肠道细菌可以将A、B血型转成O型?

在今年1月份,因为暴风雨引发的美国东海岸医疗紧急事件,促使红十字会发出紧急呼吁,特别需要O型血液供应。而科学家们表示,他们已经发现了一种酶,来自人体肠道,可以将A型B型血液转化为O型,比以前研究过的酶效率提高了30倍。

ABO血型系统

人类的血液内有以下的抗原抗体,组成不同的血型:

A型血的人血球表面有A型抗原;他们的血清中会产生对抗B型抗原的抗体。一个血型为A型的人只可接受A型或O型的血液。B型血的人跟A型血的人相反,他们红血球表面有B型抗原;血清中会产生对抗A型抗原的抗体。血型为B型的人亦只可接受B型或O型的血液。AB型血的人的红血球表面同时有A型及B型抗原;他们的血清不会产生对抗A型或B型抗原的抗体。因此,若在受血前有将送血者血液中的抗体分离的话,AB型血的人是「全适受血者」。然而,他们只可捐血予同样血型的人,例如,AB型的人只可以捐血给AB型的人。O型血的人红血球表面都没有A或B型抗原。他们的血清对两种抗原都会产生抗体。因此,若在受血前有将送血者血液中的抗体分离的话,O型血的人是「全适捐血者」。然而,他们只可接受来自同样血型的血,例如,O型的人只能接受O型的血。所以作者想找的酶,就是希望具有能够将抗原从A、B型血球上拿下的能力,如此一来就可以变成O型的血了。

基因组学可从大量基因组筛选目标基因

研究人员将于第256届美国化学学会(American Chemical Society, ACS)全国会议博览会上展示他们的成果

Stephen Withers博士说:「我们对能够从红血球中去除A或B抗原的酶特别感兴趣,如果你可以去除那些只是单糖的抗原,那么你就可以将A或B转化为O型血,科学家们一直追求将血液调整为O型的方法,但是他们还没有找到既安全又经济的高效选择性酶。」

为了更快地评估潜在的候选酶,Withers与他的机构加拿大英属哥伦比亚大学(UBC)的同事合作,他使用宏基因组学来进行研究。Withers解释说:「使用宏基因组学,你可以从环境中获取所有有机体,并提取所有混合在一起的有机体之总DNA。」宏基因组学可以让Withers的团队在不需要培养个体情况下对数百万种微生物的基因进行采样,接着,研究人员使用大肠杆菌,筛选含有编码能够切割糖残基的酶。因此,Withers不是使用宏基因组学作为研究微生物生态学的手段,而是利用它来发现新的生物酶,他说:「这是一种将遗传信息从环境中带入实验室的环境,然后筛选我们感兴趣之功能的方法。」

已在人体肠道细菌中找到新的酶 去除抗原能力是旧的30倍

Withers的研究小组原本考虑从蚊子水蛭中采集DNA,因为这些生物具有降解血液的能力,但最终在人体肠道微生物中找到了成功的候选酶。称为黏蛋白糖基化蛋白质,它排列在肠壁上,提供糖作为肠道细菌的附着点。一些黏蛋白糖的结构与A型和B型血液上的抗原相似,研究人员研究了细菌用来从黏蛋白中提取糖的酶,并发现了一种新的酶家族,其去除红血球抗原的效率是以前候选者的30倍之高。

科学家计划制造最有效的除糖酶

Withers目前正在与UBC血液研究中心的同事合作,对这些酶进行实验验证,并对其进行更大规模的测试,以进行潜在的临床试验。此外,他计划进行定向进化,这是一种模拟自然进化的蛋白质工程技术,目标是创造最有效的除糖酶。

Withers说:「我很乐观地认为,我们找到一个非常有趣的候选物,可将捐献的血液调整为O型,当然,它必须经过许多临床试验,以确保它没有任何不良后果,就目前来讲,看起来非常有希望。」

一般出现重大灾情,往往就会发生缺血灾,虽然有很多人踊跃的去捐血,但碍于血液的四种血型,有时候就算有血液,也不见得有适合患者血型的,像这种时候,这种除糖酶的功能就是非常必须的,如果能研发成功,这样发成灾情时,也能提高患民们的存活率

参考资料:https://www.sciencedaily.com/releases/2018/08/180821094216.htm

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