研究人员利用几乎每个人肠道中都有的一种细菌产生的酶,清除了红细胞中决定血型的抗原,使我们有望生产出通用的捐献血液。由于人口老龄化,对血液的需求增加,以及缺乏志愿献血者等因素,全球救命输血所需的血液供应短缺。然而,即使血液供应充足,也不是需要时就献血那么简单。
每个血型(A、B 或 AB)或类型都是通过红细胞表面糖(寡糖)链上的 A 和 B 抗原来识别的。O 组血细胞不带抗原。输血时,献血者和受血者的血型必须匹配。否则,免疫系统会攻击并破坏捐献的血细胞,从而引起潜在的致命反应。
丹麦科技大学(DTU)和瑞典隆德大学(Lund University)的研究人员利用一种常见肠道细菌产生的酶来清除红细胞中的 A 抗原和 B 抗原,使他们离制造通用献血者血液更近了一步。
这项研究的共同通讯作者、DTU 生物技术与生物医学系科学家 Maher Abou Hachem 说:"新的酶组合不仅首次清除了已被充分描述的 A 抗原和 B 抗原,还清除了以前未被认为对输血安全有问题的扩展变体。"
如前所述,"血型"一词指的是存在于人的红血球表面的抗原组合。阿布-哈切姆(Abou Hachem)所说的"扩展变体"指的是自 120 多年前经典的四种血型以来发现的血型抗原。国际输血协会(ISBT)将血型系统定义为由一种或多种抗原组成的基因离散系统。截至 2023 年 11 月,共有 45 个公认的血型系统,包含 362 个由 50 个基因决定的红细胞抗原。
研究人员研究的细菌是Akkermansia muciniphila,它是健康人体肠道内壁的常见居民。顾名思义,这种细菌喜欢黏蛋白,黏蛋白是肠道黏膜产生的黏液的主要成分。它利用酶来分解粘蛋白,创造碳、氮和能量来源。巧合的是,除了出现在红细胞上,血型或 ABO 抗原也存在于这种粘膜衬里中。
细菌酶将 A 和 B 组红细胞转化为通用献血者血液的示意图 马蒂亚斯-延森
Abou Hachem 说:"[肠]粘膜的特殊之处在于,能够在这种物质上生存的细菌通常都有特制的酶来分解粘膜糖结构,其中包括血型 ABO 抗原。"
研究人员在数百份血液样本上测试了 24 种细菌酶,发现它们能高效地将 A 组和 B 组血液转化为通用献血者血液。它们对 B 抗原的作用比对 A 抗原更有效,其中一种候选酶能将 B 抗原消耗到负对照水平。
Abou Hachem 说:"我们即将能够从 B 组献血者中生产出通用血液,而在转换更为复杂的 A 组血液方面仍有工作要做。现在的重点是详细调查是否存在其他障碍,以及如何改进我们的酶,以实现通用血液生产的最终目标。"
研究人员说,他们的发现对未来输血具有重要意义。
该研究的另一位通讯作者马丁-奥尔森(Martin Olsson)说:"通用血液将提高献血者血液的利用效率,同时避免错误输注ABO血型不匹配的血液,否则会给受血者带来潜在的致命后果。当我们能够制造出ABO血型通用的献血者血液时,我们将简化运输和管理安全血液制品的后勤工作,同时最大限度地减少血液浪费"。
值得注意的是,研究人员在研究中并未提及 Rh 因子。除血型外,血液还可进一步分为 Rh 阳性(红细胞携带 Rh 抗原)或 Rh 阴性(红细胞不携带 Rh 抗原)。例如,有人可能会说自己是"AB 阴性"。首次向 Rh 阴性的献血者输注 Rh 阳性血液会使他们产生抗 Rh 抗体,因此,随后的输血可能会产生类似于向 B 型血者输注 A 型血所产生的反应。也就是说,献血者的血细胞会被破坏。
研究人员已经为新酶及其治疗方法申请了专利。他们希望在接下来的三年半时间里进一步开展研究,然后再对患者进行对照试验。
这项研究发表在《自然-微生物学》杂志上。
编译来源:ScitechDaily