用于ABO血型无关血细胞输注的固定化酶

《ChemBioChem》：Immobilized Enzymes for ABO-Independent Blood Cell Transfusions

开发了一种通过固定化酶解法去除ABO血型抗原的新方法，利用A和B特异性糖苷酶固定于聚合物微球上，在红细胞浓缩物（RCCs）中2-6°C下48小时将B抗原阳性细胞降至背景水平，在血小板浓缩物（PCs）中20-24°C下4小时减少B抗原阳性血小板34%±14%。酶残留通过200μm过滤膜在输血前完全去除，确保安全。该方法有效解决了异体输血中的ABO血型不相容问题，同时保持血液产品质量和功能。

　　近年来，随着人口老龄化趋势加剧以及血库供血量的减少，血液制品的需求不断上升，这对传统的血型匹配输血模式构成了严峻挑战。血型系统是输血安全的核心，其中ABO血型系统尤为重要，因为它涉及红细胞表面的A和B抗原与血浆中相应抗体的相互作用。由于这些抗原的存在，血液制品必须经过严格的血型匹配才能安全使用，然而这种匹配限制了血液制品的广泛使用，尤其是在紧急情况下或对于罕见血型的患者而言。因此，开发一种能够生成ABO通用血液制品的方法成为血液科学领域的重要研究方向。

在这一背景下，科学家们探索了一种利用酶技术去除红细胞和血小板表面的A和B抗原的方法。这种方法的核心在于利用特定的糖苷酶，将血型抗原转化为不引起免疫反应的物质，从而实现血液制品的“通用化”。具体而言，针对红细胞的A抗原，研究团队采用来自*Flavonifractor plautii*的两种酶：N-乙酰半乳糖胺脱乙酰酶（FpGalNAcDeAc）和α-半乳糖胺酶（FpGalNase），它们能够协同作用，有效去除A抗原。而对于B抗原的去除，则使用了来自*Pedobacter panaciterrae*的α-1,3-半乳糖苷酶（PpaGal_WT或其变体PpaGal_W260Y）以及来自*Akkermansia muciniphila*的两种半乳糖苷酶（AmGH110A和AmGH110B）。这些酶能够选择性地识别并去除红细胞和血小板表面的B抗原，从而降低输血时的免疫风险。

为了确保这些酶在输血过程中不会引发免疫反应，研究团队采用了一种创新的酶固定技术，将这些糖苷酶共价结合到聚甲基丙烯酸甲酯（polymethacrylate）微粒上。这种微粒具有特定的孔径和结构，能够在输血过程中被标准输血装置中的200微米过滤器有效清除，从而避免酶残留对受血者的潜在影响。这一技术的关键在于酶的固定方式和微粒的物理特性，它们共同作用，确保了酶在完成抗原去除任务后能够安全地从血液制品中分离出来。

在实际应用中，该方法对红细胞和血小板的处理效果显著。对于红细胞，经过48小时的处理后，B抗原的阳性细胞比例可以降至4%以下，即使在低温（2–6?°C）条件下，这一效果依然保持稳定。而在血小板的处理中，尽管酶的固定降低了催化效率，但经过4小时的处理后，A抗原的阳性细胞比例被成功降至4%以下，B抗原的阳性细胞比例也大幅降低。值得注意的是，虽然微粒固定酶的处理效果略逊于游离酶，但其在实际操作中的安全性和可行性仍得到了充分验证。

此外，研究团队还关注了该方法对血液制品质量的影响。通过实验分析，他们发现酶固定微粒不会导致红细胞的溶血，也不会显著影响血小板的功能。在输血前，这些微粒能够被有效清除，从而确保血液制品在输注过程中保持原有的生物活性和安全性。同时，通过质量控制手段，如流式细胞术检测抗原表达水平、CD62P表达分析评估血小板功能、以及质谱分析检测酶残留等，研究团队进一步验证了该方法在实际应用中的可靠性。

该方法的优势在于其操作简便性和安全性。相比传统的大量洗涤法，使用酶固定微粒的方式不仅节省了时间和资源，还避免了因洗涤过程可能对血细胞结构造成的损伤。同时，微粒的使用使得酶能够被高效去除，从而降低了免疫反应的风险。这种方法特别适用于血小板制品的生产，因为血小板的存储条件和处理流程与红细胞有所不同，且血小板的抗原表达量较低，使得抗原去除的难度更大。

从临床应用的角度来看，ABO通用血液制品的开发为输血提供了更大的灵活性。对于血型不明确或罕见血型的患者，传统的血型匹配方式可能会导致供血不足，而通用血液制品则可以有效缓解这一问题。此外，这种方法还适用于紧急情况下的快速输血需求，因为其处理过程相对简单，能够在较短时间内完成。同时，这种方法也为血液资源的合理利用提供了新的思路，尤其是在供血量有限的情况下，能够通过减少血型匹配的限制，提高血液制品的使用效率。

值得注意的是，该方法的实施需要严格的质量控制和标准化操作流程。例如，在血小板制品的生产过程中，必须确保酶的固定效率和微粒的清除效果，以避免任何可能的免疫反应。此外，还需要对处理后的血液制品进行多项检测，包括溶血率、血小板功能、残留红细胞数量以及抗体结合情况等，以确保其符合临床使用标准。这些检测不仅有助于评估处理效果，还能为后续的临床试验和实际应用提供可靠的数据支持。

在实验设计方面，研究团队采用了多种方法来优化酶的处理效果。例如，他们通过调整酶的浓度、处理时间和温度，以及选择不同的酶种类，探索了最佳的抗原去除方案。对于红细胞，处理温度的调整对B抗原的去除效果具有重要影响，而在血小板的处理中，处理时间的控制则显得尤为关键。此外，研究团队还对酶的固定条件进行了优化，确保其在微粒表面的稳定性，同时不影响其催化活性。

在实际操作中，该方法的实施需要考虑多个因素。首先，酶的来源和纯度必须严格控制，以确保其在血液制品中的安全性和有效性。其次，微粒的固定过程必须在适当的条件下进行，包括温度、pH值和酶的浓度等，以达到最佳的固定效果。最后，处理后的血液制品需要经过一系列的质量检测，以确保其符合临床使用标准。这些检测不仅包括传统的血型匹配测试，还包括对血细胞功能和完整性的影响评估。

从长远来看，ABO通用血液制品的开发对血液科学和临床医学具有重要意义。它不仅能够缓解血型匹配带来的供血限制，还能提高输血的安全性和效率。此外，这种方法为未来开发其他类型的通用血液制品提供了技术基础，例如基于Rh血型系统的通用血液制品。然而，这一方法仍面临一些挑战，例如如何进一步提高酶的催化效率、如何优化微粒的固定条件以及如何确保其在长期存储过程中的稳定性。这些问题的解决将有助于推动该技术的广泛应用，并为更多患者提供安全有效的血液制品。

总之，这一研究为解决ABO血型不匹配问题提供了一种创新且可行的解决方案。通过利用特定的糖苷酶去除红细胞和血小板表面的抗原，并结合微粒固定技术确保酶的安全清除，研究团队成功开发出一种能够生成ABO通用血液制品的方法。该方法在实际应用中表现出良好的效果，为血液制品的生产提供了新的思路，同时也为未来的研究和应用奠定了基础。随着技术的不断完善和临床试验的推进，这一方法有望在未来成为血液输注的标准流程之一，为更多患者带来福音。