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血型不符咋办?肠道酶帮忙

科普小知识2022-07-12 09:42:45
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血型不符咋办?肠道酶帮忙

献血是光荣的,但也将受到纯生物学的限制。人类有四种血型,A型、B型、AB型和o型。血型的不同给医生的工作带来了麻烦,因为不是每种输血都能随便丢失。如果有人被注射了不适当的血液,免疫系统会尽力消灭外来入侵者,这可能会导致严重的并发症甚至死亡。

然而,O型血是个例外。这种血液可以渗入任何人的血管。因此,如果能找到一种方法将所有捐献的血液转化为O型血,那么至少在表面上,我们可以解决因输血不匹配而引起的问题。不列颠哥伦比亚大学的一些科学家认为他们已经找到了藏在人体肠道内的解决方案。在美国化学学会第256届全国会议暨博览会上,一项研究发现,肠道细菌产生的酶可以将其他三种血型转化为O型。

“使用酶可能是唯一现实的方法,”领导这项研究的不列颠哥伦比亚大学生物化学家斯蒂芬·威瑟斯说。以前,科学家会使用人工合成或干细胞培养来生产O型血,但是这些方法不仅昂贵,而且存在安全问题,因此它们不能总是用作红细胞全部功能的替代品。使用酶来转化血液可以产生更多的O型血。献血也有保证期。如果不在期限内使用,就会浪费掉。因此,如果能够找到一种方法将任何类型的血液转化为O型血液,就可以缓解血液供应的短缺。

早在1982年,科学家就证明了在生咖啡豆中使用酶可以将B型血转化为O型血。然而,这种转化过程需要大量的酶,并且此后,这些研究的进展相对缓慢,这也表明这种方法难以大规模应用。

尽管这些新发现还处于初始阶段,但它们显示了效率的潜力。

简而言之,血型是由红细胞表面的特殊糖决定的。这些糖被称为抗原,有两种类型:A型和B型。A型血液中的红细胞呈现抗原A,B型血液呈现抗原B,AB型血液呈现抗原A和抗原B,而O型血液不呈现两种抗原。免疫系统可以利用抗体识别细胞。如果体内出现外来抗原,免疫系统会认为这是一种威胁,并攻击外来抗原。

然而,如果有一种酶可以切断红细胞上的抗原,那么我们就可以将A型、B型和AB型血液转化为O型血液。水蛭和蚊子已经被证明可以降解血液,但是我们不会选择蚊子和水蛭,也不会使用上面提到的绿色咖啡豆。根据专家的说法,我们应该把注意力转向自己。

加拿大高迪亚特大学的生物学家兼助理教授大卫·关说:“最有希望的是与人类共存并生活在人类体内的微生物和大多数细菌。”。大卫和威瑟斯一起工作,但没有参与新的研究。"这些微生物最有可能接触到我们的细胞和细胞上的糖分。"抗原A、抗原B和抗原O的结构类似于肠壁蛋白上的糖,因此肠道细菌进化出的酶能够准确有效地切割这些糖以维持自身的营养是有意义的。

威瑟斯和他的团队利用基因组分析分离出单个的DNA片段,并将其插入大肠杆菌..该研究小组测试了近20,000个不同的基因片段,以找出哪些片段可以产生作用于抗原A和抗原B的活性酶。该研究小组最终发现了一种酶,这种酶在切割人类血液中的抗原A方面比以前的任何发现都要有效30倍。威瑟斯和他的团队仍在申请这种酶的专利。他们还没有研究酶是什么以及它是如何工作的。

这种酶也可以在小批量和不同环境条件下有效工作,这意味着我们不需要为转化的血细胞建立另一种解决方案。威瑟斯说,这种酶易于生产和纯化,“因此,即使在资源有限的地区,也可以根据不同的需要在当地生产”。在将新发现的酶与其他科学家以前发现的酶结合后,发现它能有效地裂解B抗原,因此研究小组最终发现了一种突破性的产品,它能把任何血型的血液转化成O型血。

然而,将这种方法应用于捐献血液的转化还为时过早。威瑟斯说:“我们需要确保红细胞不会发生任何不利的变化。”。威瑟斯的团队目前正在进行测试来验证这一点。还有另一个需要克服的障碍,也就是说,研究小组需要证明输血前可以去除所有酶的痕迹,以确保接受者自身的血液和其他细胞呈现相似的碳水化合物抗原。临床试验只能在两个部分检查无误后进行。

值得强调的另一点是,血型不仅受抗原A、B和O的影响,因此本文前面提到的血型分类很简单。Rh蛋白负责阴性和阳性血型,还有31种不常用的血型系统。威瑟斯的研究试图解决巨大的障碍,但是如果我们想从血液中去除Rh以产生Rh阴性血型并控制血型中的其他变量,我们需要开发其他新技术。

完美的通用血型可能是不可能的,但是这个新发现确实创造了一些令人兴奋的东西,这样我们就可以把事情朝着正确的方向发展。研究小组还强调,肠道微生物群是健康科学中一个极好的宝库。我们肠道中的细菌可以将我们的血液转化为另一种血液,所以想象一下,我们的身体里可能还有其他的宝藏,而这些宝藏的秘密仍然需要研究。

“我认为这真的很令人兴奋,”大卫说。“我可能有偏见,但几年来我一直在做类似的研究,我认为威瑟斯的研究小组在实验室使用这些酶的方式已经得到越来越多的改进。这显示了真正的希望。"