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熊猫血和金手臂 精选

已有 8412 次阅读 2016-2-5 10:21 |系统分类:科普集锦

前两天一位老同学在朋友圈发了个熊猫血捐献者光荣“退休”的照片。这位在青岛的女士一共捐献了37升,如果以每次200毫升计算,那么她一共献血185次!向这位爱心无限的女士致敬!也感谢所有无偿献血的公民(包括俺自己哟,出国前我捐过两次,呵呵)。老同学让我说说熊猫血和献血世界记录,义不容辞。


介绍熊猫血前先要说说血型。大伙儿都熟悉的是ABO血型,最常问的问题就是爹妈和孩子血型,答案在下表中



之所以有这种排列组合是由于A和B是显性基因,O是隐性基因,三个基因抢占两个位子,有A或B占到位子的话,O即使抢到了另一个也只能“默默无语”。


另一个大伙儿关心的问题就是输血。经常说O型血是万能输血者AB型血的“最自私”(俺可不是宣扬血型性格啥的垃圾啊,呵呵),这背后的原因是A、B基因的存在使得红细胞的表面产生相应的抗原,O基因并不表达任何抗原。有抗原就有抗体,但是抗原和抗体不能并存,不然自己的免疫系统攻击自己的红细胞,岂不死翘翘了?抗体和抗原分布见下表




可以看到AB血型的人因为有A和B抗,所以他们的红细胞不能输给其它三种血型的人,但是可以接受其它三种血型的人的红细胞,因为AB型没有A或者B抗体。相同的思路也就解释了为什么O血型人和AB血型人恰恰相反。


接下来要说说母婴的血型关系。前面提到两点:1、母亲和孩子的血型可以不同;2、不同血型的人因为抗原抗体匹配的问题血液不能相溶。那么为什么妈妈和血型不同的胎儿可以和平共处呢(绝大多数情况下,稍后会说到怎么出问题)?首先,母亲和胎儿正常情况下是没有血液交换的,就是说红细胞不会带着抗原去“串门儿”。其次,胎儿的抗原发育要到出生后完全。


第三点需要费些口舌解释。刚才说到抗体,这是一大类免疫球蛋白,其功能是识别标记外来物质比如细菌、病毒以及携带不同抗体的红细胞。抗体分为五大类,分别是 IgA、IgD、IgE、IgG和IgM。和血液抗原相关的主要是IgM和IgG。


从上图可以看到IgM个头显然比其它抗体大很多,也正由于它的大个头,IgM血型抗体A和抗体B无法穿越母亲和胎儿之间的屏障-胎盘。



这张照片最近很火,新生儿和胎盘的合影,脐带摆成了英文:love。


又一个问题来了,那新生儿的A/B血型抗体是哪里来的呢?研究表明婴儿在出生六个月后,体内就会产生相应的A/B血型抗体(当然AB血型除外),一种解释是自然界存在很多和A/B血型抗原类似的物质,当新生儿接触了这些物质后,体内免疫系统就制造了相应抗体。


说完正常的,该说说不正常的了。前面提到O型血的人体内含有A和B抗体,而这其中一部分人的抗体不是IgM类型而是IgG类型。和IgM比较,IgG  的个儿头小了很多,所以可以穿越胎盘屏障,和胎儿的红细胞上的抗体结合,导致溶血。所以大多数ABO血型新生儿溶血症(Hemolytic disease of the newborn-HDN)都出现在妈妈是O血型的人身上(O血型有些悲催的赶脚啊!)。


铺垫了这么多,终于说到熊猫血了。既然是“熊猫”,意思就是稀少。但是真要较真儿一下,应该叫“猴血”,因为最早对这一血型的研究来自恒河猴(Rhesus macaque),所以英文用Rh来命名这一血型。



决定Rh血型的基因很多,相对应所表达的抗原也多达50种,而这其中最重要的是抗原是D。所以一般说到所谓Rh+或者Rh-血型指的就是抗原D的存在与否。与ABO血型不同的是Rh-血型的人一般并不会自然携带D抗体,需要接触D抗原后才激发免疫产生。Rh和ABO血型的基因是不关联的,也就是说每种ABO血型理论上都有两种Rh血型的可能性。


