腸道細菌可以將A、B血型轉成O型?

在今年1月份,因爲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B型血液轉化爲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。一個血型爲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。血型爲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。

基因組學可從大量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糖的抗原,那麼你就可以將A或B轉化爲O型血,科學家們一直追求將血液調整爲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。」

爲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情況下對數百萬種微生物的基因進行採樣,接着,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爲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水蛭中採集DNA,因爲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。稱爲黏蛋白糖基化蛋白質,它排列在腸壁上,提供糖作爲腸道細菌的附着點。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。

科學家計劃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,以進行潛在的臨牀試驗。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:「我很樂觀地認爲,我們找到一個非常有趣的候選物,可將捐獻的血液調整爲O型,當然,它必須經過許多臨牀試驗,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,雖然有很多人踊躍的去捐血,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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