编者按:
据法新社21日报道,法国科学家日前宣布发现一种全新血型,该血型以位于加勒比海的法国属地瓜德罗普岛命名,称为“瓜德阴性”。这标志着国际公认的人类血型系统数量增至48种。
报道称,这一突破性发现源于15年前一次常规术前检查。当时,医生在一位瓜德罗普岛女性血液中检测到无法识别的罕见抗体。受限于早期技术,谜团直至2019年才被解开。法国血液中心(EFS)借助先进的DNA测序技术,最终确认这是一种由独特基因突变形成的新血型。
为什么会有不同的血型,不同的血型之间为什么不能互相用血,而我们又能不能制造出“人造血”来缓解用血压力呢?
Part.1
什么在决定我们的血型?
当临床治疗需要用血时,首先要考虑的便是血型,而血型的本质,其实就是人类血液中红细胞表面携带的抗原类型。
大家熟知的ABO血型系统中的抗原便是A、B、H三种,其本质是脂类和蛋白质上面连接的糖链。
O型血的人红细胞上携带(称为表达)H抗原,A型血的人虽然也携带H抗原,但是他们携带的A基因可以将H抗原转化(称为修饰)成A抗原,同理B型血的人携带的B基因可以将H抗原修饰成B抗原。AB型的人则同时携带A基因和B基因,可以将红细胞表面的H抗原修饰成A抗原或者B抗原。
ABO血型系统及其对应的A、B、H抗原示意图
(来源:Freepik.com)
Rh血型系统则是独立于ABO血型之外的系统,其抗原是红细胞表面上的蛋白质,有C、c、D、E、e等。其中D抗原是最重要的一种,拥有D抗原的人称为Rh(D)阳性,没有D抗原的人则是Rh(D)阴性。
在中国,超过99%的人都拥有D抗原,在输血配型的时候差不多不用考虑Rh血型系统的一致性。
但也有1%的人是Rh(D)阴性血型,由于稀有,他们在需要输血的时候往往比普通人危险得多,因为血库中适合他们的血液很难有充足的储备,所以,Rh(D)阴性血型也被称为“熊猫血”。
所以输血时一定要提前进行血型配对,不然得出大问题。
Part.2
为什么要给血型配对?
血型抗原之所以被称为“抗原”,就是因为它们会引起人体的免疫反应。如果一个人体内进入了原本没有的抗原,免疫系统就会对这些异端分子进行攻击,以保障体内环境的纯洁性。
输血的过程中,如果一个O型血的人被输入A型或者B型血,他/她的免疫系统就会攻击从未见过的A或B型抗原。这种免疫攻击会造成红细胞破裂(溶血)等不良输血反应,严重时会有生命危险。
反过来,如果A型或B型血的人被输入O型红细胞,他们的免疫系统因为曾经见过H抗原,所以不会攻击新来的O型红细胞。
红细胞溶血反应想象图(来源:Freepik.com)
而对于一个Rh(D)阴性的人被输入Rh(D)阳性血液也是如此,当Rh(D)阴性尤其是O型Rh(D)阴性的人输血时混入其他抗原,那将是性命攸关的大事。
国外献血公益广告,ABO血型和Rh血型区分的非常清楚(来源:Freepik.com)
Part.3
除了呼吁献血,科学家们也在积极解决用血难的问题
目前,红细胞和其他血液制品主要依赖志愿者捐献。然而,供者不足、感染风险以及稀有血型缺乏等问题,仍是全球输血领域面临的共同挑战。尤其是对于像“熊猫血”这样的稀有血型,更容易出现血源短缺的情况。例如,此次新发现的“瓜德阴性”血型,法国血液中心(EFS)就正在全球范围内积极寻找携带者,以期建立稀有血型库,为未来潜在的医疗需求提供保障。
为了攻克这些用血难题,科学家们持续探索各种方法。其中,通过体外培养生产获得大量功能性的红细胞是解决问题的一大途径。实现这一目标需解决两大关键问题:红系祖细胞的大规模扩增,以及其向功能性去核红细胞的高效分化。
在此背景下,中国科学技术大学程临钊、刘森泉课题组取得了重要进展。他们通过前期研究,已成功建立了人红系祖细胞的富集、扩增和终末分化平台,初步实现了体外扩增。团队进一步对红细胞终末分化所需的营养成分进行了系统性探索和优化。
图片来源:中国科大附一院
研究发现,生理水平的代谢物和盐浓度,可显著增强红系祖细胞的增殖,并提高成熟红细胞产量,脂质代谢在红细胞终末分化中发挥着重要作用。研究人员尝试使用低密度脂蛋白或胆固醇完全替代人血浆和血清,并成功建立了一种全新的化学成分明确的红细胞诱导分化体系(Chemically-Defined Optimized Medium, COM)。
相较于传统培养系统,该系统不仅有望大大提高体外红细胞的生产效率,降低生产成本,还能有效解决血浆制品来源和批次的差异性问题。这一突破性发现为将来大规模、高效的红细胞生产奠定了坚实基础。
相关研究于2024年4月在线发表于《先进科学》杂志。不过,该研究距离临床应用还有一段距离,仍需要解决一些问题。
今年世界献血日的主题是“献血传递希望,携手挽救生命。”这其实也在告诉我们,保障用血安全不能只依靠一方面或某个人的力量,科学家们积极在科研层面努力,我们也可以通过献血的方式来保障血库资源充足,也许某一位生命垂危的患者,将会因你的付出而重获健康!
参考文献:
1. https://advances.sciencemag.org/content/6/12/eaaw9679
2. http://www.news.zju.edu.cn/2020/0323/c775a1987713/pagem.htm
3. https://www.jbc.org/content/295/2/325.long
4. https://en.wikipedia.org/wiki/Blood_substitute
5. https://zhuanlan.zhihu.com/p/27318087
内容改编自生命脉动团队投稿文章
原文标题为:《世界献血日|你身体中流动的生命之河》
部分内容综合自环球时报、光明网
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本文首发于中国科普博览(kepubolan)
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