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彻底改变献血和输血的方式:A型血变成O型血,一共需要几步?

半亩花田 觅学术 2022-04-16

众所周知,血型匹配对与患者来说有着至关重要的意义,一时疏忽,导致血型匹配错误,会照成重大的医疗事故,严重时会导致患者的直接死亡。在有些紧急情况下,患者是没有时间等待着确认血型,因此这个时候,"万能血"O型血就显得尤为重要,因为O型血输给任何人都会不有太大的问题。近日,哥伦比亚大学的研究人员们发现人类肠道微生物可以产生两种特殊的酶,可以把A型血转化为”万能血“O型血,相关的研究成果发表在Nature Microbiology上。专家评价这一研究工作:或将彻底改变献血和输血的方式


A型血变成O型血,一共需要几步?


人类的血型是由遗传基因决定的,这种先天获得性表型是如何发生变化的呢?


人类 4 种主要血型(O 型、A 型、B 型、AB 型)的红细胞表面存在不同的糖链。O 型红细胞表面的末端糖链为岩藻糖;O 型糖链的半乳糖连上一个 N—乙酰半乳糖胺即成为 A 型糖链,连上半乳糖则成为 B 型;AB 型红细胞表面为 A 型和 B 型糖链的混合型。而其中以 A 型的糖链表现最为复杂, 因为 75% 的 A 型血红细胞表面还多了一个糖链。


在常见的血型类型中,O型血与其他血型的差别就在于糖链,只要通过某些手段修正这一差别,就可以把其他血型转化为O型血。


研究人员对一名AB型血型的男子的肠道微生物进行了功能基因组的筛选,研究发现他们的肠道微生物两种可以相互协作的酶,可以去除血液中的抗原A。



通过进一步的研究发现,在A型血中加入此酶,就可以很轻松的将A型血转化为万能的血型O型血。



老树开花,又取领域新突破


关于血型转化的研究,在1982年就开始了,当时的美国纽约血液中心的科学家就宣布,从绿咖啡豆中提取的一种酶,能将 B 型红细胞转化为 O 型红细胞,并且成功输血。而最早的 A 型血转化酶,则是从鸡肝中提取出来的。


但这些酶在自然界含量很低。研究人员需要 50 磅咖啡豆和 50 磅鸡肝,才能分离到一次实验所需的酶量。随着生物技术的发展,人们已经掌握了这种酶的批量合成技术。

不过上述方法还有明显缺陷:转化 B 型血的酶适合在低于体温的酸性环境下工作,而正常人的血液应该是中性的,而 A 型血因为红细胞表面结构更复杂,转化起来挑战更大。

基于以上研究的局限性,所以此次的研究是具有开创新意义的。这一成果如果被证明是有效的,将有助于保障血液的 “持续” 供给,并有助于缓解血液供应不足的问题,进一步保障患者的生命安全。



临床应用,依旧渺茫


其实早在2000 年,我国科学家曾报告从海南咖啡豆里提取到一种可以把 B 型血转化为 O 型血的酶。那么不禁要问,为什么血型转化技术目前依旧不能应用于临床研究呢?



科学家为了缓解血液供需做出了很多努力,包括将 A 型血或 B 型血转化为 O 型血,用干细胞定向分化 Rh 阴性 O 型红细胞血,开发永生化的细胞系以源源不断地制造红细胞等。但这些科学上的探索,到目前为止都未完全解决安全性、经济性以及批量化生产等问题,因此离真正的临床应用还比较遥远。


但是,这些成果也给了我们新的希望,代表着未来研究的发展方向。



参考文献:

https://www.nature.com/articles/s41564-019-0469-7




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