唐睿康教授團(tuán)隊(duì)：成功研制“通用熊貓血”
說(shuō)到“熊貓血”，可能大家都不陌生，我們時(shí)不時(shí)能看到這樣的新聞：某某病人因?yàn)槭中g(shù)需要輸血，結(jié)果一查是罕見(jiàn)的“熊貓血”，血源庫(kù)存短缺，只能緊急向社會(huì)求助。
因?yàn)椤靶茇堁钡娜巳簲?shù)量很少，在臨床輸血中常常供不應(yīng)求，在緊急狀況下能否及時(shí)得到“救命血”成為關(guān)系到“熊貓血”受血者生命存亡的關(guān)鍵因素。
為解決這一難題，浙江大學(xué)化學(xué)系唐?？到淌诤驼憬髮W(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院/轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究院王本副教授聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)成功研制出“通用熊貓血”，通過(guò)細(xì)胞膜錨定分子在紅細(xì)胞表面構(gòu)建聚唾液酸-鹽酸酪胺的凝膠網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了“通用熊貓血”的人工構(gòu)建和安全輸血。
北京時(shí)間3月21日，這項(xiàng)研究發(fā)表在國(guó)際知名期刊《科學(xué)進(jìn)展》（Science Advances）上，論文的共同第一作者為浙江大學(xué)化學(xué)系博士生趙玥綺和醫(yī)學(xué)院博士生范明杰，共同通訊作者是浙江大學(xué)化學(xué)系唐睿康教授和醫(yī)學(xué)院王本副教授。
熊貓血到底有多稀有？
人的血型通常是由紅細(xì)胞表面某些可遺傳的糖蛋白及糖鏈構(gòu)成的抗原決定的。截至目前，像這樣的血型系統(tǒng)已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)有超過(guò)30種。比如大家最為熟悉的是由A、AB、B、O組成的ABO血型系統(tǒng)。而Rh血型系統(tǒng)是已分類的紅細(xì)胞血型系統(tǒng)中最復(fù)雜的一類。在Rh系統(tǒng)中，如果紅細(xì)胞表面含有D抗原，被稱為RhD陽(yáng)性，反之則稱為陰性。
已有的科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，RhD陽(yáng)性的人群占世界人口的絕大部分，RhD陰性是非常少見(jiàn)的，比如在亞洲，超過(guò)99.5%的人為RhD陽(yáng)性，只有不到千分之五的人是RhD陰性，因此被稱為“熊貓血”。
D抗原究竟有什么特殊之處呢？
從結(jié)構(gòu)上來(lái)看，D抗原像釘子一樣插在紅細(xì)胞中間，有一小部分像觸角一樣暴露在外，不但容易在RhD陰性的人體內(nèi)誘發(fā)人體免疫反應(yīng)，而且它是Rh血型系統(tǒng)中產(chǎn)生抗體最多、反應(yīng)最為強(qiáng)烈的抗原。對(duì)于RhD陰性的人來(lái)講，第一次接受RhD陽(yáng)性的血液后人體會(huì)產(chǎn)生針對(duì)RhD抗原的抗體，到第二次輸血時(shí)，抗體就會(huì)破壞RhD陽(yáng)性的紅細(xì)胞，產(chǎn)生可怕的后果。
臨床上對(duì)RhD陰性血即“熊貓血”的有求必應(yīng)關(guān)系到受血者的生命安全
? ?目前常見(jiàn)的輸血辦法有三種：一是通過(guò)同樣是“熊貓血”的好心人捐獻(xiàn)，二是患者提前抽出自己的血液以備不時(shí)之需，三是一次性輸入RhD陽(yáng)性血液應(yīng)急。
盡管如此，稀有的血源一直困擾著“熊貓血”人群。有沒(méi)有能“一勞永逸”地解決輸血難題的辦法呢？
人造細(xì)胞膜，給抗原加一層“防護(hù)網(wǎng)”
唐?？?、王本團(tuán)隊(duì)想到了用“易容術(shù)”將RhD陽(yáng)性的紅細(xì)胞“改造”成RhD陰性的。
