据广州日报17日报道,迎来新生命,对每一个家庭来说,都是件开心的事,但对于深圳的王先生却在短暂的开心之后陷入了长久的纠结。王先生是AB型血,太太是A型血,刚出生的女儿黄疸,测出血型却是O型,这让王先生一度怀疑孩子非亲生。他来到南方医科大学深圳医院,检查结果显示,王先生为CisAB血型,而CisAB的人,A基因和B基因挤在同一条染色体上,他的两条染色体,一条是“A+B”,另一条是“O”。王先生是CisAB/O,可以把“O”传出去。太太是A型,但携带“O”基因,也能把“O”传出去。女儿从爸爸妈妈那里各拿到一个“O”,自然就是O型。
其实这个新闻里的事情,可以翻译成一道高中生物题:
AB型和A型,或者AB型和B型的父母,生出来的娃,血型可能是?(多选)
A. A型B. B型C. AB型D. O型
如果这是一道高中生物题,那么正确答案应该是ABC。
但如果这是一道真实世界里的题目,那么答案就有可能是ABCD。
?你是不是做出了困惑的表情?
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是的,其实从严格意义上来说,我们初中和高中学的物理、化学、生物课本里的很多知识,都是在特定条件下建立起来的简化模型。
这是为了让大家更容易理解基本规律,我们往往会先忽略那些少见的、复杂的情况。
但真实世界不会按照高考大纲运行,真实世界复杂的多……
就比如这个新闻里报道的,深圳就有一位爸爸,他自己是AB型血,妻子是A型血,结果女儿检查出来居然是O型血。
按照我们熟悉的ABO血型遗传规律,这显然说不通。
按照电视剧里的情节,接下来就是家庭伦理大战,或者是医院抱错孩子,测错血型等等的内容,估计能出个20集,就算走近科学都得整个上下两集。
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但现实不是电视剧也不是电影嘛,这东西是有科学解释的。
比如新闻里的这个爸爸,在进一步检查后,医生发现,这位爸爸携带了一种非常少见的ABO基因变异,叫作cis-AB(顺式AB)。
也正是这个特殊的基因版本,让原本在高中生物题里不可能出现的O型孩子的答案,成为了现实。
要理解这是怎么回事,我们还得先回忆一下高中生物里学过的ABO血型遗传规律。
决定ABO血型的基因位于我们的9号染色体上。正常情况下,每个人都有两份ABO基因,分别来自父亲和母亲。
在高中生物中,我们通常把这个基因分成A、B、O三个版本。其中A和B对O都是显性的,而A和B之间是共显性关系。因此,A型血的人,基因组合可能是AA,也可能是AO;B型血可能是BB或者BO;O型血则是OO,而AB型血就是AB。
生孩子的时候,父母会分别把自己两个基因版本中的一个传给孩子。
所以,普通AB型血的人,能够传给孩子的只有A或者B,而不可能是O。即便另一位家长携带O基因,孩子最多也只能得到AO或者BO这样的组合,不可能得到OO。
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这就是为什么按照高中生物的遗传模型,AB型血的人不可能生出O型血的孩子。[1]
但这里有一个问题。
我们通常所说的A型、B型、AB型和O型,其实描述的是红细胞表面的抗原,而不是直接告诉我们这个人携带了哪些基因版本。
所谓A型血,就是红细胞表面有A抗原;B型血有B抗原;AB型血两种抗原都有,而O型血则没有这两种抗原。
这些抗原并不是凭空出现的,它们实际上是红细胞表面糖链经过特定加工形成的结构。
负责加工的,是ABO基因编码的一种酶,叫作糖基转移酶。
我们可以把它理解成给红细胞表面的糖链进行最后一道加工的师傅。A版本的基因,可以生产出负责制造A抗原的酶;B版本则生产出负责制造B抗原的酶。
普通AB型血的人,恰好同时拥有这两种版本,所以可以制造出两种不同的抗原。而常见的O版本由于基因发生了变化,无法生产出具有相应加工能力的酶,因此OO组合的人,红细胞表面就不会出现A、B抗原。[1]
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那么,有没有可能只用一个基因版本,就同时制造出A和B两种抗原呢?
