“通用熊猫血”研制成功
3月21日,《科学进步》发表的一项研究表明,研究人员通过细胞膜锚定分子在红细胞表面构建聚唾液酸-盐酸酪胺凝胶网络,成功研制出“通用熊猫血”,实现了“通用熊猫血”的人工构建和安全输血。该成果由浙江大学化学系唐教授和浙江大学医学院第二附属医院/转化医学研究所王本副教授共同完成。
人们被发现有30多种血型。Rh血型系统是分类中最复杂的红细胞血型系统之一。RhD阳性的人占世界人口的绝大多数。RhD阴性是非常罕见的。例如,在亚洲,超过99.5%的人是RhD阳性,不到5%的人是RhD阴性。因此,它被称为“熊猫血”。
目前,有三种常用的输血方法:一种是由也是“熊猫血”的人来献血;另一种是让病人在紧急情况下提前抽血;第三种是在紧急情况下注射一次RhD阳性血液。
然而,稀有的血液来源一直困扰着“熊猫血”人群。有没有办法“一劳永逸”地解决输血问题?
唐·和王本的团队提出了由“荣树”将RhD阳性的红细胞“转化”为RhD阴性的红细胞的想法。
科学家是如何做到的?他们在细胞膜上引入专门设计的锚定分子,用磷脂样分子复制“柱子”锚定在红细胞膜表面,然后通过复制细胞膜最外层的唾液酸分子物质,在细胞表面均匀构建聚唾液酸-酪胺盐酸盐的凝胶网络。科学家通过酶催化反应将固定化的酶分子“粘”到稳定的结构中。
结果,伸出红细胞膜的触须也被隐藏在“保护网”中。有了这样一层“伪装”,抗体就不会识别抗原,不会引起免疫反应,也不会排斥。“我们的研究将RhD阳性的红细胞转变为似乎不含RhD抗原的红细胞,因此在临床实践中,预计患者在没有RhD血型匹配的情况下接受紧急输血。”王本说。
这项研究已经进行了近五年。王本说,这个实验设计的最大困难在于保持红细胞原有的物理性质和生理功能。
利用他们设计的三维凝胶网络对红细胞表面进行修饰是一种全新的策略。RhD阳性的红细胞由于其优越的生物亲和性和对细胞膜表面抗原的掩蔽作用,可以转化为“通用熊猫血”,供RhD阴性的受血者输血使用。针对RhD阴性稀有血型的临床输血问题,提出了一种新的生化解决方案,体现了化学与医学的交叉融合。
目前,“通用熊猫血”已实现正常循环时间的小鼠安全单次和多次输血。同时,RhD抗原的完全掩蔽也在兔体内得到证实,且无免疫原性。总的来说,这项研究显示了临床转化的良好前景。
王本透露,除了下一步继续进行“通用红细胞”的研究工作外,临床血小板输注也应考虑匹配,面临的问题比红细胞匹配更麻烦。目前,正在计划相关的扩展研究。在不久的将来,可能会有更多的方法通过化学和生物方法转化细胞,赋予细胞更多的新功能,并探索它们在医学上应用的可能性王本说。
相关论文信息:https://advances.sciencemag.org/content/6/12/eaaw9679