腸道細菌可以將A、B血型轉成O型?

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▲▼             。(圖/記者生醫觀點攝)

在今年1月份,因為暴風雨引發的美國東海岸醫療緊急事件,促使紅十字會發出緊急呼籲,特別需要O型血液供應。而科學家們表示,他們已經發現了一種酶,來自人體腸道,可以將A型和B型血液轉化為O型,比以前研究過的酶效率提高了30倍。

ABO血型系統

人類的血液內有以下的抗原、抗體,組成不同的血型:

A型血的人紅血球表面有A型抗原;他們的血清中會產生對抗B型抗原的抗體。一個血型為A型的人只可接受A型或O型的血液。

B型血的人跟A型血的人相反,他們紅血球表面有B型抗原;血清中會產生對抗A型抗原的抗體。血型為B型的人亦只可接受B型或O型的血液。

AB型血的人的紅血球表面同時有A型及B型抗原;他們的血清不會產生對抗A型或B型抗原的抗體。因此,若在受血前有將送血者血液中的抗體分離的話,AB型血的人是「全適受血者」。然而,他們只可捐血予同樣血型的人,例如,AB型的人只可以捐血給AB型的人。

O型血的人紅血球表面都沒有A或B型抗原。他們的血清對兩種抗原都會產生抗體。因此,若在受血前有將送血者血液中的抗體分離的話,O型血的人是「全適捐血者」。然而,他們只可接受來自同樣血型的血,例如,O型的人只能接受O型的血。

所以作者想找的酶,就是希望具有能夠將抗原從A、B型血球上拿下的能力,如此一來就可以變成O型的血了。

宏基因組學可從大量的基因組篩選目標基因

研究人員將於第256屆美國化學學會(American Chemical Society, ACS)全國會議和博覽會上展示他們的成果。

Stephen Withers博士說:「我們對能夠從紅血球中去除A或B抗原的酶特別感興趣,如果你可以去除那些只是單醣的抗原,那麼你就可以將A或B轉化為O型血,科學家們一直追求將血液調整為O型的方法,但是他們還沒有找到既安全又經濟的高效選擇性酶。」

為了更快地評估潛在的候選酶,Withers與他的機構,加拿大英屬哥倫比亞大學(UBC)的同事合作,他使用宏基因組學來進行研究。Withers解釋說:「使用宏基因組學,你可以從環境中獲取所有有機體,並提取所有混合在一起的有機體之總DNA。」宏基因組學可以讓Withers的團隊在不需要培養個體的情況下對數百萬種微生物的基因進行採樣,接著,研究人員使用大腸桿菌,篩選含有編碼能夠切割糖殘基的酶。因此,Withers不是使用宏基因組學作為研究微生物生態學的手段,而是利用它來發現新的生物酶,他說:「這是一種將遺傳信息從環境中帶入實驗室的環境,然後篩選我們感興趣之功能的方法。」

已在人體腸道細菌中找到新的酶 去除抗原能力是舊的30倍

Withers的研究小組原本考慮從蚊子與水蛭中採集DNA,因為這些生物具有降解血液的能力,但最終在人體腸道微生物中找到了成功的候選酶。稱為黏蛋白的糖基化蛋白質,它排列在腸壁上,提供糖作為腸道細菌的附著點。一些黏蛋白糖的結構與A型和B型血液上的抗原相似,研究人員研究了細菌用來從黏蛋白中提取糖的酶,並發現了一種新的酶家族,其去除紅血球抗原的效率是以前候選者的30倍之高。

科學家計畫製造最有效的除糖酶

Withers目前正在與UBC血液研究中心的同事合作,對這些酶進行實驗驗證,並對其進行更大規模的測試,以進行潛在的臨床試驗。此外,他計劃進行定向進化,這是一種模擬自然進化的蛋白質工程技術,目標是創造最有效的除糖酶。

Withers說:「我很樂觀地認為,我們找到一個非常有趣的候選物,可將捐獻的血液調整為O型,當然,它必須經過許多臨床試驗,以確保它沒有任何不良後果,就目前來講,看起來非常有希望。」

一般出現重大災情,往往就會發生缺血災,雖然有很多人踴躍的去捐血,但礙於血液的四種血型,有時候就算有血液,也不見得有適合患者血型的,像這種時候,這種除糖酶的功能就是非常必須的,如果能研發成功,這樣發成災情時,也能提高患民們的存活率。

參考資料:https://www.sciencedaily.com/releases/2018/08/180821094216.htm

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