将这些凝块视为某种病理症状,不会进入其中。但后来,奥地利著名内科医生和生理学家卡尔兰德斯坦纳试图找出健康人的血液是否会凝结,结果清楚地表明,当健康人的血液混合在一起时,有时会出现凝块。
于是兰德斯坦开始分析血块模式。他从实验室成员(包括他自己)那里收集血液,然后将每个样本分成红和血浆,然后将一个人的血浆与另一个人的红混合。兰德斯坦通过研究发现,只有当特定的人的血液混合在一起时,才会发生血栓。
1909年,兰德斯坦终于找到了答案:人的血液看起来是一样的,但当每个人都被割伤或受到其他伤害时,血液就会出现不同的症状,他称之为血型。他发展了一种将血型分为三种的方法,即a型、b型和o型(这是第一次发现这三种血型)。几年后,另外两位科学家发现了第四大人类血型,——ab。1921年,美国人鲁本奥登伯格利用血型和交叉配型完成了第一次输血实验。这一尝试不仅使人们发现血型是遗传的,也开启了现代输血医学的新时代。
但未来20年,医生在按血型输血时,还是会偶尔遇到一些问题。从1930年到1940年,卡尔兰德斯坦纳、亚历克斯维纳、菲利普莱文和泰森发现恒河猴因子(也称为rh因子)是引起上述大多数输血反应的“罪魁祸首”。rh因子是红中发现的蛋白质物质,85%的人都拥有(这些人叫rh阳性,血型后用" "表示);另有15%的人缺乏这种物质(这些人称为rh阴性,血型后用“-”表示)。如果把rh阴性的血液输入到rh阳性的人体内,结果会非常严重,甚至致命。当人们找到一种可靠的方法来鉴定血液中的rh是阴性还是阳性时,人类在输血方面获得了另一种重要的认知。
这种差异是由红表面的不同分子造成的
在实验和日常实践中,兰德斯坦还发现混合不同人的血液遵循一定的规律。如果他把a型血的血浆和另一个人a型血的红混合,血浆和红还是液体。b型血也是如此。但是如果他把a型血的血浆和b型血的红混合,血液就会凝结;b型血的血浆和a型血的红混合,结果是一样的。
但o型血的表现与a型和b型血不同。兰德斯坦将a型或b型血液的红与o型血液的血浆混合时,红凝结成块;但当他把a型或b型血的血浆加到o型血的红中时,没有出现凝块。
正是这种血块让输血充满了潜在的危险。如果病人是a型血,但医生不小心把b型血注射到他的手臂上,那么他的体内就会充满微小的血块,会扰乱循环系统,导致大出血,呼吸困难,甚至死亡;但如果病人得了a型或o型血,就没事了。
兰德斯坦不知道一种血和另一种血有什么区别。后世科学家发现,每种血型的红表面都有不同的分子“装饰品”。比如a型血,红分两个阶段构建这些分子,就像构建两层楼的房子一样:第一层叫做h抗原;第二层叫a抗原;b型血把它的“房子”的二层建筑成不同的形状;o型血只修复h抗原就死了。
每个人的免疫系统对他的血型了如指掌。如果他接受了错误血型的输血,他的免疫系统会把血液当成侵略者来反击。但o型血不包括在内,因为它只有h抗原,而h抗原普遍存在于其他类型的血液中,使得o型血的人可以给其他血型的人输血,o型血对血液中心来说尤其珍贵。
虽然兰德斯坦对血凝块的实验使人们知道血液有不同的类型,但在输血前,医生必须识别献血者和受血者的血型,并在体外测试它们混合后没有凝集,以避免输血凝集造成的生命危险。这一发现极大地推动了输血技术的发展,兰德斯坦获得了1930年的诺生理医学奖。
但是又出现了一个问题:如果血型真的有用,那它是用来干什么的?为什么红要奋力建造自己的分子“房子”?人为什么会有不同的“房子”?
对于这些问题有各种各样的解释,有些解释并不那么科学,并得到了很大的普及。“这完全是莫名其妙。”纽约血液中心免疫血液学、基因组学和稀有血液部门的主任康妮韦斯特霍夫哀叹道。
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