邵長年

山東省濟寧市中心血站，山東濟寧 272000

在血液學的相關研究之中，血型系統(tǒng)的研究由來已久，也取得了不少可觀的成果，全世界的醫(yī)學工作者和研究人員多多少少都有投入其中。一個又一個的血型系統(tǒng)被發(fā)現(xiàn)和提出，繼而被深入剖析其機制及臨床意義。這些成果，從基因水平到抗原表型，都可能意味著某個重大醫(yī)學突破。但是到目前為止，關于I 血型系統(tǒng)的相關研究，仍然趨于分散和割裂，并且與其他血型系統(tǒng)相比還是相對稀少。該研究者于是詳盡查閱了所有已知的I 血型系統(tǒng)的研究文獻，并運用科學方法，綜合分析，試圖盡量全面地闡明I 血型系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀，同時嘗試摸索概括出，基于I 血型系統(tǒng)研究現(xiàn)狀的重要理論基礎，希望能夠指明對于I 血型系統(tǒng)研究本身、以及臨床相關疾病有重大現(xiàn)實意義的研究方向，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

抗I 抗體的發(fā)現(xiàn)是winner 及其同事在1956年完成的，這種抗原由高效價自身抗體檢出的強度存在差異，被他們用I 來命名；少數(shù)人的紅細胞與這個抗體僅有微弱的反應，這種弱的表現(xiàn)型被稱為成人i。抗-i 抗體與抗-I 抗體的特點相反，與臍血以及成人i 細胞反應強，但和正常成人細胞呈弱反應，由Marsh 和Jenkins 于1960年發(fā)現(xiàn)。

此后，隨著人們對I 抗原和i 抗原的不斷研究發(fā)現(xiàn)：I 抗原和i 抗原的表達受發(fā)育的調(diào)節(jié)。成人紅細胞完全表達I 抗原，僅表達一小部分的i 抗原，而胎兒和新生兒紅細胞卻主要表達i 抗原。出生之后，I 抗原的數(shù)量不斷地增加，與之相反的是i 抗原數(shù)量的減少，嬰兒歷經(jīng)1年零6 個月后，紅細胞Ii 抗原狀態(tài)就達到了正常人水平。鐮狀細胞性疾病、地中海貧血、繼發(fā)性睡眠性血紅蛋白尿（PNH）[1-3]、低增性貧血、陣Ⅱ型先天性再生障礙性貧血（HEMPAS）和急性白血病都屬于血液紊亂，反向轉(zhuǎn)換（I 抗原到i抗原）也參與其中。

1988年提出集合的概念，雖然指出了一組抗原在血清學、生物化學或遺傳上有關聯(lián)，但由于當時客觀條件限制，還無法證明其是否為一個血型系統(tǒng)；之后I 抗原和i 抗原歸于集合207。但由于編碼β-1,6-N 乙酰葡萄糖胺轉(zhuǎn)移酶（βGlcNAcT）基因的成功克隆出，此酶負責碳水化合物i 的支鏈化。隨后27 號血型系統(tǒng)得以創(chuàng)建，將I 抗原單列出來。

1.2 重要進展

日本的Yamaguchi 等[4-8]提出了成人i 和先天性白內(nèi)障之間的關系的報道。他們通過對8 例成人i 先證者、7 例有血緣關系的表型為I 的親屬進行研究，發(fā)現(xiàn)所有8 例成人i 的個體都患有先天性白內(nèi)障；所有7 例I 個體都擁有正常的視力。這些家系顯示，I 基因座位和先天性白內(nèi)障的基因座位可能是緊密相連的。

I 抗原形成靠的是IGnTC 基因的轉(zhuǎn)錄，其可被轉(zhuǎn)錄因子CCAAT/增強子結合蛋白α（C/EBPα）[9-12]增強，2007年有研究指出紅系分化過程中i-I 的轉(zhuǎn)化也受其調(diào)控[13]。

2 方法

2.1 生化結構

i 抗原和I 抗原是碳水化合物，存在于攜帶著ABH[9-12]和Lewis 血型抗原的復雜寡糖結構內(nèi)部。而在紅細胞上，大多數(shù)人類細胞的表面及羊水、血漿、唾液、乳液、卵囊液和尿液等體液的可溶性糖蛋白上，都存在i 抗原與I 抗原，能夠把其看作組織血型抗原。人類i 抗原、I 抗原依次為直鏈型、支鏈型的多聚N-乙酰半乳糖胺單位（LacNAc），即Galβ1-4GlcNAcβ1-3Galβ1-4Glc-NAc-R 以及Galβ1-4GlcNAcβ1-3(Galβ1-4GlcNAcβ1-6)Galβ1-4GlcNAc-R。i 抗原的生物合成需要β-1,3 -N-乙酰葡萄糖胺轉(zhuǎn)移酶和β-1,4-半乳糖轉(zhuǎn)移酶的依次激活，接著將決定性的Glc-NAcβ1-6 支鏈在β-1,6-N 乙酰葡萄糖胺轉(zhuǎn)移酶的作用下添加，多聚LacNAc 直鏈轉(zhuǎn)化成分支結構，從而形成I 抗原。

