A型血变O型血原理介绍为什么这种A也能有O

图片：ARINDAM GHOSH
在美国，平均每天要消耗大约16500升储血量。由于血型抗原的限制，供血者和用血者必须保证血型匹配才能不发生免疫排斥反应。一度被奉为“万能血”的O型血，被认为可以用于大部分血型的患者，因此处于供不应求的状态。在一项发表在《自然·微生物学》的最新研究中，科学家发现：两种肠道细菌产出的酶，可以将A型血转变成O型血！这有望解决血液供给的燃眉之急。
“万能”的O型血
人体血液中的红细胞表面存在可以被识别的抗原分子，这也是血液被分为不同类型的原因。血型抗原主要包括一些糖蛋白分子结构，最关键的就是A型抗原（GalNAc）和B型抗原（Gal）。这些糖蛋白在日常生活中与红细胞的功能相关，决定着一些物质在细胞中的输入和输出，维持着细胞的结构，并影响细胞和其他组织结构的化学信号交流。
这些抗原，对不同血型的个体来说是具有特异性的，同时也是免疫系统识别外来红细胞的重要组成部分。当拥有A型血液的人体中出现B型血液时，会激活免疫系统产生大量针对B型血细胞的抗体，来消灭入侵的B型红细胞。这种反应迅速的天然免疫机制对人体来说非常关键，它能保护人体免受外来病原体和异物的侵袭。只不过，一旦该反应出现在输血过程中，则可能引发强烈的免疫排斥反应，甚至造成患者死亡。
由于O型血缺乏A和B抗原，因此曾被认为可以输送到任何其他几种血型的人体内。不过随着近些年医学的发展，医生意识到这种“万能性”也是存在局限的，不仅需要排除掉O型血中含有的A型和B型抗体，另外稀有血型也会影响O型血的直接使用。稀有血型人群带有特殊的抗原，因为人群占比小，也被称为“熊猫血”，如Rh阴性。在中国大约有1%的人群是Rh阴性血型，这些人群在输血时必须在ABO系统基础上额外进行Rh抗原考虑。
现在血袋上都会有Rh的标识。图片：WIKI COMMONS
尽管存在这些因素，O型血仍是在其他血型的血液供给不足时最好的选择，这也间接地造成了O型血供血不足。为了解决O型血短缺的情况，一个思路就是将其他的血型转变成O型血。早在上世纪80年代，生物学家Goldstein就提出将A型或B型血细胞表面的GalNAc或者Gal去除，从而源源不断地获得O型血。
A（左）、O（中）、B（右）三种血型中红细胞表面糖蛋白结构
制造O型血
在过去10年中，科学家都在研究怎样去除A型血中的红细胞的抗原，来自丹麦哥本哈根大学的生物学家Henrik Clausen进行了最早的探索。他当时主要试图搜寻一些酶，希望在不破坏红细胞的情况下分解A和B抗原上的多糖链，这样进行输血时也就不会引起个体的免疫排斥反应。
研究团队最先尝试过一种从咖啡豆中提取的酶，其能够移除掉红细胞上的B型抗原，尽管其效率非常低，但这让科学家看到了该方法奏效的希望。为此，他们分析了从细菌和真菌中超过2500种的酶，但他们只在一种会引起婴儿脑炎感染的细菌中，发现了可以将A型血转变成O型血的酶。
不过，这些酶的效率仍然很低，需要加入大量的酶才能获得少量的O型血（大约每60 mg的酶才能获得200 ml的O型血），商用价值很低。并且因为是致病菌中提取出来的，不排除有医疗安全风险。还有一些科学家试图用一种酶就将A和B型抗原直接去除，或者利用人工合成的方法自己创造一种分解这些抗原的糖苷酶，但这些方法都收效甚微。
A到O型血的高效转换
随着近些年酶组学的发展，已经有许多效率更高的手段来寻找合适的酶，尤其是基因文库筛选的出现，让加拿大不列颠哥伦比亚大学的Stephen Withers找到了获得血型转换工具的方式。Withers没有漫无目的地进行广泛筛选，而是将目光放在了我们的肠道细菌中，他认为这些与我们共享同一片微环境的生物，很有可能会提供分解血型抗原的酶。

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