研究人員成功以細菌酵素剝離血型創造萬能捐血者血液
研究人員利用幾乎每個人腸道中都有的一種細菌產生的酶,清除了紅血球中決定血型的抗原,使我們有望生產出通用的捐獻血液。由於人口老化,對血液的需求增加,以及缺乏志願捐血者等因素,全球救命輸血所需的血液供應短缺。然而,即使血液供應充足,也不是需要時就捐血那麼簡單。
每個血型(A、B 或AB)或類型都是透過紅血球表面糖(寡糖)鏈上的A 和B 抗原來識別的。 O 組血球不含抗原。輸血時,捐血者和受血者的血型必須相符。否則,免疫系統會攻擊並破壞捐贈的血細胞,從而引起潛在的致命反應。
丹麥科技大學(DTU)和瑞典隆德大學(Lund University)的研究人員利用一種常見腸道細菌產生的酶來清除紅血球中的A 抗原和B 抗原,使他們離製造通用捐血者血液更近了一步。
這項研究的共同通訊作者、DTU 生物技術與生物醫學系科學家Maher Abou Hachem 說:「新的酶組合不僅首次清除了已被充分描述的A 抗原和B 抗原,還清除了以前未被認為對輸血安全有問題的擴展變體。
如前所述,”血型”一詞指的是存在於人類的紅血球表面的抗原組合。阿布-哈切姆(Abou Hachem)所說的”擴展變體”指的是自120 多年前經典的四种血型以來發現的血型抗原。國際輸血協會(ISBT)將血型系統定義為由一種或多種抗原組成的基因離散系統。截至2023 年11 月,共有45 個公認的血型系統,包含362 個由50 個基因決定的紅血球抗原。
研究人員研究的細菌是Akkermansia muciniphila,它是健康人體腸道內壁的常見居民。顧名思義,這種細菌喜歡黏蛋白,黏蛋白是腸道黏膜產生的黏液的主要成分。它利用酵素來分解黏蛋白,創造碳、氮和能量來源。巧合的是,除了出現在紅血球上,血型或ABO 抗原也存在於這種黏膜襯裡中。
細菌酵素將A 和B 組紅血球轉化為通用捐血者血液的示意圖馬蒂亞斯-延森
Abou Hachem 說:”[腸]黏膜的特殊之處在於,能夠在這種物質上生存的細菌通常都有特製的酶來分解黏膜糖結構,其中包括血型ABO 抗原。”
研究人員在數百份血液樣本上測試了24 種細菌酶,發現它們能有效地將A 組和B 組血液轉化為通用捐血者血液。它們對B 抗原的作用比對A 抗原更有效,其中一種候選酶能將B 抗原消耗到負對照水平。
Abou Hachem 說:”我們即將能夠從B 組捐血者中生產出通用血液,而在轉換更為複雜的A 組血液方面仍有工作要做。現在的重點是詳細調查是否存在其他障礙,以及如何改進我們的酶,以實現通用血液生產的最終目標。
研究人員說,他們的發現對未來輸血具有重要意義。
研究的另一位通訊作者馬丁-奧爾森(Martin Olsson)說:「通用血液將提高捐血者血液的利用效率,同時避免錯誤輸注ABO血型不匹配的血液,否則會給受血者帶來潛在的致命後果。
值得注意的是,研究者在研究中並未提及Rh 因子。除血型外,血液還可進一步分為Rh 陽性(紅血球攜帶Rh 抗原)或Rh 陰性(紅血球不攜帶Rh 抗原)。例如,有人可能會說自己是”AB 陰性”。首次向Rh 陰性的捐血者輸注Rh 陽性血液會使他們產生抗Rh 抗體,因此,隨後的輸血可能會產生類似於向B 型血者輸注A 型血所產生的反應。也就是說,捐血者的血球會被破壞。
研究人員已經為新酵素及其治療方法申請了專利。他們希望在接下來的三年半時間進一步進行研究,然後再對患者進行對照試驗。
這項研究發表在《自然-微生物學》雜誌。
編譯來源:ScitechDaily