2.2 分子機制

2.2.1 i 基因 β1,3-乙酰胺基葡糖轉(zhuǎn)移酶可以轉(zhuǎn)移GlcNAc β1→3 至乳糖和LacNAc 的末端，其由β3GnT1 編碼，即被稱為iGnT的i 基因。此基因存在于染色體11q13.2 上，并編碼415 個氨基酸，從而形成47KDa 大小的II 型跨膜蛋白。β3GnT1 基因能編碼含一個不同尋常的長28 個氨基酸的跨膜區(qū)域及2 個可能的N-糖基化位點，相比于其他β1,3-氨基葡萄糖轉(zhuǎn)移酶的基因，這有明顯區(qū)別。

β1,3-乙酰胺基葡糖轉(zhuǎn)移酶能夠啟動多聚乳糖胺的合成，并且還可以延長已有的低聚糖多聚乳糖胺。通過Northern 印記顯示，β1,3-乙酰胺基葡糖轉(zhuǎn)移酶在大部分人體組織（除了WBCs、神經(jīng)組織、肺、胸腺與肝臟）上廣泛表達。特別的是，粒細胞和單個核細胞在糖蛋白和脂蛋白上表達的主要是2 型多糖鏈，其RNA 在WBCs 中是檢測不到的。

至今已發(fā)現(xiàn)7 個β1,3-N-乙酰氨基葡萄糖轉(zhuǎn)移酶成員。他們的編碼基因彼此間有顯著的同源性，都與較大的β1,3-半乳糖基轉(zhuǎn)移酶家族有關聯(lián)。

2.2.2 I 基因 細胞表面I 抗原結構的形成由一個不常見的分子遺傳機制決定。IGnT（HUGO 基因命名委員會命名為GCNT2），即人類I 基因，β6GlcNAcT 基因。其位于染色體6p24.2 上，包含5個外顯子，依次是1A、1B、1C、2 和3，表達3 種不同的轉(zhuǎn)錄本，即IGnTA、IGnTB 與IGnTC，見圖1。IGnTA（GCNT2A，IGnT2），由外顯子1A、2、3 編碼，是人類組織上最常見的轉(zhuǎn)錄本。而在純化的人類晶狀體上皮細胞內(nèi)僅發(fā)現(xiàn)IGnT2B（GCNT2B）轉(zhuǎn)錄本，由外顯子1B、2、3 編碼[17]。其也在胎兒神經(jīng)和成人小腦中高度表達。人類網(wǎng)織紅細胞上僅表達IGnTC（GCNT2C），由外顯子1C、2、3 編碼，對造血干細胞進行的研究[18]已經(jīng)證實，紅細胞血型I 抗原的表達也由其決定[17]。即成人與臍血CD34+細胞上IGnT 的表達非常低，而且，在紅系分化過程中，IGnT 的增加與I 抗原表達量的增加是平行的。

圖1 人類I 基因座示意圖[10]

3 個IGnT 轉(zhuǎn)錄本IGnTA、IGnTB 與IGnTC 的外顯子1 不同，但有相同的外顯子2 和外顯子3。外顯子1A、1B、1C 所編碼的核苷酸分別為925bp、919bp、925bp。而相同的外顯子2 和3 所編碼的核苷酸分別為93bp 與191bp。

盡管由相同的基因所編碼，這3 種轉(zhuǎn)錄本只有66～73%的同源性，由于其外顯子1 的序列不同，造成它們的酶活性差異顯著。在酶活性實驗中[17]，IGnTC 的酶活性是另外2 個的2 倍，這是因為外顯子1 編碼了近77%的酶活性區(qū)域，包括跨膜區(qū)域、主干區(qū)域以及含核苷酸結合位點的催化區(qū)域。這3 種轉(zhuǎn)錄本的外顯子2、3 編碼了酶的C 末端區(qū)域。另外，這3 個IGnT cDNAs 并沒有任何相同的5’區(qū)，而且其在人類不同組織上的表達形式也不同。

