血型轉換技術的研究是輸血醫(yī)學領域的一個重要分支。ABO血型系統(tǒng)中的A、B抗原及其擴展抗原（ExtA和ExtB）的存在，限制了不同血型間血液的通用性。4月29日，丹麥技術大學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）的酶在去除紅細胞（RBC）上的B抗原及其擴展抗原方面的潛力，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
AKK是一種在人體腸道中發(fā)現的共生菌，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抗原及其擴展抗原進行轉化。
外切糖苷酶的作用機制
外切糖苷酶通過一系列精細的生物化學反應，能夠將紅細胞表面的ABO抗原結構進行改變，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。這一過程涉及到對抗原分子的糖鏈結構進行剪切和修飾，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，以確定它們去除B抗原的效率。通過與已知的B抗原裂解酶進行比較，研究人員評估了這些酶在轉化緩沖液中對RBC上B抗原的轉化情況。
實驗結果顯示，AmGH110A在去除RBC上的B抗原方面顯示出了較高的效率，這表明它可能是實現B型血向通用血液轉換的關鍵。
研究人員進一步探討了ExtB對B抗原去除的影響。他們發(fā)現，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)現需要使用AmGH110A和AmGH20A進行依次或混合使用。這種策略的提出，基于對酶作用機制的深入理解和實驗數據的支持。
2.A抗原及其擴展抗原的去除
使用相同的策略，研究人員評估了AKK酶去除RBC上的A抗原及其擴展抗原的效率。他們發(fā)現AmGH109A活性最低，而AmGH36A表現出最高的效率。
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分鐘內足以完全轉化來自三個供體的A抗原，這為臨床應用提供了重要的參數。
研究人員還發(fā)現AmGH95B和AmGH35A對于A擴展抗原的去除效率最高，這為進一步優(yōu)化血型轉換過程提供了新的候選酶。
轉化后的血液與O型血漿的相容性
與單獨轉化A或B抗原相比，AKK的外切糖苷酶組合去除紅細胞上的典型和擴展ABO抗原，顯著改善了與O型血漿的相容性。這意味著轉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。
通用血液的潛在應用
這項研究證明了腸道細菌作為生產通用輸血、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致的輸血風險，提高血液供應的靈活性。
3.醫(yī)療研究
AKK的外切糖苷酶的研究還可能促進血液學、免疫學等領域的科學發(fā)展，為未來的醫(yī)療技術提供新的思路和方法。
面臨的挑戰(zhàn)
盡管AKK的外切糖苷酶展現出了巨大的應用潛力，但在將其轉化為實際應用的道路上，仍面臨著一些挑戰(zhàn)。
1.規(guī)模化生產的挑戰(zhàn)
如何高效、安全地規(guī)模化生產AKK的外切糖苷酶，是實現通用血液制造的關鍵。這需要解決酶的穩(wěn)定性、生產成本、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格的法規(guī)和倫理標準。這包括對AKK的外切糖苷酶的安全性評估、臨床試驗的倫理審查、以及最終產品的監(jiān)管等。
3.成本效益分析
控制生產成本，提高通用血液的經濟可行性，是實現其廣泛應用的關鍵。這需要在保證產品質量的前提下，優(yōu)化生產工藝，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，為ABO血型系統(tǒng)的轉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)現無疑為解決全球血液供應不足的問題提供了新的思路和希望。隨著科技的進步和研究的深入，我們有理由相信，未來通用血液將成為現實，為人類健康事業(yè)做出更大的貢獻。
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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