新研究：肠道微生物的外切糖苷酶改变血型，解决血液短缺问题

找药助理

1097次浏览发布时间：2024-05-03 19:06:16

最新刊登于《自然微生物学》杂志的研究显示，肠道共生微生物Akkermansia muciniphila的外切糖苷酶能够有针对性地改变血型抗原，制造出ABO通用血液。

根据红细胞（RBC）抗原和血浆抗体的匹配来确定供体和受体的血型对于预防致命的溶血反应至关重要。通用O型血库存可以减少血液单位过期的情况，解决血液短缺问题，并消除ABO血型不匹配的不良反应。

1982年，首次应用咖啡豆α-半乳糖苷酶成功将A型或B型红细胞转化为O型（酶转化O [ECO]）。另外，在研究肠道微生物库时发现了A抗原的连续脱乙酰酶/α-半乳糖胺酶系统的转换过程。A型血液可分为A1和A2两种亚型，A1亚型的抗原水平明显高于A2亚型。

一种抗原能够制造出半乳糖（Gal）A 和 H 3 型结构。 H 3 型的额外制造会得到A 3型抗原。另外，在2019年，报道了一个扩展B抗原（ExtB）。扩展的抗原和ECO血型的相关性还不明确，也没有适用于该扩展抗原的外切糖苷酶。

研究和结果

在这项研究中，研究人员指出，A. muciniphila中的外切糖苷酶可以有效地对抗血型抗原，从而产生ABO通用血型。首先，他们从A. muciniphila中挑选了一些候选酶，以去除B抗原。这些候选酶来自糖苷水解酶家族27 (GH27)、36 (GH36)和110 (GH110)，包括Am GH27、Am GH36A–C 和Am GH110A。

已经测定了Am GH36C、Am GH110A和Am GH27的α-半乳糖苷酶活性。Am GH110A表现出对B型2六糖的活性。紧接着，研究小组对含有甘氨酸和氯化钠的转化缓冲液中的Am GH36C、Am GH110A、Am GH27或Am GH36A对红细胞B抗原的转化进行了评估。

随后，通过免疫染色来检测B抗原的水平。只有对Am GH110A进行处理才能够使B抗原的水平降至阴性对照。值得一提的是，与使用转换缓冲液相比，Am GH110A在磷酸盐缓冲盐水（PBS）中的效果下降了50%。紧接着，研究团队对Am GH20A-K对ExtB的去除效果进行了分析，结果显示只有Am GH20I、Am GH20A和Am GH20C能够去除ExtB。

在低剂量条件下，AmGH20C 表现出最高的效率，Am GH20A 则次之；需要注意的是，这两种并未成功去除 PBS 中的 ExtB。于是，研究小组开始探究 ExtB对 B 抗原去除的影响。虽然经Am GH110A 处理后 B 抗原被完全去除，但它受到了 ExtB中 N-乙酰基-半乳糖胺的干扰。

因此，对于消耗B和ExtB抗原来说，使用Am GH110A和Am GH20A进行单步或连续处理是至关重要的。随后，研究人员选用了Am GH109A和Am GH109B两种GH109酶，用于转化A和A型3抗原。此外，还使用了Am GH36A。研究人员在转化缓冲液中测试了Am GH36A和Am GH109A/B对来自三个供体的A1和A2型红细胞的转化效果。

Am GH109A 显示最低的活性，而Am GH36A 则表现卓越。值得留意的是，两者在转换缓冲液中的效率高于在 PBS 中。其他研究显示，Am GH36A 能在 30 分钟内完全转化A 抗原。值得特别指出的是，A 型 3 抗原仅被Am GH36A 转化。该团队选用了Am GH95B 和α-1,2-岩藻糖苷酶 (Ri Fuc95) 来进行 H 3 型抗原和A 1分泌型红细胞的转化。

Am GH95B 在处理H型3上非常有效，另一种酶则没有活性。Am GH95B 对非分泌红细胞也有效；它在转化缓冲液和PBS中的效果更好，而其他酶更偏向于PBS。在β-1,3-半乳糖苷酶中，只有Am GH35A 可去除A 1RBC上的Gal-A。通过与Am GH95B和Am GH36A一起处理，可以暴露Gal-A结构，揭示了Am GH35A引人注目的活性。

通过连续使用Am GH36A、Am GH95B和Am GH35A处理A 1RBC，额外的A表位得以暴露，需要进行第二轮Am GH36A处理以获得A阴性红细胞。此外，研究小组还发现，从供体红细胞中去除B和ExtB抗原，能显著减少其与O族血浆的平均反应性。

与仅去除A 抗原相比，同时去除A 抗原和扩展A 抗原可显著提高相容性。最后，通过对Am GH20A和Am GH110A的结构进行分析发现，Am GH20A中含有未知的碳水化合物结合模块（CBM）样结构域。此结构域独特，与同源物仅有8%的序列相似性。

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