血型的分子基础
出处：按学科分类—自然科学总论 北京出版社《现代科技综述大辞典上》第915页（2878字）
血型一般是指红细胞抗原的差别所形成的类型。
自从1900年兰德斯泰纳(K．Landsteiner)首先发现人体A B O血型系统以来，已知红细胞有20多个血型系统。ABO血型系统是人类最基本的血型。
兰德斯泰纳根据红细胞所含抗原不同，把人体血型分为A、B、O和AB4种。在临床输血时，若血型不符合，将会使输入的红细胞发生凝集，引起血管阻塞和血管内大量溶血，造成严重后果。
因此，数十年来在临床医学上十分重视血型研究。随着生物化学技术的发展和应用，对红细胞血型抗原分子结构逐步有所了解，这对阐明血型物质的化学本质和进一步认识血型物质的生物学功能有着十分重要的意义。
ABO血型系统中ABH(O)抗原主要存在于红细胞膜上的鞘糖脂。现在知道ABH(O)抗原不仅存在于红细胞上，还出现在唾液、胃液、精液等分泌液中。
中国60%汉族人唾液中有ABH(O)血型物质。此外，在毛发上也有ABH(O)血型物质。在分泌液中和毛发上的ABH(O)血型物质主要以糖蛋白形式存在。例如胃液等外分泌物中，ABH(O)血型物质的抗原性由糖蛋白上寡糖链所携带。
这些寡糖链主要通过O－糖苷键与水溶性粘蛋白相连接。
关于红细胞血型抗原化学结构的研究，开始于20世纪50～60年代，当时从人卵巢囊肿液等多种体液分泌液中分离出可溶性糖蛋白进行血型活性研究，并由此了解有关血型的分子基础和特性。1966年，华特金(W．M．Watkin)证实具有B血型特性的水溶性糖蛋白是由寡糖链非还原性末端的半乳糖基起免疫决定簇作用。1971年，雅特捷夫(S．Yatziv)和弗鲁瓦斯(H．M．Flower)用正丁醇／水溶剂从B型红细胞中抽提出一种水溶性糖蛋白，具有很强的B血型活性，用咖啡豆半乳糖苷酶作用后可释放出半乳糖而导致B血型活性消失。80年代初，美国柯特斯坦(J．Goldstein)进一步用咖啡豆α－半乳糖苷酶使B型红细胞转化为O型红细胞并进行临床试验。血型的酶学转型是一项有应用前景的研究课题。
在血型活性研究中应用凝集素(lectin)鉴定血型是一项较新的技术。利用某些凝集素具有血型专一性的特点，不仅可鉴别不同的血型，还可区别不同的亚型。华特金和摩根(Watkin and Morgen)发现，利马豆凝集素(PLA)对A型红细胞的凝集能被N－乙酰半乳糖(α－GalNAc)抑制，这表明A血型抗原的免疫决定簇是N－乙酰半乳糖。双花扁豆凝集素(DBA)的血型专一性为A1型，可用于鉴别A1和A2亚血型。两者在分子结构上的差别主要在于第2位糖基(Gal)与第3位糖基(GlcNAc)之间的连接方式不同。A1型为1→3连接，而A2型为1→4连接。
以上的实验资料表明ABO血型的分子基础，即血型免疫活性的特异性主要决定于糖链的组成，尤其是决定于糖链的非还原性末端糖基的差异。下表为A、B和H抗原中寡糖链的化学结构。A抗原糖链末端为N－乙酰半乳糖(GalNAc)；B抗原糖链末端为半乳糖(Gal)，而N－乙酰半乳糖和半乳糖的差别仅仅是半乳糖的两位碳原子上的一个取代基(乙酰基)不同而已；H抗原糖链的末端基为岩藻糖(Fuc)。H抗原和A抗原或B抗原相比，仅在糖链末端少一个N－乙酰半乳糖或半乳糖。
表：ABH(O)血型抗原的糖链结构
红细胞膜上另一类血型抗原是血型糖蛋白(GP)。自1968年以来，已从红细胞膜上检出4种主要的血型糖蛋白。按福施梅尔(Furthmayr)命名原则，这4种血型糖蛋白分别为血型糖蛋白A(GPA或αGP)、血型糖蛋白B(GPB或δGp)、血型糖蛋白C(GPC或βGP)和血型糖蛋白D(GPD)。它们组成MNSs血型系统的抗原和Gerbich血型抗原。
其中GPA为MN血型抗原，GPB为Ss血型抗原，GPC为Gerbich抗原。血型糖蛋白在人红细胞膜上是一类主要的跨膜蛋白。其中血型糖蛋白A的化学结构研究最深入。1978年，福施梅尔首先报道GPA肽链N端区31肽的氨基酸序列。
随后完成了GPA全部化学结构的测定。GPA分子由131个氨基酸组成，大致可分成3个部分：中间肽段(第73～92号)为疏水性的，可横穿膜脂双层；N端肽段位于膜外侧，与血型活性有关；C端肽段位于膜内侧．含较多酸性氨基酸。在N端肽段上分布有16条寡糖链，其中15条糖链的序列为
每条糖链由两个唾液酸(SA)、1个半乳糖(Gal)和1个N－乙酰半乳糖(GalNAC)组成。每条糖链通过O－糖苷键与丝氨酸或苏氨酸相连。另有一条糖链含8个糖基：两个唾液酸、两个N－乙酰葡萄糖(G1cNAc)、1个半乳糖和两个甘露糖(Man)，其糖基序列为：
这条糖链通过N糖苷键与天门冬酰胺连接。在GPA分子中含糖量约60%，其中唾液酸(N－乙酰神经氨酸)含量尤为丰富，约占红细胞膜上全部唾液酸的一半以上。
MN抗原活性与糖链上的唾液酸有关。MN抗原可分为M抗原和N抗原。
两者的差异仅为1个唾液酸残基。M抗原的糖链经唾液酸酶作用去除1个唾液酸残基即成为N抗原，如果继续作用再去除1个唾液酸残基则抗原活性完全丧失。
红细胞膜上血型糖蛋白的分子结构研究，除了GPA外，其他几种GP由于含量较低，它们的结构研究进展较迟缓。20世纪80年代后期，基因工程技术促进了血型物质分子结构的研究。
法国卡龙(Gartron)等人从人网织红细胞的DNA文库中钓出GPC的cDNA克隆，再通过道尔(Dahr)等的努力终于阐明了GPC(βGP)的全部128个氨基酸序列。1986年，赛勃特(Siebert)和福柯达(Fukuda)对GPA(aGP)的cDNA克隆并测定其核苷酸顺序，完全印证了GPA的氨基酸序列。这表明，利用基因工程技术为血型物质分子结构研究带来了新的希望，对血型分子基础研究的发展具有深远的意义。
。【参考文献】：
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4 Goldstein J．Transfusion Medicine Reviews，1989，11(3)∶206
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(华东师范大学秦德安副教授撰；柯家康审)