[科普中国]-人造“通用熊猫血”前景可观？仍需对其安全性和有效性进行验证

RhD阴性血被称为“熊猫血”，因在人群中罕见，血源短缺而成为公共卫生领域的一大难题。“熊猫血”患者在进行紧急手术或大量失血时，因血库无相应血源而导致性命不保的报道屡见不鲜。为了解决这一难题，浙江大学团队展开了相关研究，并在近日成功研制出“通用熊猫血”。那么，人类的血型是由什么决定？“通用熊猫血”何时能够应用于临床？人到底有多少种血型？由什么决定？我们每个人具有怎样的血型是由血液中红血球表面存在的抗原种类（以下简称表面抗原，实际上表面抗原不光在红血球表面存在，还可能存在于身体的其它组织乃至分泌物中）决定的，而抗原种类又是由个体的基因型决定。也就是说，基因决定表面抗原，表面抗原定义血型，即决定血型的生理机制是红细胞表面抗原的种类。表面抗原到底是什么呢？抗原想象图，来源：Freepik.com红细胞表面抗原就是一些存在于红细胞表面的蛋白质或者多糖，它们好比是我们身体中的一些特殊标记。一旦有表面抗原和自身不同的血细胞进入体内（比如多数情况下的异型输血），免疫系统就会启动排异机制，对这些异体血细胞进行清剿，这就是为什么输血一定要遵循同型原则的理由。血液成分示意图，来源：Freepik.com实际上，红细胞表面存在的血型抗原物质——不止是与ABO血型（ABO血型就是我们常说的A型、B型、O型、AB型）相关的A、B、H这几种抗原。到2017年，人类已经发现了将近300种表面抗原，这些抗原种类之间存在着相关性，因此我们将这些表面抗原划分为二十余个血型系统，也就是说我们每个人都可能拥有二十几种血型。然而，大多数情况下，我们不会特别关心ABO血型之外的其它血型，这是因为其它种类表面抗原造成的异体输血免疫反应通常不会特别严重。ABO血型系统细胞表面抗原示意图，来源：公有领域，有修改“熊猫血”一袋难求在为患者输血时，医院通常会为其检测ABO血型系统和Rh血型系统；如果仅匹配ABO血型，很有可能会将Rh阳性血输入到Rh阴性血型受血者的体内。那么，Rh阳性血型和阴性血型到底是如何划分的？我们从红细胞表面抗原角度来看。前文提到了，决定血型的生理机制是红细胞表面抗原的种类，与Rh血型对应的表面抗原是哪几种呢？Rh血型系统比ABO血型系统更为复杂，一般来说与C、c、D、E、e这几种抗原（均为蛋白质）有关。按照免疫反应产生的强弱，这几种抗原可以被列为以下的顺序：D>E>c>C>e，且其中D以外的抗原产生的免疫反应都比较轻微，因此通常不对D以外的抗原进行检测。根据D抗原的有无，Rh血型系统分为RhD阳性（Rh阳性）或RhD阴性（Rh阴性）。在临床上，出现需要输入Rh阴性血的紧急情况时，一次性输入Rh阳性血不失为一种应急方案，但该方案的代价相当大。第一次输入的Rh阳性血中含有的D抗原，会刺激机体产生抗体，当第二次输入Rh阳性血时，受血者体内的抗体就会攻击输入的Rh阳性红细胞，导致溶血（红细胞破裂）。虽然在很多族群中，Rh阴性人口的比例可能显著高于1%，如我国新疆维族人的5%，非洲裔美国人的7%，英国人的15%，西班牙拉斯克人的21～36%都具有Rh阴性血型。但在我国汉族人群中，Rh阴性人口的比例却仅有不足1%。具有Rh阴性血型的人，是不折不扣的少数派，然而这种异禀的天赋带来的往往是不便甚至是危险，一旦遭遇严重外伤或者在进行大型手术时，往往会因为缺乏合适的血源而耽误治疗良机。为了显示Rh阴性血的稀有和珍贵，也为了唤起全社会对于Rh阴性血源供给问题的重视，Rh阴性血在我国获得了“熊猫血”这个俗称。世界各国Rh血型阴性/阳性人口比例，来源：公有领域世界各国都有Rh阴性血型人群间的互助组织，他们经常参与献血活动，储备血液以便在危难时刻拯救他人甚至自己。人造“熊猫血”有望解决血源不足的难题为了解决Rh阴性血的供给难题，浙江大学的研究者们在红细胞表面构建了”聚唾液酸-盐酸酪胺三维凝胶“网络，将Rh阳性红细胞包装成了“通用熊猫血”。如前文所说，RhD抗原存在于红血球表面，它的“身子”贯穿于红血球的细胞膜（磷脂双分子层）之间，并露出一个“脑袋”在膜上。这个“脑袋”可被受血者血液中的抗体识别并发起攻击。浙大科研团队研发的凝胶网络就是一层仿生薄膜，相当于“外衣”的作用，把D抗原包裹起来不被机体识别。这件“外衣”的三个重要组成分别是：起定位作用的“锚”、起黏连作用的“胶”、以及起遮蔽作用的“布料”。打在细胞膜上的生物相容性“锚”分子（BAM）支撑整个三维结构。辣根过氧化物酶（HRP）通过催化过氧化氢的反应，将“锚”结构和“布料”粘合在一起。而“布料”则是由聚唾液酸（PSA）和生物胺（酪胺）连接而成。聚唾液酸是长的横线，生物胺是短的纵线。生物胺之间通过辣根过氧化物酶粘连在一起形成网状结构。熊猫血的制备过程，来源：《科学进展》3月21日号这类人工合成“熊猫血”具有安全性强、功能性好、应用范围广、发展前景良好等多个优点。现已证实，“通用熊猫血”可以代替Rh阴性血，安全地输入实验动物体内并保持血液的生理功能。当然，“通用熊猫血”的研究成果从基础走向临床，还有很长的路要走。下一步，科研团队将进军血小板输注配型问题，这将是一个更大的挑战。作者| 陈书蕊（中），名古屋大学医学系 博士审稿人| 陆修远（中），大阪大学免疫前沿研究中心 研究员文章由腾讯科普“全民爱科学”团队推出转载请注明来自科普中国