從結(jié)構(gòu)上看紅細(xì)胞，它的膜表面結(jié)構(gòu)是雙層柱狀的磷脂分子，嵌在“柱子”上的是球狀的膜蛋白，整個(gè)結(jié)構(gòu)就好像是滴在水面上的油膜，這樣的結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的形變能力。D抗原就是嵌在這樣的結(jié)構(gòu)上，浙大科研團(tuán)隊(duì)通過(guò)再造一層細(xì)胞膜表面結(jié)構(gòu)，把D抗原的觸角掩藏起來(lái)。
科學(xué)家們是怎么做到的呢？他們通過(guò)在細(xì)胞膜上引入特殊設(shè)計(jì)的錨定分子，用類磷脂分子復(fù)制出一根根“柱子”錨定在紅細(xì)胞膜表面，然后再通過(guò)復(fù)制細(xì)胞膜最外層唾液酸分子的材料，將聚唾液酸-鹽酸酪胺的凝膠網(wǎng)絡(luò)均勻地構(gòu)建在細(xì)胞表面。當(dāng)然，“柱子”和新的膜不會(huì)自主交聯(lián)，科學(xué)家通過(guò)引入固定酶分子并借助酶催化反應(yīng)將兩者“粘住”形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。
由此，原來(lái)紅細(xì)胞膜上探出頭來(lái)的觸角，也就被掩蔽在了“防護(hù)網(wǎng)”中。有了這樣一層“偽裝”，抗體就識(shí)別不出抗原了，不會(huì)引起免疫反應(yīng)，也就不會(huì)發(fā)生排異了?！?/span>我們這項(xiàng)研究把RhD陽(yáng)性的紅細(xì)胞變成了好像是沒(méi)有RhD抗原的紅細(xì)胞，這樣在臨床上，病人有望不需要RhD血型匹配就可以應(yīng)急輸血。”王本說(shuō)。
RhD陰性血即“通用熊貓血”的制備過(guò)程示意圖
細(xì)胞表面的轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)，已經(jīng)在路上
這項(xiàng)研究開展了近5年。王本說(shuō)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中最大的難度，就在于保持紅細(xì)胞原有的物理性能及生理功能。
他們所設(shè)計(jì)的三維凝膠網(wǎng)絡(luò)對(duì)紅細(xì)胞表面的修飾是一種全新的策略，由于其優(yōu)越的生物親和性和對(duì)細(xì)胞膜表面抗原的掩蔽作用，可將RhD陽(yáng)性的紅細(xì)胞轉(zhuǎn)換為可供RhD陰性受血者輸血的“通用熊貓血”，針對(duì)RhD陰性稀有血型的臨床輸血問(wèn)題給出了新的化學(xué)生物學(xué)解決方案，體現(xiàn)了化學(xué)和醫(yī)學(xué)的交叉融合。
目前，“通用熊貓血”已經(jīng)在小鼠體內(nèi)實(shí)現(xiàn)了安全的單次及多次輸血，具有正常的體內(nèi)循環(huán)時(shí)間；同時(shí)也在兔子體內(nèi)驗(yàn)證了RhD抗原的完全掩蔽，且不具備免疫原性。總體來(lái)說(shuō)，這項(xiàng)研究展示了良好的臨床轉(zhuǎn)化前景。
王本透露，下一步除了繼續(xù)推進(jìn)“通用紅細(xì)胞”的研究工作之外，臨床上血小板的輸注也要考慮配型，面臨的問(wèn)題比紅細(xì)胞配型更麻煩，目前相關(guān)的延伸研究正在籌劃。“在不久的將來(lái)，或許能夠有更多通過(guò)化學(xué)生物學(xué)方法改造細(xì)胞的手段，賦予細(xì)胞更多新的功能，并在醫(yī)學(xué)中探索其應(yīng)用的可能。”
該研究受到國(guó)家自然科學(xué)基金（81570168，21625105，31822019）及浙江省杰出青年基金（LR16H180001）的支持。
本文摘自“浙江大學(xué)”微信公眾號(hào)
版權(quán)與免責(zé)聲明：本網(wǎng)頁(yè)的內(nèi)容由收集互聯(lián)網(wǎng)上公開發(fā)布的信息整理獲得。目的在于傳遞信息及分享，并不意味著贊同其觀點(diǎn)或證實(shí)其真實(shí)性，也不構(gòu)成其他建議。僅提供交流平臺(tái)，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)。如涉及侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系我們及時(shí)修改或刪除。郵箱：sales@allpeptide.com