Nature子刊:第一次,新的酶混合物为普及献血开辟了新途径

时间:2024年5月6日
来源:AAAS

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丹麦理工大学和隆德大学的研究人员发现了一种酶,可以消除阻碍通用供血的障碍。

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发展通用献血者的努力向前迈出了决定性的一步。丹麦理工大学和隆德大学的研究人员发现,当与红细胞混合时,酶能够去除构成人类ABO血型A和B抗原的特定糖。研究结果发表在科学杂志《自然微生物学》上。

“这是第一次,新的酶混合物不仅去除了描述良好的A和B抗原,而且扩展了以前不被认为对输血安全有问题的变体。我们已经接近能够生产B组献血者的通用血液,而转化更复杂的A组血液仍有工作要做。我们现在的重点是详细调查是否存在额外的障碍,以及我们如何改进我们的酶,以达到普遍血液生产的最终目标,”DTU的研究负责人、该发现背后的资深科学家之一Maher Abou Hachem教授说。

他表示,这一发现是DTU研究人员在人类肠道微生物群酶方面的专业知识与隆德大学研究人员在碳水化合物血型和输血医学方面的专业知识相结合的结果。

对献血者的高需求

人类红细胞携带特定的复合糖结构(抗原),定义了A、B、AB和o四种ABO血型。这些抗原控制着安全输血和器官移植时供体和受体之间的相容性。对献血者的血液进行疾病标志物和主要血型的筛选。然后它可以被冷藏长达42天。

由于老年人在人口中所占比例较大,而且接受血液密集型医疗程序的患者较多,因此对献血者的需求很高。成功地将A型或B型血转化为ABO通用献血者血可以显著减少目前与储存四种不同血型相关的物流和成本。此外,普及献血者血液的发展将通过减少即将过期的血液的浪费,导致献血者血液供应的增加。

之所以有必要去除A抗原和B抗原来制造通用供体血液,是因为当它们被输入不匹配的受体时,会引发危及生命的免疫反应。

40多年前就提出了利用酶生产通用献血者血液的概念。从那时起,人们发现了更高效率的酶来去除A和B抗原,但研究人员仍然无法解释或消除所有与血液有关的免疫反应,因此这些酶仍然没有在临床实践中使用。

来自肠道的酶

丹麦理工大学和隆德大学的研究小组已经找到了新的方法来寻找能够去除A和B血液抗原以及阻止它们的糖的酶。研究小组发现了人类肠道细菌Akkermansia muciniphila的新酶混合物,这种细菌通过分解覆盖在肠道表面的粘液来进食。事实证明,这些酶非常有效,因为肠粘膜表面的复合糖与血细胞表面的复合糖具有相似的化学成分。

“粘膜的特殊之处在于,能够在这种物质上生存的细菌,通常有专门的酶来分解粘膜糖结构,其中包括血型ABO抗原。这个假设被证明是正确的,”Maher Abou Hachem说。

在这项研究中,研究人员测试了24种酶,他们用这些酶来处理数百份血液样本。

“通用血液将更有效地利用献血者的血液,并避免错误地进行abo血型不匹配的输血,否则可能导致接受者的致命后果。当我们能够创造abo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,”隆德大学这项研究的负责人Martin L. Olsson教授说。

荷兰理工大学和隆德大学的研究人员已经为这种新酶和酶治疗方法申请了专利,并希望在未来三年半的时间里在他们的新联合项目中取得进一步进展。如果成功,这个概念需要在对照患者试验中进行测试,然后才能考虑进行商业生产和临床使用。

最初的研究项目由丹麦独立研究基金(技术和生产科学,FTP)、瑞典研究委员会、瑞典政府和县议会的ALF拨款、克努特和爱丽丝瓦伦堡基金会和丹麦自然科学研究基金(FNU)资助,而新的持续项目由诺和诺德基金会跨学科协同计划资助。

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Donorblood

在斯堪的纳维亚半岛,四种主要血型分布着大约40- 45%的A型血,其中大多数是所谓的RhD阳性,10- 15%是RhD阴性,其次是O型血,约占40%,B型血约占10%,AB型血约占5%。O型血的红细胞是唯一可以被所有接受治疗的患者使用的类型,无论ABO血型如何。

肠道细菌

嗜粘液杆菌是一种在大多数健康人肠道中大量存在的细菌。这种细菌可以分解肠道粘液,产生有益的化合物,如短链脂肪酸丙酸,除了对体重和代谢指标产生有益的影响。

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