原来o型血变成a型(o型血为什么变成A型血)

照片：阿林达姆戈什

在美国，平均每天消耗大约16，500升储存的血液。由于血型抗原的限制，献血者和用血者必须保证血型匹配，以避免免疫排斥。o型血，一度被视为“万能血”，被认为大部分血型的患者都有，所以供不应求。在《自然微生物学》发表的一项新研究中，科学家发现两种肠道细菌产生的酶可以将A型血转化为O型血！这有望解决血液供应的燃眉之急。

“万能”的O型血

人体血液中的红细胞表面有可以识别的抗原分子，这也是血液分为不同类型的原因。血型抗原主要包括一些糖蛋白分子结构，最主要的是A型抗原(GalNAc)和B型抗原(Gal)。这些糖蛋白与红细胞在日常生活中的功能有关，决定着细胞内某些物质的输入和输出，维持着细胞的结构，影响着细胞与其他组织之间的化学信号通讯。

这些抗原对不同血型的个体具有特异性，也是免疫系统识别外来红细胞的重要组成部分。当B型血出现在A型血的人身上时，会激活免疫系统产生大量针对B型血细胞的抗体，以摧毁入侵的B型红细胞。这种反应迅速的天然免疫机制对人体非常重要，可以保护人体免受外来病原体和异物的侵害。但是，一旦在输血过程中出现这种反应，就可能引起强烈的免疫排斥反应，甚至造成患者的死亡。

因为O型血缺少抗原A和B，所以一度认为可以输给其他任何血型。然而，随着近年来医学的发展，医生们意识到这种“万能”也有局限性。不仅要消除O型血中含有的A、B抗体，而且稀有血型会影响O型血的直接使用。稀有血型有一种特殊的抗原，因为比例小，比如Rh阴性，所以也被称为“熊猫血”。我国约有1%的人群是Rh阴性血型，这些人在输血时必须在ABO系统的基础上额外考虑Rh抗原。

现在血袋上会有Rh标记。图片：维基共享

尽管有这些因素，但在其他血型供血不足，间接造成O型血供血不足的情况下，O型血仍然是最佳选择。为了解决O型血的短缺，一个想法是把其他血型改成O型血。早在20世纪80年代，生物学家Goldstein就提出将A型或B型血细胞表面的GalNAc或Gal去除，从而连续获得O型血。

A(左)、O(中)和B(右)血型中红细胞表面糖蛋白的结构

制造O型血

在过去的10年里，科学家们一直在研究如何去除A型血中红细胞的抗原。丹麦哥本哈根大学的生物学家亨里克克劳森进行了最早的探索。当时他主要是尝试寻找一些酶，希望在不破坏红细胞的情况下，分解抗原A和B上的多糖链，使输血时不会引起个体的免疫排斥反应。

研究小组首先尝试了一种从咖啡豆中提取的酶，这种酶可以去除红细胞中的B抗原。虽然它的效率非常低，但它让科学家们看到了这种方法可行的希望。为此，他们分析了来自细菌和真菌的2500多种酶，但他们只在一种能引起婴儿脑炎感染的细菌中发现了能使A型血转变为O型血的酶。

但是这些酶的效率还是很低的，需要添加大量的酶才能获得少量的O型血(大约每60 mg酶可以获得200ml O型血)，所以商业价值很低。而且由于是从致病菌中提取，不排除医疗安全风险。有科学家尝试过用一种酶直接去除A、B抗原，或者用合成的方法自己创造一种分解这些抗原的糖苷酶，但这些方法收效甚微。

A到O型血的高效转换

随着近年来蛋白质组学的发展，出现了许多更高效的寻找合适酶的方法，尤其是基因文库筛选的出现，使得加拿大不列颠哥伦比亚大学的Stephen Withers找到了获得血型转换工具的方法。威瑟斯没有漫无目的地进行广泛的筛选，而是专注于我们的肠道细菌。他认为，这些与我们共享相同微环境的生物，很可能提供分解血型抗原的酶。

关键原因是我们肠壁的粘蛋白同时含有很多A、B抗原分子。这些粘蛋白主要负责阻止肠道细菌进入人体其他部位，但同时这些肠道微生物又反过来以这些粘蛋白为食，所以某些细菌含有能分解A、B抗原的糖苷酶应该是很自然的事情。

威瑟斯收集了AB血型男性志愿者的粪便，从中提取了大量的DNA片段，构建了肠道菌群的基因文库。在对这些基因进行初步筛选后，他们选择了一些表达与A型抗原相似底物的基因，并将这些DNA转入大肠杆菌中进行表达。

然后，他们从大肠杆菌中提取分泌蛋白，并分析某些蛋白酶是否具有去除抗原A的能力.最终，研究人员真的找到了两种可以完成这一功能的酶，通过微生物数据库的还原，他们追溯到这些酶来自一种名叫Flavonifractor plautii的菌株。根据威瑟斯的实验结果，这两种酶必须协同作用才能清除A型抗原。

两种酶分两步去除A型抗原。

在w

但Withers的团队表示他们还需要进一步确认加入酶处理后，这些O型血液不会再通过别的方式表达A型抗原。这种酶是否会改变血细胞的正常功能，也是他下一步准备进行测试的。“我们现在主要的研究对象是A型血，因为A型血人群比B型血更广，”Wither表示，“一旦测试没有问题，将解决我们面临的用血困难窘境。”