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发布日期:2022-06-15 05:15    点击次数:141

每年的6月14日是世界献血日,对于献血,大家印象最深刻的可能来自街边的献血车,也有很多人可能不理解:为什么我们要积极献血?

这主要是因为血液在临床治疗中非常重要,需求较大,但是目前又没有人造的替代品。因此,保障血液库资源充足是一件具有重要意义的事情。

那么,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?

01

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。

02

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。

(来源:Freepik.com)

03

人造血,实现了吗?

除了呼吁献血,科学家们也在积极解决用血难的问题。

为了解决用血难题,科学家们一直在尝试各种办法,比如寻找能够在体外将A、B抗原还原成H抗原的酶,从而制造出通用的O型红细胞;或者试图利用人工制造模拟血液,研制出通用的、易保存和使用的红细胞替代品,实现输血目的等等。

特别是对稀有的“熊猫血”,更容易遇到血源不够的问题。为此,浙江大学化学系唐睿康教授和浙江大学医学院附属第二医院、转化医学研究院王本副教授的联合研究团队,通过多年研究,提出了一种解决办法。他们成功地给红细胞穿上了一件特殊的“外套”,使供血者和受血者在血型不一致的情况下也能进行输血,实现了“通用熊猫血”的人工构建和安全输血。

来源:Freepik.com

具体来说,研究团队是用一层与细胞膜外层类似的三维凝胶网络将Rh(D)阳性的红细胞包裹起来,相当于给红细胞穿上了一件“外套”,让红细胞本身携带的D抗原隐藏在三维凝胶网络之内,从而不会被免疫系统识别,也就自然不会引起免疫反应。

“通用熊猫血”的制备过程

(来源:《科学进展》)

说到这里,可能有人会有疑问:穿上“外套”的红细胞还能发挥它的功能吗?

答案是肯定的,因为“外套”柔软且通透性好,所以不会影响红细胞的柔韧性,能够保证氧气和二氧化碳正常通过。

此外,研究者们还预测,这层“外套”也同样能够遮蔽ABO血型系统中的A和B抗原,使得改造过的红细胞成为通用的O型。

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“献血是一种团结行为。加入我们,拯救生命”,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!

出品:科普中国

作者:生命脉动团队

监制:中国科学院计算机网络信息中心

参考资料:

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

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