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改變血型的神奇物質

改變血型的神奇物質



每天,世界上都有成千上萬的人需要輸血,但我們知道,血是不能隨便「亂輸」的。

人類的血型有四種——A型、B型、AB型和O型,每種血型的紅細胞表面都有各自獨特的糖鏈抗原,而不同抗原之間的差異會觸發免疫反應。比如,為一個A型血的人注入B型血,A型血的抗原會視不同抗原的B型紅細胞為外來入侵者,人體的免疫系統馬上會使血液凝結成塊。O型血是唯一的例外,這些紅細胞攜帶著的抗原都是A型抗原、B型抗原的「縮短版本」,它們不會引起免疫系統的警覺,所以O型血是可以用於任何人的通用血型。


在醫護工作中,O型血的需求量很大,以致常常會出現供應短缺的問題,所以數十年來,科學家們一直在尋找擴展O型血源的方法。現在,加拿大英屬哥倫比亞大學的教授斯蒂芬·威瑟斯正在接近解決這一問題。考慮到血型的關鍵差別在於抗原,威瑟斯設想,如果用生物學和化學技術修剪紅細胞表面的糖鏈抗原,也許就能把A型、B型血轉化成可以避免觸發免疫反應的新血型。當然,這種新血型應該與O型血非常相似,從而可以輸血給任何血型的病人。


碰巧的是,威瑟斯在研究肺炎疾病時,從一種肺炎鏈球菌中發現了一種名叫EABase的酶,當細菌消化食物的時候,EABase能夠自發地切斷糖鏈。威瑟斯意識到,這正是可以用來修剪糖鏈抗原的神奇物質。在實驗室里,威瑟斯將EABase注入B型血液,結果四分之一的抗原糖鏈被砍掉了。這種程度當然是不夠的,但是實驗結果證明,利用EABase來改變血型的研究方向是正確的。


所以,威瑟斯採用了定向進化的新技術。在試管中,威瑟斯讓酶的基因發生突變,然後測試它們的切割抗原的能力,從中選出有效的變種,再次放入試管進行變異。每一輪後,威瑟斯都確定了最佳的酶,在經過短短的5代進化之後,從超過3000種突變體中,威瑟斯從中選出了效率為初始品種170倍的「明星酶」——名為Sp3GH98。利用這種酶,英屬哥倫比亞大學血液研究中心的科學家們移除了A型血和B型血中的大部分抗原。

威瑟斯並沒有對於取得的成績過分得意,因為在應用於臨床試驗之前,Sp3GH98必須能夠移除所有的抗原。免疫系統對血型是高度敏感的,哪怕是一點點殘餘的抗原也會誘發免疫反應,而Sp3GH98目前只是解決了修剪糖鏈抗原的效率問題,還不能移除所有抗原。


另外,威瑟斯認為,Sp3GH98的研發除了用於輸血,其修剪血型的技術和思想還可以用於器官移植,讓原本互不匹配的器官變得匹配,從而降低器官移植的難度。


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