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“通用熊貓血”面世,有望高效地解決“熊貓血”血源短缺難題
來(lái)源:科技日?qǐng)?bào) 2020-03-26 14:01:28

RhD陰性血有一個(gè)大名鼎鼎的稱呼——“熊貓血”。因?yàn)榕R床上長(zhǎng)期存在血源短缺、匹配不到血型的難題,相關(guān)手術(shù)患者急求“熊貓血”的事例也時(shí)不時(shí)見諸報(bào)端。在緊急狀況下能否及時(shí)得到“救命血”成為關(guān)系到“熊貓血”受血者生命存亡的關(guān)鍵因素。

近日,浙江大學(xué)化學(xué)系唐??到淌诤驼憬髮W(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究院王本副教授聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)成功研制出了“通用熊貓血”,通過細(xì)胞膜錨定分子在紅細(xì)胞表面構(gòu)建聚唾液酸-鹽酸酪胺的凝膠網(wǎng)絡(luò),可將供應(yīng)充足的RhD陽(yáng)性紅細(xì)胞批量轉(zhuǎn)換為RhD陰性紅細(xì)胞,無(wú)須RhD血型匹配即可進(jìn)行應(yīng)急輸血,且不發(fā)生排異反應(yīng)。這一方法有望高效地解決“熊貓血”血源短缺難題。相關(guān)研究成果已發(fā)表于國(guó)際期刊《科學(xué)進(jìn)展》。

特殊之處在于D抗原

“人的血型通常由紅細(xì)胞表面某些可遺傳的糖蛋白及糖鏈構(gòu)成的抗原決定。”唐??蹈嬖V科技日?qǐng)?bào)記者,比如人們最為熟悉的是由A、AB、B、O組成的ABO血型系統(tǒng)。

Rh血型系統(tǒng)則是已分類的紅細(xì)胞血型系統(tǒng)中最復(fù)雜的一類。在Rh系統(tǒng)中,如果紅細(xì)胞表面含有D抗原,被稱為RhD陽(yáng)性,反之則稱為陰性。截至目前,像這樣的血型系統(tǒng)已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)有超過30種。

已有的科學(xué)研究發(fā)現(xiàn),RhD陽(yáng)性的人群占世界人口的絕大部分,RhD陰性是非常少見的,比如在亞洲,超過99.5%的人為RhD陽(yáng)性,只有不到千分之五的人是RhD陰性,RhD陰性血因此得名“熊貓血”。

“‘熊貓血’千里挑一的特殊之處在于這個(gè)D抗原。”唐睿康解釋說,從結(jié)構(gòu)上來(lái)看,D抗原像釘子一樣插在紅細(xì)胞中間,有一小部分像觸角一樣暴露在外,不但容易在RhD陰性的人體內(nèi)誘發(fā)人體免疫反應(yīng),而且它是Rh血型系統(tǒng)中產(chǎn)生抗體最多、反應(yīng)最為強(qiáng)烈的抗原。

據(jù)了解,同有“熊貓血”的好心人捐獻(xiàn)、患者提前抽出自己的血液以備不時(shí)之需或一次性輸入RhD陽(yáng)性血液應(yīng)急,是目前“熊貓血”受血者常見的三種輸血方式。

“對(duì)于血型為RhD陰性的人來(lái)講,第一次接受RhD陽(yáng)性的血液后會(huì)產(chǎn)生針對(duì)RhD抗原的抗體,到第二次輸血時(shí),抗體就會(huì)破壞RhD陽(yáng)性的紅細(xì)胞,產(chǎn)生可怕的后果。”王本表示,“熊貓血”人群需要能“一勞永逸”地解決輸血難題的辦法。

給紅細(xì)胞披上“外套”

