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圖片：ARINDAM GHOSH
在美國，平均每天要消耗大約16500升儲血量。由于血型抗原的限制，供血者和用血者必須保證血型匹配才能不發(fā)生免疫排斥反應。一度被奉為“萬能血”的O型血，被認為可以用于大部分血型的患者，因此處于供不應求的狀態(tài) 。在一項發(fā)表在《自然·微生物學》的最新研究中，科學家發(fā)現(xiàn)：兩種腸道細菌產(chǎn)出的酶，可以將A型血轉(zhuǎn)變成O型血！這有望解決血液供給的燃眉之急。
“萬能”的O型血
人體血液中的紅細胞表面存在可以被識別的抗原分子，這也是血液被分為不同類型的原因。血型抗原主要包括一些糖蛋白分子結(jié)構(gòu)，最關(guān)鍵的就是A型抗原（GalNAc）和B型抗原（Gal）。這些糖蛋白在日常生活中與紅細胞的功能相關(guān)，決定著一些物質(zhì)在細胞中的輸入和輸出，維持著細胞的結(jié)構(gòu)，并影響細胞和其他組織結(jié)構(gòu)的化學信號交流。
這些抗原，對不同血型的個體來說是具有特異性的，同時也是免疫系統(tǒng)識別外來紅細胞的重要組成部分。當擁有A型血液的人體中出現(xiàn)B型血液時，會激活免疫系統(tǒng)產(chǎn)生大量針對B型血細胞的抗體，來消滅入侵的B型紅細胞。這種反應迅速的天然免疫機制對人體來說非常關(guān)鍵，它能保護人體免受外來病原體和異物的侵襲。只不過，一旦該反應出現(xiàn)在輸血過程中，則可能引發(fā)強烈的免疫排斥反應，甚至造成患者死亡。
由于O型血缺乏A和B抗原，因此曾被認為可以輸送到任何其他幾種血型的人體內(nèi) 。不過隨著近些年醫(yī)學的發(fā)展，醫(yī)生意識到這種“萬能性”也是存在局限的，不僅需要排除掉O型血中含有的A型和B型抗體，另外稀有血型也會影響O型血的直接使用。稀有血型人群帶有特殊的抗原，因為人群占比小，也被稱為“熊貓血”，如Rh陰性。在中國大約有1%的人群是Rh陰性血型，這些人群在輸血時必須在ABO系統(tǒng)基礎上額外進行Rh抗原考慮。
現(xiàn)在血袋上都會有Rh的標識。圖片：WIKI COMMONS
盡管存在這些因素，O型血仍是在其他血型的血液供給不足時最好的選擇，這也間接地造成了O型血供血不足。為了解決O型血短缺的情況，一個思路就是將其他的血型轉(zhuǎn)變成O型血。早在上世紀80年代，生物學家Goldstein就提出將A型或B型血細胞表面的GalNAc或者Gal去除，從而源源不斷地獲得O型血。
A（左）、O（中）、B（右）三種血型中紅細胞表面糖蛋白結(jié)構(gòu)
制造O型血
在過去10年中，科學家都在研究怎樣去除A型血中的紅細胞的抗原，來自丹麥哥本哈根大學的生物學家Henrik Clausen進行了最早的探索。他當時主要試圖搜尋一些酶，希望在不破壞紅細胞的情況下分解A和B抗原上的多糖鏈，這樣進行輸血時也就不會引起個體的免疫排斥反應。
研究團隊最先嘗試過一種從咖啡豆中提取的酶，其能夠移除掉紅細胞上的B型抗原，盡管其效率非常低，但這讓科學家看到了該方法奏效的希望。為此，他們分析了從細菌和真菌中超過2500種的酶，但他們只在一種會引起嬰兒腦炎感染的細菌中，發(fā)現(xiàn)了可以將A型血轉(zhuǎn)變成O型血的酶。
不過，這些酶的效率仍然很低，需要加入大量的酶才能獲得少量的O型血（大約每60 mg的酶才能獲得200 ml的O型血），商用價值很低。并且因為是致病菌中提取出來的，不排除有醫(yī)療安全風險。還有一些科學家試圖用一種酶就將A和B型抗原直接去除，或者利用人工合成的方法自己創(chuàng)造一種分解這些抗原的糖苷酶，但這些方法都收效甚微。
A到O型血的高效轉(zhuǎn)換
隨著近些年酶組學的發(fā)展，已經(jīng)有許多效率更高的手段來尋找合適的酶，尤其是基因文庫篩選的出現(xiàn)，讓加拿大不列顛哥倫比亞大學的Stephen Withers找到了獲得血型轉(zhuǎn)換工具的方式。Withers沒有漫無目的地進行廣泛篩選，而是將目光放在了我們的腸道細菌中，他認為這些與我們共享同一片微環(huán)境的生物，很有可能會提供分解血型抗原的酶。

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