血库告急…将A型、B型血变成“万能O型血”吧！《自然》子刊

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每三秒钟，世界上就有一个人被输注来自陌生人的血液。美国方面数据显示，每年有数以百万计的美国人接受约1000万单位红细胞。（1单位红细胞通常约含有200毫升红细胞、100毫升添加剂溶液以及30毫升血浆，红细胞比容约55%。）

输血挽救着现代人的生命，接受输血的患者往往是要做大手术的，因车祸等事件遭受严重伤害的，以及患白血病或肾病之类导致贫血的疾病的。血库总会面临供应短缺，尤其是“万能输血者”O型血的供应。

输入错误的血型，例如将A型血输给B型血人士，可能引发致命的免疫反应，但O型血是例外，几乎适合所有人群。每当发生飓风、地震、野火等灾难，医院对O型血的需求特别大，因为医生必须尽快治疗尽可能多的患者。有时，血库中不同血型供应的比例不平衡，例如A型血过多，O型血不足。

最近，来自丹麦和瑞典的科研团队发现一组神奇的酶混合物，由人体肠道微生物组产生，能吞噬A型和B型血细胞表面的抗原，从而消除其引发免疫反应的倾向——将A型血和B型血转化为“O型血”。此项工作发表于《自然-微生物学》 （Nature Microbiology） 。 论文作者写道： 相较过往的类似尝试，新发现的酶混合物以“非常高的效率”将A型和B型血转化为通用血。

吃掉血型标签的肠道细菌

血型可以多种方式来表征，粗略划分，人类血型主要归为四类：A、B、AB和O型。

不同血型的差别在于红细胞表面的特定糖蛋白分子，即所谓的抗原决定簇。A型血有A抗原，B型有B抗原，AB型兼有A、B抗原，O型则没有（但有H抗原）。抗原不匹配的输血会引发免疫排斥。

增加通用血型库存的一种方法是招募更多捐献者，但这显然帮助有限。科学家尝试利用干细胞技术人造O型血——虽然在实验室中取得成功，其高昂成本以及生产规模无法扩大的局限性使其不满足现实世界需求。

另一种方法就是于1980年代首次提出的，去除正常血细胞上的A抗原和B抗原——去除方式是利用特定酶来分解抗原。随着具有免疫刺激的糖蛋白分子逐渐消融，血细胞的A型或B型身份也就消解了，最终转变成通用血。

这项技术听起来很酷炫，仔细一想：分解糖分子可是人体每天自然进行的寻常活动啊，我们肠道内的微生物能轻松愉快地消化食物。那么我们能否在消化道中找到酶用于转换血型呢？

2019年，加拿大不列颠哥伦比亚大学的团队利用从肠道微生物组中发现的细菌酶，成功将A型血转变为O型血。根据该团队介绍，在人体肠壁的黏蛋白（主要由黏多糖组成的糖蛋白）上，存在近似红细胞上A型和B型抗原的分子结构，而某些肠道细菌可以吃掉它们——当然也就可能吞噬红细胞的A、B抗原。

研究团队采集了人类粪便样本，从中提取肠道微生物组的酶，找到了可分解红细胞表面抗原的关键DNA。他们最终从单一菌株中得到两种酶，并利用它们消解了A 型抗原结构，转化A型血为O型血。

上述工作证明了转换血型概念的可行性。已故的美国国立卫生研究院专家哈维·克莱因（Harvey Klein，未参与相关工作）曾表示：“如果这些数据能被重复，那必是一项重大医学进展。”

然而，该项研究得到的转型血液并不总能通用。后续临床试验证明转型血液存在安全问题：

虽然完全去除了A抗原或B抗原，但供体血液和接受者之间仍有免疫不匹配情况。换言之，改造得到的O型血有时会引发免疫反应。这是为什么呢？

加长版标签需要加强版细菌酶

经典的ABO血型系统可以细分出更多亚型。A型血有两种不同亚型，其中一种的 A 抗原水平更高。B型血也有亚型。这些亚型抗原糖分子比经典血型的更长更难分解，故得名“加长抗原”或者说“扩展抗原”（extended antigens），因此，可能一部分转型血液的抗原清得不干净，仍会刺激免疫系统。

本文开头介绍的《自然-微生物学》新作，再次探究了肠道微生物DNA，找到一种加强版细菌菌株——嗜黏蛋白阿克曼菌（A. muciniphila），其酶具备针对A型和B型抗原的更强分解力，也可除清加长结构。

这类酶过去不为人所知；相较学界此前用于切割B抗原以及加长B抗原的基准酶，二者相似度仅为30%。作者团队以此为核心，设计出能迅速消除抗原的“酶汤”配方——能将B型血红细胞高效转化为只引起低水平免疫反应的O型细胞。

同种设计策略也产出了3种针对加长A抗原的酶，可将A型血转化为引发较低免疫反应的O型。 （当然，A转O的效果不如前面B转O的理想。）

通过绘制这些酶的结构图，作者团队发现某些部分增强了它们切断糖分子链的能力。围绕这些部分，科学家将寻找其他天然来源的转血型酶，或者使用AI设计效率更高、精度更高的酶。（需要指出，该工作并未讨论以Rh系统为代表的、其他血液系统的抗原种类。）

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