输血在大出血、重度贫血、白血病及肿瘤等疾病的治疗中是一种不可替代的治疗手段,然而,血源紧缺的“警钟”随时可能敲响,为此我们将血红细胞加以物理化学修饰,由此不仅将通用血源大幅扩展,而且可减少输血错误。
另外,将RH阳性转化为RH阴性,可让这种稀有血型红细胞在我国不再严重短缺。为了更好地扩展血源,我们还将目光瞄向了与人类红细胞最为接近的动物——猪,期望从它们那里获得更多的可用人源化红细胞,期望借助猪身突破造血干细胞体外增殖的技术瓶颈。我们有理由期待,有一天临床上将有源源不断的血液供应。
B型变O型让血液“通用”
错误输血是严重的医疗事故,可直接导致患者死亡,因此人们做了很多努力避免其发生,如今已经实行了复检供者血型和正反定型,但这些都不能完全避免错误输血的发生。此外,因血型鉴定错误、受血者识别错误等主观因素引发的错误输血发生率也居高不下,美国约为1人/1.4万单位,而输血传播疾病(如HIV、乙肝等)的发生率也不过是1人/200万单位。ABO血型不合导致死亡率约1人/80万单位,是输血死亡的首要原因。
从另一个角度看,我国人群中O、A、B和AB型分别占32%、30%、28%和10%,采集和储存基本按照该比例进行,然而,由于多种原因,时常出现某种血型血液供应告急,而其他型因过剩而浪费。在美国也存在类似现象,据报告显示因过期而浪费的红细胞竟达6%,这对本来就不充裕的血源来说无疑是雪上加霜。仅在2005年,北京市血液中心就3次发布各种血型血液告急的消息,血源短缺和偏型已经成为制约临床输血的一个重要因素。
因此,假如有一种“通用血”能够供临床使用,上面两个问题就可迎刃而解。说到通用型血,大多数人会想到O型血。O型红细胞不含A或B抗原,在RhD血型匹配的前提下,可安全地输给A、B、AB或O型的受血者,因此又被称为“通用型血”。通用型血是未来输血医学发展的方向,美国红十字学会血液中心科学主管预计未来几年内有望实现A、B或AB型红细胞到O型的转换,届时将只储存和使用O型红细胞(稀有血型除外),这将是输血医学的一场革命。
通用型血可以极大减少因ABO血型不合所致输血反应,明显提高输血安全性,顺利解决血液偏型难题,简化血液采集、储存和配型程序,提高血站和医院输血科的工作效率,输血成本可节省近9%。致力于人红细胞血型转换技术研发的美国ZymeQuest公司估计,通用型血在全球的市场潜值超过18亿美元/年。通用型血不仅具有巨大的临床价值和经济价值,还具有重要的军事价值和战略意义。在战争、恐怖袭击、巨大灾难和其他突发事件中,因未能及时输血而死亡的人数约占伤员死亡的50%,通用型血使用简便、迅速、安全,可提高应急输血保障能力,提高伤员的生存率。因此,我们开展了制备通用型血的研究工作,目前进行了B→O血型改造研究工作。
红细胞的血型是由其表面抗原的结构决定的。B型红细胞与O型红细胞结构的差别仅仅是B型的表面抗原糖链末端比O型多了一个半乳糖,如果将这个半乳糖去除,B型的结构就与O型完全一致,就可以将B型红细胞改造成通用的O型红细胞。α-半乳糖苷酶是一种外切酶,它可以作用于α-1,3糖苷键,就像一把剪刀,将B型红细胞表面抗原上最外端的半乳糖剪切下来,因此α-半乳糖苷酶是实现B→O血型改造的工具酶。我们以人B型红细胞为原料,并自制基因重组咖啡豆α-半乳糖苷酶(工具酶),改造B抗原,制备出人O型红细胞。