还真有。
这就是我们前面提到的cis-AB。
早在1993年,科学家就已经通过基因测序研究了这种特殊的血型。他们发现,某些cis-AB基因版本与普通A型基因非常相似,只是部分DNA序列发生了改变,导致相应的酶发生变化。[2]
这种变化产生了一个很有意思的结果:原本主要负责制造A抗原的酶,现在竟然也具备了制造B抗原的能力。
也就是说,一个cis-AB基因版本,就可以同时提供制造A、B两种抗原的能力。
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不过,这种酶的工作能力与普通A、B型酶并不完全相同。2005年发表在《Vox Sanguinis》上的一项研究就发现,研究对象携带的cis-AB酶虽然能够同时催化两种反应,但两方面的活性都明显低于正常对照,尤其是B抗原的表达往往比较弱。[3]
所以,有些cis-AB携带者虽然表现出AB型的特征,但他们与普通AB型血的人,在基因组成和抗原表达上其实存在差异。
现在,问题就变得简单了。
我们通常认为,AB型血的人一定携带一个A基因和一个B基因。
但实际上,一个人的两份ABO基因,完全可以是cis-AB和O。
由于cis-AB一个版本就能够制造出两种抗原,所以即便另一份是O,这个人仍然可以表现为AB型血。
而在生育过程中,这个人能够传给孩子的基因版本,就不再是A或者B,而是cis-AB或者O。
这样一来,新闻里那个看起来不可能的结果,也就有了解释。
假设这位爸爸的基因组合是cis-AB/O,而妈妈虽然表现为A型血,但实际携带的基因是AO。
那么,爸爸有一半的概率把O传给孩子,妈妈同样有一半的概率把O传给孩子。
如果孩子恰好从爸爸和妈妈那里各得到一个O,那么孩子的基因组合就是OO,自然也就表现为O型血。
按照这个明确的基因组合,每次生育出现OO型孩子的理论概率就是:
1/2 × 1/2 = 1/4,也就是25%。
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同样的道理,如果另一位家长是BO组合的B型血,也完全可能生出O型血的孩子。甚至当另一位家长本身就是OO组合的O型血时,cis-AB/O与OO的组合,也有一半的概率生出O型血的孩子。
所以你看,这件事其实并没有推翻孟德尔遗传定律。
父母仍然各自把一份基因传递给孩子,基因分离和组合的规律也没有发生变化。
真正发生变化的,是我们对ABO基因版本的认识。
高中生物为了便于教学,只讨论了最常见的A、B、O三种版本。但真实的人类群体中,ABO基因存在许多不同的变异,cis-AB就是其中比较特殊的一类。
而且,这种情况也再次说明,血型和基因型并不是完全相同的概念。我们从血型检测中看到的,是基因最终产生的表现,而不同的基因组合,有时候也可能产生相似的表现。
当然,cis-AB非常罕见,绝大多数人的ABO血型仍然符合高中课本里的常见遗传模型。我们也不能因为存在这样的特殊情况,就认为所有看起来不符合遗传规律的血型组合,都可以用cis-AB解释。
如果真的遇到一家人血型对不上的情况,首先应该通过规范的血型检测排除检测误差,必要时再进行更深入的血型鉴定和基因检测。
至于亲子关系,那就更不能仅凭几个人的ABO血型来判断了。真有需要,还是应该进行正规的DNA亲子鉴定。
高中生物中的很多规律并没有错,只是在教学过程中,为了突出最重要的规律,我们不得不省略一些复杂的细节。
随着学习的深入,我们会发现,许多原本以为非黑即白的问题,背后其实还藏着大量有趣的生物学机制。
而这些看起来不符合课本规律的特殊案例,恰恰也是科学研究非常有意思的地方。
毕竟,真实世界的生物学,从来都不是只有ABCD这几个选项。
参考文献
[1] Yamamoto F, Clausen H, White T, et al. Molecular genetic basis of the histo-blood group ABO system.Nature. 1990;345:229–233.https://doi.org/10.1038/345229a0
[2] Yamamoto F, McNeill PD, Kominato Y, et al. Molecular genetic analysis of the ABO blood group system: 2. cis-AB alleles.Vox Sanguinis. 1993;64(2):120–123.https://doi.org/10.1111/j.1423-0410.1993.tb02529.x
[3] Yazer MH, Zheng RB, Seto NOL, et al. Kinetic studies on Korean serum cis-AB enzymes reveal diminished A and B transferase activities.Vox Sanguinis. 2005;89(3):161–167.tps://doi.org/10.1111/j.1423-
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