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救急血型轉換 腸道菌可能幫助我們實現血液通用型

2018/08/26

救急血型轉換 腸道菌可能幫我們實現血液通用型。

救急血型轉換 腸道菌可能幫我們實現血液通用型。

英屬哥倫比亞大學(University of British Columbia)研究員利用總體基因體學(metagenomics)的方式,發現腸道中的酵素能使A型和B型血液轉換為通用血型O型,比過去發現的酵素轉換效率高30倍,相關研究日前發表於第256屆美國化學學會(American Chemical Society)全國會議和博覽會上。

人類有四種主要的血型。分別是A,B,AB和O.,其中,只有O為通用捐贈者,表示具有這种血型的人可以安全地向所有其他群體供應。在發生大規模災難的情況下,血型相容性非常重要,因此研究人員一直在研究將其他血型轉化​​為O型的有效方法。

利用酵素促去除血型ABO抗原以開發通用紅血球細胞(RBC)最早是從1982年開始,雖然這種方法的可行性在B型RBC的臨床試驗中得到證實,但將該技術轉化為臨床實踐的主要障礙是缺乏有效的糖苷水解酶。

註: 糖甘水解酶能將B型血液上的半乳糖去掉,相對A型、AB型結構較複雜,要轉換為通用型也較不易實現。

2004年開始有科學家發現兩種細菌糖苷酶基因家族的酵素,在中性pH環境下提供有效去除A和B抗原,但目前還未有效的將通用血型轉換實現。

英屬哥倫比亞大學的研究員,在第256屆美國化學學會全國會議和博覽會上展示了一項新研究的結果,研究人員使用兩組高通量方法,確認在特定條件下最佳降解目標糖苷酶的途徑。

一種是一般感興趣的糖甘水解酶家族基因資料庫,另一種是使用總體基因體學(metagenomic)從腸道中的微生物,從基因庫中挑選候選DNA,能夠編碼去除觸發免疫反應的單醣酵素(血型不相容的血型特異性抗原)。利用metagenomic技術,研究團隊已從森林的土壤到人類、海貍糞便等環境,鑑定出新特異性的糖甘酶。

註:在臨床和環境微生物學進展的最大障礙就是大多數微生物不可培養和基因組多樣性,總體基因體學利用次世代定序分析生物遺傳總體水平並可檢測環境中微生物的豐富度。

一開始研究團隊從蚊子、水蛭中採集DNA,這是降解血液的生物類型,利用metagenomic技術分析但最後發現人類糞便中的微生物的酵素,產生通用血型的效果最好。

研究人員推測,是因為人體的腸壁粘蛋白(mucins),它含有單醣,可以附著腸道細菌,它結構非常相似血液細胞的抗原,因此可以透過去除其特異性抗原將A型和B型血液細胞的抗原決定簇的Gal或GalNAc殘基,轉變為O型,而且這些酵素的效率比過去發現的其他酵素高30倍。

然而,研究人員Withers表示,目前還需要更大規模的測試分離的酵素,確認最佳的候選酵素,再進行最終的臨床試驗,另外也將進行一種模擬自然進化的蛋白質工程技術,來創造最有效的除糖酶。

 

資料來源:

(1)Bacterial glycosidases for the production of universal red blood cells

(2) Can gut bacteria help us achieve a ‘universal’ blood type?

(3) Gut bacteria provide key to making universal blood (video)

 

 

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