肠道细菌又立功:帮A型血变O型血!

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每天,全世界各地的医院都会消耗大量捐献的血液,用于紧急手术、定期手术和常规输血。但是血液并不能随便被患者接受,成功输血的前提,是病人和捐献者的血型必须是相容的。近日,研究人员分析了人类微生物组中的细菌,并发现某些肠道微生物产生的两种酶,可以将普通的A型转化为一种更为通用的O血型。如果这一过程能成功,血液专家认为这可能会使献血和输血发生革命性的变化。

图片来源:Nature Microbiolgoy

美国国立卫生研究院临床中心的输血专家Harvey Klein说:“这是第一次,如果可以复制这些数据,那肯定是一项重大进步。” Klein没有参与这项研究。

人通常是四种血型中的一种,即A、B、AB或O型,这是由红细胞表面特定的糖分子定义的。如果A型血人接受B型血,或者反向为之,这些被称为血液抗原的分子将会引起免疫系统对红细胞发起的致命攻击。但O型细胞缺乏这些抗原,就有可能将这种血型输血给他人。因此,这种“通用”型血液尤为重要。

美国纽约血液中心红细胞生理学家Mohandas Narla说:“在美国和世界其他地方,血液一直短缺。”

为了增加通用血液的供应,科学家们试图通过去除A型血中A抗原来改造第二常见的A型血,但他们只取得了有限的成功,因为已知能够去除红细胞中有害糖的酶,其效率不足以完成这项工作。

近日,加拿大不列颠哥伦比亚大学的化学生物学家Stephen Withers领导的一个团队,在对这些酶进行了4年的改进后,将目光放在了人肠道微生物组,他们认为这些定植在肠道壁上的微生物,很有可能会提供分解血型抗原的酶。由于肠道壁的粘蛋白中会同时含有许多A和B抗原分子,而这些粘蛋白主要负责阻挡肠道细菌进入人体的其他部位,但同时肠道微生物以这些粘蛋白为食,因此某些细菌理应含有分解A和B抗原的糖苷酶。

该团队来自美国加州大学伯克利分校的博士后Peter Rahfeld收集了一份AB血型男性志愿者的粪便样本,并分离出DNA。从理论上讲,DNA将包含编码消化粘蛋白细菌酶的基因。他将大量DNA片段转移到大肠杆菌中,然后观察是否有微生物产生能去除A型和B型糖抗原的蛋白质。

起初,他们没有看到什么希望。但当他们同时测试了产生的两种酶时,它们在人类血液中发挥了神奇的作用,糖被去除。这两种酶最初来自一种名为FlavoniFractor plautii的肠道细菌。研究还显示,这两种酶必须合作,才能将A型抗原去除。该研究近日已发表在《Nature Microbiology》上。

Narla表示,“就实用价值而言,这些发现非常有希望。在美国,A型血占供血量的近三分之一,这意味着通用献血量的可获得性几乎翻了一番。”但他也表示,还需要做更多的工作来确保所有“违规”的A抗原都被清除,这是以前一直在努力的一个问题。

Withers表示,研究人员需要确保微生物酶不会在不经意间改变红细胞上可能产生其他问题的物质。目前,研究人员只专注于转换A型血,因为它比B型血更加常见。Withers说:“有了将A型转变为O型的能力,将扩大我们的血液供应,以缓解这些短缺。”

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