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这些肠道酶可以通过将A型血液转换为O型来挽救生命

2020

根据美国红十字会的说法,美国每天都会向需要帮助的人们输送36000个单位 - 即40, 000品脱的血液。 虽然该组织可以使用大多数健康人的血液,但一些拯救生命的液体比其他人更有价值。 O型血,被称为普遍捐赠者,可以安全地给予任何有需要的人。 这与A,B和AB类型不同,它们只能输入具有匹配血型的人。 因此,O型总是供不应求。 然而,在新发现的酶的帮助下,温哥华的化学家可能会改变这种情况。

根据本周发表在“ 自然”杂志上的一项新研究,天然存在于人体肠道中的两种新酶可以将A型红细胞转化为O型。

研究作者兼有机化学家史蒂芬威瑟斯说:“A型,B型和O型血液之间的区别归结为”红细胞[外]存在略微不同的糖结构。“不列颠哥伦比亚大学。

因此,例如,A型和O型血细胞实际上非常相似,除了A型具有额外的糖分子-N-乙酰半乳糖胺,被亲切地称为GalNAc附着于表面。 但是那个糖分子是至关重要的。 如果患有B型或O型血的人接受含有A型血的输血,那么不熟悉的糖会引发危险的免疫反应,因为身体试图摆脱外来入侵者。

最明显的答案 - 简单地从A型血液中移除GalNac以将其转换为O型 - 不是一个新想法。 它是由一群研究人员在1982年首次提出的。尽管在理论上切断糖分子是有意义的,但是科学家们找不到能够很好地转化大量血液的酶。

“从那时起我们一直在努力寻找更好的酶来完成这项工作,”威瑟斯说。 他和他的团队认为他们最好的选择是研究人体肠道,这是一种富含酶的微生物供应,其中一些微生物具有剪断和消耗糖的能力。

该团队筛选了来自人类肠道微生物的近20, 000个基因,以寻找能够编码GalNAc切割酶的基因。 为了测试他们发现了什么,他们开始将新发现的基因插入大肠杆菌中,这是一种常见的实验细菌 大肠杆菌将新DNA整合到自己的DNA中,并用它来制造科学家感兴趣的酶。

但是当他们对这些酶进行测试时,他们惊讶地发现它们似乎都没有效果,没有人能够有效地将GalNAc切断A型红细胞。 然后Withers 博士后,彼得拉赫菲尔德,有一个明智的想法,看看两种酶是否可以完成工作。

拉菲尔德发现了一对源自肠道细菌Flavonifractor plautii的酶,即使是少量,也可以有效地从A型血细胞中切出糖组,使其成为O型。

威瑟斯说,这一发现可以显着提高我们目前血液供应的效用和能力。 他说,这对血液行业的人们来说是最重要的,他们试图管理我们的供应。 通常情况下,当一家血库的O型流量很低时,银行就会开展一项活动,恳求捐赠者进来补充他们的供应。 通过这项技术,他们可以简单地转换一批丰富的A型血液,以满足他们的需求。 虽然他们尚未测试可以转化B型血液的酶,但研究人员希望他们可以使用类似的方法找到一种酶来完成这项工作。 B型血在其细胞外部具有相似的糖[虽然与A型有明显不同,因此功能性酶对也可能存在于肠道中,但研究人员尚未进行研究。

然而,在血库中经常使用这些酶仍然是一个方法。 威瑟斯和他的同事正在与加拿大血液服务中心合作,评估酶在一系列不同血液样本中的效果,并最终确定转化后的血液是否安全。 还有很多工作要做,但在寻找合适的酶三十多年后,研究人员向更加灵活和稳定的血液供应迈出了一大步。

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