“是否能給RhD陽(yáng)性的紅細(xì)胞披上一件仿生‘外套’,將其偽裝成RhD陰性?”唐??堤岢隽诉@一思路。

從結(jié)構(gòu)上看紅細(xì)胞,它的膜表面結(jié)構(gòu)是雙層柱狀的磷脂分子,嵌在“柱子”上的是球狀膜蛋白,整個(gè)結(jié)構(gòu)就好像是滴在水面上的油膜,這樣的結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的形變能力。D抗原就是嵌在這樣的結(jié)構(gòu)上,科研團(tuán)隊(duì)通過再造一層細(xì)胞膜表面結(jié)構(gòu),把D抗原的觸角掩藏起來(lái)。

在2014年6月,唐??到淌谂c王本副教授就曾在英國(guó)《化學(xué)科學(xué)》雜志提出一項(xiàng)紅細(xì)胞改造策略,當(dāng)紅細(xì)胞“穿”上一層聚多巴胺,其表面抗原就會(huì)被遮蔽起來(lái),成為ABO血型系統(tǒng)的“萬(wàn)能血”。

此次研究中,他們通過在細(xì)胞膜上引入特殊設(shè)計(jì)的錨定分子,用類磷脂分子復(fù)制出一根根“柱子”錨定在紅細(xì)胞膜表面,然后再通過復(fù)制細(xì)胞膜最外層唾液酸分子的材料,將聚唾液酸-鹽酸酪胺的凝膠網(wǎng)絡(luò)均勻地構(gòu)建在細(xì)胞表面。當(dāng)然,“柱子”和新的膜不會(huì)自主交聯(lián),科研團(tuán)隊(duì)通過引入固定酶分子并借助酶催化反應(yīng)將兩者“粘住”形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。

由此,原來(lái)紅細(xì)胞膜上探出頭來(lái)的觸角,也就被掩蔽在了“防護(hù)網(wǎng)”中。有了這樣一層“偽裝”,抗體就識(shí)別不出抗原了,不會(huì)引起免疫反應(yīng)、發(fā)生排異。“我們這項(xiàng)研究把RhD陽(yáng)性的紅細(xì)胞變成了像是沒有RhD抗原的紅細(xì)胞,這樣在臨床上,病人有望不需要RhD血型匹配就可以應(yīng)急輸血。”王本說。

“通用熊貓血”動(dòng)物實(shí)驗(yàn)效果可觀

目前,科研團(tuán)隊(duì)根據(jù)這一方法制造的“通用熊貓血”,已經(jīng)在小鼠體內(nèi)實(shí)現(xiàn)了安全的單次及多次輸血,具有正常的體內(nèi)循環(huán)時(shí)間,同時(shí)也在兔子體內(nèi)驗(yàn)證了RhD抗原的完全掩蔽,且不具備免疫原性。

“總體來(lái)說,這項(xiàng)研究展示了良好的臨床轉(zhuǎn)化前景。”王本補(bǔ)充道,這個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中最大的難度,就在于保持紅細(xì)胞原有的物理性能及生理功能。

據(jù)了解,科研團(tuán)隊(duì)所設(shè)計(jì)的三維凝膠網(wǎng)絡(luò)對(duì)紅細(xì)胞表面的修飾是一種全新的策略,由于其優(yōu)越的生物親和性和對(duì)細(xì)胞膜表面抗原的掩蔽作用,可將RhD陽(yáng)性的紅細(xì)胞轉(zhuǎn)換為可供RhD陰性受血者輸血的“通用熊貓血”,針對(duì)RhD陰性稀有血型的臨床輸血問題給出了新的化學(xué)生物學(xué)解決方案,體現(xiàn)了化學(xué)和醫(yī)學(xué)的交叉融合。

“下一步除了繼續(xù)推進(jìn)‘通用紅細(xì)胞’的研究工作之外,臨床上血小板的輸注也要考慮配型,面臨的問題比紅細(xì)胞配型更麻煩。”王本表示,該項(xiàng)研究雖在臨床前基礎(chǔ)科研方面取得了進(jìn)展,但到臨床還有很長(zhǎng)一段路要走,需要進(jìn)一步在靈長(zhǎng)類動(dòng)物中驗(yàn)證其安全性和有效性。(江 耘)

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