和ABO血型相比,Rh血型在人种中的分布极其不平衡。白种人中15-20%是Rh-型,而东亚人口中超过99%都是Rh+型,如果再和ABO组合起来,在这不足1%的Rh-型人群中,AB型只占到总人口的0.03%。以2000万人口的北京为例,ABRh-型人的总数估计为6000,真可以算作“珍稀物种”了,呵呵。即使是最高比例的ORh-型人口总数也只有0.3%。所以有熊猫血的人被血库视为珍宝,一旦发现就要保持联系,时常问候,以备不时之需。这也就是为什么本文开头那位女士贡献的37升血液尤为珍贵。


前面提到ABO血型存在HDN,Rh血型也不例外。好在由于国内Rh人口基数小,这类HDN远不如欧美国家普遍。当Rh-血型的妈妈怀了一个Rh+血型的宝宝,那么就会有可能因为接触胎儿(怀孕期间受伤)或者新生儿(生产时)的血液激发母体产生D抗体。假如这个发生在怀孕期间,那么D抗体就有可能穿越胎盘(为什么?呵呵,还记得IgG吗?)导致胎儿溶血,或者更常见的是妈妈在生第一个孩子后体内产生了D抗体,在第二次怀孕时,一旦胎儿还是Rh+血型,溶血几乎就无法避免。所以如果孕妇是ORh-(一般简写为O-),那么潜在的HDN威胁就大大增加,需要谨慎监控(天朝二胎放开后,这个问题要引起重视了)。


Rh血型听起来真是麻烦啊,尤其RhHDN,好在山穷水复疑无路,柳暗花明又一村。解决的办法已经找到。


现在是介绍金手臂的时候了。澳大利亚人James Harrison生于1936年,80岁的他将在今年结束63年的献血历程。那么他一共会献血多少次?不知道,但是在他78岁接受采访时这个数字是 1106!!


James十四岁时接受胸腔手术,输了13升血。从那时起,他就怀着一颗感恩的心决定回报社会。在达到法定献血年龄(18岁)后,James开始平均每三个星期血一次。然而这个故事的精彩之处不仅仅是James鲜血次数的惊人,更神奇的是1967年科学家在James的血清中发现了一种当时才被认知并商业化的类似D抗体的免疫球蛋白-Rh0(D) immune globulin,它可以狙击Rh+血型产生的D抗原,使得Rh-的妈妈自身免疫系统不受激发产生D抗体,从而避免怀孕时的HDN发生。问题:James是什么血型? 呵呵,很显然,Rh-嘛。科学家推测James在接受13升输血时,意外接触了D抗原,但是却没有产生普通的D抗体。据估计在澳大利亚2000多万人口中,有200多人体内制造这种球蛋白,呵呵,这个绝对是“熊猫”了!


从那时起,James的献血频率提升到了每7-10天一次,血的方式也改为仅捐献血清,红细胞输回体内(见下图)



为了保证抗体产生数量,James要服用促进抗体生成的药物,红十字会为他投保100万以防不测。2011年James放弃保守治疗,摘除了亢进的甲状腺,以免药物影响抗体质量。作为澳洲第一个参与捐献Rh0(D)球蛋白的人,James“生产”的抗体已经被200万育龄妇女使用,他的“金手臂”挽救了无数生灵。自Rh0(D)球蛋白治疗法推广后,Rh型HDN的发病率从16%降到1%以下,而James的女儿也是其中一位受益人,在注射了爸爸的Rh0(D)后,顺利产下儿子Scott。2011年, 在James 完成第1000次献血的时候,躺在他旁边椅子上献血的是他的外孙Scott。James的故事被广为流传,很多人被他的事迹感动,也伸出自己的“金手臂”。






最后给爱动脑筋的读者出道思考题:统计显示,如果Rh-的妈妈和Rh+的胎儿他们的ABO血型一致,比如都是A型,那么相比于ABO血型不一致的情况,产生HDN的几率增加十倍。请问为什么?





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