每天,全美国境内的医院大约需要16500升的献血量,用于紧急手术、定期手术和常规输血。但是,输血这件事,不是你献了血,我就一定能输进去。想要成功输血,患者和供者的血型必须匹配。如今,研究人员通过分析人体消化道内的细菌发现,有一种微生物能产生两种酶,将常见的A型血转化为更普遍适用的血型。可想而知,一旦这种方法被证明真的可行,将彻底改变献血和输血的方式。
人类血型无非4种:A、B、AB以及O型。这4种血型其实是通过血液中红细胞表面的异常糖分子来定义的。如果一个A型血的人输入了B型血,或者B型血的人输了A型血,那么这些糖分子(也称“血液抗原”)就会触发免疫体统对红细胞发动致命的攻击。但是O型血就比较友好,因为O型血的红细胞本身就缺乏血液抗原,所以有可能将这种血液(主要是红细胞,血浆里还是含有A、B抗体的)输入任何人体内。在急诊室里,O型血格外受欢迎。
但不论是在哪一个国家,这种普遍适用的血型都处于持续短缺的状态。于是,研究人员开始动脑筋,能不能改造一下第二种最常见的血型——A型血呢?比如,把其中的A抗原去除?想法很好,研究也取得了有限的成功。有一种酶确实可以去除红细胞中的糖类抗原,但该方法的效率太低,不够经济实惠。
经过4年的潜心研究,来自加拿大英属哥伦比亚大学的化学生物学家Stephen Withers带队,决定放弃之前的那种酶……再去人体消化道瞅瞅其他的酶……结果发现,有一些微生物附着在消化道壁,能吃掉那里的被称为“黏蛋白”的糖-蛋白质复合物,而黏蛋白中的糖和红细胞中的糖类抗原十分类似。
于是,研究团队收集了人类的粪便样本,并提取其中的DNA,其中应该包含能消化黏蛋白的细菌酶的DNA。
研究人员将这些DNA切碎,并将不同的片段分别混入实验室常用的大肠杆菌的DNA中,然后监测这些细菌是否能产生具有去除“A抗原”能力的蛋白质。最终,研究人员发现,当把两种产生的酶放在一起时,糖即刻被移除了。同样,这两种酶在人体的血液环境中也同样奏效。只需加入一点点,就能去除A型血中的糖类抗原。而这两种酶都来自一种叫Flavonifractor plautii的肠道细菌。
该研究成果已于2019年6月10日发表在Nature Microbiology上。
但同时,研究人员也表示,要想达到实际应用的目的,还有许多工作要做。比如,确保所有的抗原糖都被移除,这也是之前工作中遇到过的困难。而项目的负责人Withers教授认为,研究人员还应该确认,微生物产生的酶在移除红细胞抗原的同时,没有对红细胞进行其他改造。现在,科学家们仍将目光聚焦在A型血的转换上,毕竟该血型比B型血更加常见。如果真能将A型血转换成O型血,供血紧张的局面一定会得到缓解。