手到擒来:通用血液快速送达,救援再也不迟!

手到擒来:通用血液快速送达,救援再也不迟!

首页模拟经营快速送达更新时间:2024-04-22

在医疗手术中,我们常常会遭遇血源不足的情况,可是事实上,多数时候并不是血源不足,而是所需的血源不足。如我们所知,根据红细胞表面的抗原不同,人类的血型有数十种分类系统,如果错误地将与自身血型不匹配的血液输入体内,人们会因过度的免疫反应而死亡。因此,血源稀缺的难题一直困扰着医学界。不过,通过运用“减法”和“加法”,科学家已经能生产通用血液了,这个难题也许很快就能解决。

减掉抗原变O型

众所周知,ABO血型是最常见的血型分类系统,在这个系统中,O型血属于通用血液,O型血的红细胞上没有A抗原和B抗原,将它输入到其他血型的人们体内,他们的身体不会因为识别出抗原而产生抗体进行攻击。而其他血液不能通用,比如A型血的红细胞表面有着A型抗原,B型血的人的血浆里有抗A型抗体,如果B型血的人接受A型血就会致命,反之同理。因此,将A型血或其他血型转化成O型血,是制造通用血液的方法之一。

如上所述,红细胞表面A型抗原的存在是A型血和O型血的主要差异,那么将A型抗原剔除掉,A型血是不是就能变成O型血呢?加拿大不列颠哥伦比亚大学生物化学家斯蒂芬·威瑟斯花了几十年时间来实践这一想法,最近,他取得了一些成果。

什么物质能“吃掉”抗原呢?抗原大部分是蛋白质,所以我们很容易想到蛋白酶。威瑟斯也是这样想,他首先将目光投到蚊子和蚂蟥身上,这些生物以血液为食,它们体内理所当然具有消化血液的酶。不过很快,他就发现这个想法有些走偏:蚊子和蚂蟥的血液酶是将血细胞完全消化分解成小分子的酶,并不仅仅针对红细胞上的抗原,使用它们的酶,血细胞会“荡然无存”。

走了一些弯路后,威瑟斯决定从生活在人体肠道中的微生物身上取取经。这些微生物最容易接触到我们的包括血细胞在内的组织细胞,它们也主要是以细胞上的蛋白质和多糖为食的,而组织细胞上的蛋白质结构是相似的,因此,肠道微生物非常可能拥有一种酶,能够精确有效地分解红细胞上的抗原。

通过收集人类的粪便样本,威瑟斯和他的同事分离出肠道菌群并提取了它们的DNA。接着,研究人员将单个DNA片段转入大肠杆菌中,监测大肠杆菌是否产生了目标蛋白酶。测试了近2万个不同的基因片段后,研究小组最终找到了两种特殊的酶,同时使用这两种酶可去除红细胞上的抗原A,这样就可以使A型血转化为O型血。

添加外套藏抗原

想必你已经发现,威瑟斯的成果仅仅是制造出了O型血,但我们的血型分类系统并不只有ABO系统,在其他血型系统中,O型血仍然是“万能血”吗?显然并非如此,目前我们总共有39种血型分类系统,在不同系统中,参与分类的抗原各不相同,O型血的红细胞中没有A、B抗原,但仍然可能有其他抗原。如果要一一找出吃掉不同抗原的酶,威瑟斯的团队还要进行许多工作。

那么,换个思路会不会更好一些?一个新的制造通用血液的方法是给红细胞加件“外套”,将暴露在外的抗原遮挡住,这样我们的免疫系统就不会排斥外来的血液了。浙江大学医学家王本和化学家唐睿康带领的团队正是以这个思路在制造通用血液。

2014年,王本和唐睿康就已提出了这一个给红细胞“穿外套”的策略:当红细胞“穿”上一层聚多巴胺的“外套”,其表面抗原就会被遮蔽起来,成为ABO血型系统的“万能血”。他们的创意来自于鸡蛋膜——鸡蛋膜将卵细胞保护其中,既避免了细菌污染,同时也不阻碍它与精子结合,实现生育功能。

经过6年的研究,研究团队制出了红细胞的“外套”:它不仅可以遮蔽ABO系统的抗原,也能遮蔽Rh血型系统的D抗原,制出了更广泛意义上的通用血液。这款“外套”是由一种类似于磷脂(细胞膜骨架分子)的分子和水凝胶制成的,其厚度约200纳米,“穿在”红细胞身上,完全不会给它带来任何负担,红细胞仍然可以在血管中自由穿梭,实现运氧功能。

此外,还有科学家通过敲除红细胞制造抗原的基因来制造通用血液,也有科学家想通过直接制造人造血液的方法来解决稀缺血源不足的问题。无论哪一种方法,如果通用血液真的面世,就能解决医疗上的一大难题并大大提高手术存活率,使人类的医疗水平迈上新的台阶。

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