2.3 成人i 及其與先天性白內(nèi)障的關系

成人i 表現(xiàn)型非常罕見，頻率約為1/17000～1/4400。成人i 紅細胞上有豐富的i 抗原，而I 抗原則很少。對一些家系的研究發(fā)現(xiàn)，成人i 的遺傳符合隱性基因的特點，I 和i 的表現(xiàn)似一對等位基因，i 相對I 為隱性。

日本的Yamaguchi 等在1972年首次報道了成人i 與先天性白內(nèi)障的關系。他們對8 例成人i 先證者、7 例有血緣關系的表型為I 的親屬進行研究，結果表明：8 例成人i 的個體都患有先天性白內(nèi)障，而7 例I 個體視力均正常。這些家系顯示，I 基因座位和先天性白內(nèi)障的基因座位可能是緊密相連的。歐洲原住民中有兩例家系報道伴有先天性白內(nèi)障，但通常該人群中成人i 表現(xiàn)型不伴有此病。IGnT 的3 個轉(zhuǎn)錄本（如上所述）在被人們發(fā)現(xiàn)之后，終于能夠解釋成人i 和先天性白內(nèi)障的病理關系了。外顯子1C（有核紅細胞與網(wǎng)織紅細胞上主要表達的同種型）發(fā)生突變，可產(chǎn)生成人i 表型，但沒有先天性白內(nèi)障。盡管其紅細胞上IGnT[19-22]的活性喪失，但通過晶狀體與其他組織的IGnTA 與IGnTB 作用，其體內(nèi)IGnT 的活性還是完整的。相反，因為3 種轉(zhuǎn)錄原本就具有相同的外顯子2 和3，所以，外顯子2 和3 的突變，會導致全部組織都缺失IGnT 的活性。因此，成人i 并伴隨有先天性白內(nèi)障可由外顯子2 和3 的突變造成[17]。然而Chen 等人發(fā)現(xiàn)基因敲除的IGnT 缺陷小鼠雖然I 基因座與人類I 基因座高度同源，但并未患有先天性白內(nèi)障，所以，對于成人i 和先天性白內(nèi)障的病理關系，還有待進一步研究[23]。有關特定突變位點和表型的總結[17，24-25]，見表1。

表1 與成人i 表型相關的IGnT 突變

2.4 相關通路

在紅細胞分化過程中，多聚LacNAc 直鏈與支鏈之間的轉(zhuǎn)化可能起著重要作用。2007年有研究指出紅系分化過程中i-I 的轉(zhuǎn)化受轉(zhuǎn)錄因子CCAAT/增強子結合蛋白α（C/EBPα）的調(diào)控，其可增強IGnTC 基因的轉(zhuǎn)錄，最終形成I 抗原[13]。然后他們選擇K-562 細胞系作為細胞模型，從而證明C/EBPα Ser21 殘基的磷酸化狀態(tài)決定著i 向I 的轉(zhuǎn)變，而去磷酸化的C/EBPα Ser21 促進IGnTC 基因的表達，進而形成I 抗原。應用成人紅細胞和粒細胞祖細胞與使用可衍生這些細胞的K-562 細胞模型的研究結果一致，CD34+造血細胞中C/EBPα 慢病毒載體表達的研究結果也與其一致，都證明C/EBPα Ser21 的去磷酸化形式誘導粒細胞CD15、I 抗原和網(wǎng)織紅細胞CD71 抗原的表達?？傊@些結果表明紅細胞生成類似于粒細胞生成中多聚-LacNAc 分支（I 抗原）形成的機制，也就是為C/EBPα Ser21 的去磷酸化起重要作用。

3 討論

綜上所述，Ii 血型系統(tǒng)的I 抗原與i 抗原的生化結構已經(jīng)明確闡明，其分子機制也已明確。但是成人i 與先天性白內(nèi)障的關系還需進一步的解釋。經(jīng)過研究證實，不同細胞C/EBPα Ser-21磷酸化的調(diào)節(jié)作用非常復雜，與此同時信號途徑也不盡相同。所以研究需側(cè)重于數(shù)量上，來揭示紅細胞和粒細胞的C/EBPα Ser-21 磷酸化狀態(tài)使用的細胞調(diào)節(jié)機制是否相同是目前最重要的工作。細胞機制也需要詳細闡明，從而對更深一層地研究闡明出生后多聚-LacNAc 鏈直鏈向支鏈轉(zhuǎn)變的分子機制提，可以供有效的信息。對于反向轉(zhuǎn)換（I 抗原到i 抗原）的認識，這些研究結果對于詳細闡明相關血液學紊亂的病因與病理機制將有重要意義。以便探索治療、預防的最佳辦法。

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