用普通血就能批量生产“通用熊猫血”?!

人的血型已经被发现有超过30种。而Rh血型系统是已分类的红细胞血型系统中最复杂的一类。RhD阳性的人群占世界人口的绝大部分,RhD阴性非常少见。因此,稀有的血源一直困扰着“熊猫血”人群。临床上长期存在血源短缺、匹配不到血型的难题。

1.png

最近,浙江大学医学院附属第二医院/转化医学研究院王本副教授和浙江大学化学系唐睿康教授联合研究团队在国际知名期刊《科学进展》(Science Advances)上发表了一项研究。这项研究显示,通过修饰红细胞表面,将供应充足的RhD阳性红细胞批量转换为RhD阴性红细胞,无需RhD血型匹配即可进行应急输血,不发生排异反应。这一方法有望高效地解决“熊猫血”血源短缺难题。

人造细胞膜,给抗原加一层“防护网”

王本、唐睿康团队想到了用“易容术”将RhD阳性的红细胞“改造”成RhD阴性的。

从结构上看红细胞,它的膜表面结构是双层柱状的磷脂分子,嵌在“柱子”上的是球状的膜蛋白,整个结构就好像是滴在水面上的油膜,这样的结构具有较强的形变能力。D抗原就是嵌在这样的结构上,浙大科研团队通过再造一层细胞膜表面结构,把D抗原的触角掩藏起来。

科学家们是怎么做到的呢?他们通过在细胞膜上引入特殊设计的锚定分子,用类磷脂分子复制出一根根“柱子”锚定在红细胞膜表面,然后再通过复制细胞膜最外层唾液酸分子的材料,将聚唾液酸-盐酸酪胺的凝胶网络均匀地构建在细胞表面。当然,“柱子”和新的膜不会自主交联,科学家通过引入固定酶分子并借助酶催化反应将两者“粘住”形成稳定的结构。

由此,原来红细胞膜上探出头来的触角,也就被掩蔽在了“防护网”中。有了这样一层“伪装”,抗体就识别不出抗原了,不会引起免疫反应,也就不会发生排异了。“我们这项研究把RhD阳性的红细胞变成了好像是没有RhD抗原的红细胞,这样在临床上,病人有望不需要RhD血型匹配就可以应急输血。”王本说。

2.jpg

RhD阴性血即“通用熊猫血”的制备过程示意图

细胞表面的转化医学,已经在路上

这项研究开展了近5年。王本说,这个实验设计中最大的难度,就在于保持红细胞原有的物理性能及生理功能。

他们所设计的三维凝胶网络对红细胞表面的修饰是一种全新的策略,由于其优越的生物亲和性和对细胞膜表面抗原的掩蔽作用,可将RhD阳性的红细胞转换为可供RhD阴性受血者输血的“通用熊猫血”,针对RhD阴性稀有血型的临床输血问题给出了新的化学生物学解决方案,体现了化学和医学的交叉融合。

目前,“通用熊猫血”已经在小鼠体内实现了安全的单次及多次输血,具有正常的体内循环时间;同时也在兔子体内验证了RhD抗原的完全掩蔽,且不具备免疫原性。总体来说,这项研究展示了良好的临床转化前景。

王本透露,下一步除了继续推进“通用红细胞”的研究工作之外,临床上血小板的输注也要考虑配型,面临的问题比红细胞配型更麻烦,目前相关的延伸研究正在筹划。“在不久的将来,或许能够有更多通过化学生物学方法改造细胞的手段,赋予细胞更多新的功能,并在医学中探索其应用的可能。”

浙大二院输血科医师廖昭平,是这项研究的成员之一。他对细胞修饰技术用于制造“万能血”的应用前景抱有很大信心,他认为,这一技术至少存在三种应用前景:第一是缓解临床“熊猫血”供需矛盾;第二种情况是,临床上进行异体同型输血时,存在受血者和献血员血液不匹配的情况,这一细胞修饰术有望在短时间内制造更为匹配的血液;第三种情况是,国家和地方血库的库存有时会出现某种血型特别短缺的情况,“这时也可考虑把富余的血型转换成短缺的血型,供应临床。”



好医生医械世界整合材料自浙江大学官网、好医生医械世界