血型轉(zhuǎn)換技術(shù)的研究是輸血醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一個重要分支。ABO血型系統(tǒng)中的A、B抗原及其擴(kuò)展抗原（ExtA和ExtB）的存在，限制了不同血型間血液的通用性。4月29日，丹麥技術(shù)大學(xué)等單位的研究人員在《Nature Microbiology》雜志上發(fā)表的研究成果，揭示了嗜黏蛋白-阿克曼氏菌（AKK）的酶在去除紅細(xì)胞（RBC）上的B抗原及其擴(kuò)展抗原方面的潛力，為制造ABO型通用血液提供了新的策略。
圖片來源：Nature Microbiology
嗜黏蛋白-阿克曼氏菌（AKK）的發(fā)現(xiàn)
AKK是一種在人體腸道中發(fā)現(xiàn)的共生菌，它對維持腸道健康和免疫功能具有重要作用。研究人員在AKK中發(fā)現(xiàn)了一種特殊的外切糖苷酶組合，這種酶組合能夠針對ABO血型系統(tǒng)中的A、B抗原及其擴(kuò)展抗原進(jìn)行轉(zhuǎn)化。
外切糖苷酶的作用機(jī)制
外切糖苷酶通過一系列精細(xì)的生物化學(xué)反應(yīng)，能夠?qū)⒓t細(xì)胞表面的ABO抗原結(jié)構(gòu)進(jìn)行改變，使其失去原有的抗原性，從而不再被免疫系統(tǒng)識別為外來物質(zhì)。這一過程涉及到對抗原分子的糖鏈結(jié)構(gòu)進(jìn)行剪切和修飾，是一種高度特異性的催化過程。
1.B抗原及其擴(kuò)展抗原的去除
研究人員篩選了多種AKK酶，包括AmGH110A、AmGH36A、AmGH36C、AmGH27，以確定它們?nèi)コ鼴抗原的效率。通過與已知的B抗原裂解酶進(jìn)行比較，研究人員評估了這些酶在轉(zhuǎn)化緩沖液中對RBC上B抗原的轉(zhuǎn)化情況。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，AmGH110A在去除RBC上的B抗原方面顯示出了較高的效率，這表明它可能是實(shí)現(xiàn)B型血向通用血液轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵。
研究人員進(jìn)一步探討了ExtB對B抗原去除的影響。他們發(fā)現(xiàn)，ExtB中的N-乙酰半乳糖胺（GalNAc）加帽會阻礙AmGH110A的活性。因此，研究人員提出，為了有效去除B抗原，需要先去除ExtB。
為了徹底去除B和ExtB抗原，研究人員發(fā)現(xiàn)需要使用AmGH110A和AmGH20A進(jìn)行依次或混合使用。這種策略的提出，基于對酶作用機(jī)制的深入理解和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的支持。
2.A抗原及其擴(kuò)展抗原的去除
使用相同的策略，研究人員評估了AKK酶去除RBC上的A抗原及其擴(kuò)展抗原的效率。他們發(fā)現(xiàn)AmGH109A活性最低，而AmGH36A表現(xiàn)出最高的效率。
通過改變孵育時間和酶濃度，研究人員確定了0.5 μM AmGH36A在30分鐘內(nèi)足以完全轉(zhuǎn)化來自三個供體的A抗原，這為臨床應(yīng)用提供了重要的參數(shù)。
研究人員還發(fā)現(xiàn)AmGH95B和AmGH35A對于A擴(kuò)展抗原的去除效率最高，這為進(jìn)一步優(yōu)化血型轉(zhuǎn)換過程提供了新的候選酶。
轉(zhuǎn)化后的血液與O型血漿的相容性
與單獨(dú)轉(zhuǎn)化A或B抗原相比，AKK的外切糖苷酶組合去除紅細(xì)胞上的典型和擴(kuò)展ABO抗原，顯著改善了與O型血漿的相容性。這意味著轉(zhuǎn)化后的血液更有可能成為通用血液，可以安全地用于不同血型的患者。
通用血液的潛在應(yīng)用
這項(xiàng)研究證明了腸道細(xì)菌作為生產(chǎn)通用輸血、用血的潛在效用，有望在未來緩解“血荒”難題。
1.緊急醫(yī)療救助
在緊急醫(yī)療情況下，通用血液可以立即用于救治，無需等待血型匹配，大大提高了救治的效率和成功率。
2.血液儲備
通用血液的制造將有助于建立穩(wěn)定的血液儲備，減少因血型不匹配導(dǎo)致的輸血風(fēng)險(xiǎn)，提高血液供應(yīng)的靈活性。
3.醫(yī)療研究
AKK的外切糖苷酶的研究還可能促進(jìn)血液學(xué)、免疫學(xué)等領(lǐng)域的科學(xué)發(fā)展，為未來的醫(yī)療技術(shù)提供新的思路和方法。
面臨的挑戰(zhàn)
盡管AKK的外切糖苷酶展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力，但在將其轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用的道路上，仍面臨著一些挑戰(zhàn)。
1.規(guī)模化生產(chǎn)的挑戰(zhàn)
如何高效、安全地規(guī)?；a(chǎn)AKK的外切糖苷酶，是實(shí)現(xiàn)通用血液制造的關(guān)鍵。這需要解決酶的穩(wěn)定性、生產(chǎn)成本、純度等問題。
2.法規(guī)和倫理的考量
通用血液的制造和使用需要遵循嚴(yán)格的法規(guī)和倫理標(biāo)準(zhǔn)。這包括對AKK的外切糖苷酶的安全性評估、臨床試驗(yàn)的倫理審查、以及最終產(chǎn)品的監(jiān)管等。
3.成本效益分析
控制生產(chǎn)成本，提高通用血液的經(jīng)濟(jì)可行性，是實(shí)現(xiàn)其廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵。這需要在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，降低成本。
未來展望
嗜黏蛋白-阿克曼氏菌（AKK）的外切糖苷酶的發(fā)現(xiàn)，為ABO血型系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化提供了一種全新的方法，為制造通用血液提供了可能。雖然目前還處于研究階段，但這一發(fā)現(xiàn)無疑為解決全球血液供應(yīng)不足的問題提供了新的思路和希望。隨著科技的進(jìn)步和研究的深入，我們有理由相信，未來通用血液將成為現(xiàn)實(shí)，為人類健康事業(yè)做出更大的貢獻(xiàn)。
參考來源：
Mathias Jensen, et al. Akkermansia muciniphila exoglycosidases target extended blood group antigens to generate ABO-universal blood. Nature Microbiology. (2024).
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