通用熊貓血
因為“熊貓血”的人群數(shù)量很少,在臨床輸血中常常供不應求,在緊急狀況下能否及時得到“救命血”成為關系到“熊貓血”受血者生命存亡的關鍵因素。 為解決這一難題,浙江大學化學系唐睿康教授和浙江大學醫(yī)學院附屬第二醫(yī)院/轉(zhuǎn)化醫(yī)學研究院王本副教授聯(lián)合研究團隊成功研制出“通用熊貓血”,通過細胞膜錨定分子在紅細胞表面構(gòu)建聚唾液酸-鹽酸酪胺的凝膠網(wǎng)絡,實現(xiàn)了“通用熊貓血”的人工構(gòu)建和安全輸血。 北京時間2020年3月21日,這項研究發(fā)表在國際知名期刊《科學進展》(Science Advances)上,論文的共同第一作者為浙江大學化學系博士生趙玥綺和醫(yī)學院博士生范明杰,共同通訊作者是浙江大學化學系唐睿康教授和醫(yī)學院王本副教授。 唐睿康、王本團隊用將RhD陽性的紅細胞改造成RhD陰性的。 從結(jié)構(gòu)上看紅細胞,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,浙大科研團隊通過再造一層細胞膜表面結(jié)構(gòu),把D抗原的觸角掩藏起來。 科學家們是怎么做到的呢? 他們通過在細胞膜上引入特殊設計的錨定分子,用類磷脂分子復制出一根根“柱子”錨定在紅細胞膜表面,然后再通過復制細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)絡均勻地構(gòu)建在細胞表面。當然,“柱子”和新的膜不會自主交聯(lián),科學家通過引入固定酶分子并借助酶催化反應將兩者“粘住”形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu) 。 由此,原來紅細胞膜上探出頭來的觸角,也就被掩蔽在了“防護網(wǎng)”中。 有了這樣一層“偽裝”,抗體就識別不出抗原了,不會引起免疫反應,也就不會發(fā)生排異了。“我們這項研究把RhD陽性的紅細胞變成了好像是沒有RhD抗原的紅細胞,這樣在臨床上,病人有望不需要RhD血型匹配就可以應急輸血。 ”王本說。 RhD陰性血即“通用熊貓血”的制備過程示意圖這個實驗設計中最大的難度,就在于保持紅細胞原有的物理性能及生理功能。 他們所設計的三維凝膠網(wǎng)絡對紅細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細胞膜表面抗原的掩蔽作用,可將RhD陽性的紅細胞轉(zhuǎn)換為可供RhD陰性受血者輸血的“通用熊貓血”, 針對RhD陰性稀有血型的臨床輸血問題給出了新的化學生物學解決方案,體現(xiàn)了化學和醫(yī)學的交叉融合。 目前,“通用熊貓血”已經(jīng)在小鼠體內(nèi)實現(xiàn)了安全的單次及多次輸血,具有正常的體內(nèi)循環(huán)時間;同時也在兔子體內(nèi)驗證了RhD抗原的完全掩蔽,且不具備免疫原性。 總體來說,這項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“通用紅細胞”的研究工作之外,臨床上血小板的輸注也要考慮配型,面臨的問題比紅細胞配型更麻煩,目前相關的延伸研究正在籌劃。“在不久的將來,或許能夠有更多通過化學生物學方法改造細胞的手段,賦予細胞更多新的功能,并在醫(yī)學中探索其應用的可能。” 該研究受到國家自然科學基金(81570168,21625105,31822019)及浙江省杰出青年基金(LR16H180001)的支持。
浙江大學
2021-04-10