将“糖抗原”确立为糖生物学、输血学、移植学和免疫学领域的跨学科概念

《Human Immunology》：Establishing “Glycoantigens” as a cross-field concept in Glycobiology, transfusion, transplant, and immunology

　　

摘要

细胞表面糖链（碳水化合物结构）在输血和移植中是重要的抗原，但目前对其研究仍分散在不同学科之中。ABO血型系统作为临床应用最广泛的糖链相容性检测系统，至今仍采用125年前建立的A、B、AB、O这四种传统表型分类方法，而这些分类无法体现糖链的复杂结构差异，也无法反映其在不同组织中的表达模式。除了ABO血型系统外，还有许多其他糖抗原在临床相容性检测中几乎被完全忽视，尽管它们可能在抗体介导的排斥反应、异种移植以及原因不明的移植物并发症中起到重要作用。我建议将“糖抗原”作为一个统一的跨学科概念，涵盖与输血和移植相容性相关的免疫原性糖链表位。如今，借助下一代测序技术、纳米孔测序技术用于分析糖基转移酶基因、糖链微阵列、基于Luminex技术的珠子免疫测定法以及先进的质量谱技术，我们已能够系统地研究这些复杂的糖链结构。我提出了分阶段的临床应用路径，建议建立整合了基因组、结构、表达及血清学数据的糖抗原数据库，同时还描述了一种糖抗原预测流程，该流程可通过预测的酶活性将多基因基因型转化为具有抗体风险评估值的组织特异性糖抗原谱型。将糖抗原视为一个独立的研究领域，有助于促进糖生物学专家与移植免疫学家之间的合作，推动治疗创新，或许还能解释那些无法用HLA或其他已知因素解释的移植物排斥现象。虽然最初的重点是输血和移植领域，但抗糖链抗体在过敏、神经病学、胃肠病学、传染病和肿瘤学等领域也具有重要意义，而所提出的数据库最终有望成为医学领域糖抗原研究的通用资源。

章节节选

引言：未被充分重视的糖抗原

在输血和器官移植过程中，细胞表面的糖链（碳水化合物结构）决定了ABO血型——这类血型抗原具有极强的免疫原性，因此必须严格匹配供体和受体，以避免严重的免疫反应[1]、[2]。然而，目前的ABO血型鉴定方法仅能提供基于表型的单一视角的结果，仍将个体归为125年前确定的A、B、AB或O这几类。即便有进一步的改进，

复杂的生物合成过程

糖链是由一系列按顺序作用的酶共同构建的，这使得从基因型推导表型变得十分困难。血型鉴定专家依靠试剂抗体和凝集素反应来判定表型，但这可能会掩盖其背后的碳水化合物化学机制，因为同一个抗原表型实际上可能存在多种结构变异[1]。

学科间的孤立状态

不同学科往往使用“不同的语言”。糖生物学领域的文献涉及的内容极为广泛，这就增加了理解上的难度

糖基转移酶基因的测序

原本用于HLA血型鉴定的下一代测序平台现已被扩展用于ABO血型基因分型，而且还在不断拓展到其他糖基转移酶基因，比如FUT1、FUT2和FUT3基因。短读长下一代测序技术能够实现大规模的高通量糖抗原基因分型，包括我们在内的多个研究团队已经在收集相关数据，以便从群体层面分析糖基转移酶等位基因的多样性。长读长纳米孔测序技术则提供了另一种互补的分析手段，能够生成

未来发展方向

要将糖抗原确立为一个独立的科研领域，需要在多个方面开展协同努力：

结论

糖抗原代表了糖生物学、输血医学和移植免疫学交叉领域中极具前景的研究方向。ABO血型系统为医学界提供了关于相容性的最早且最重要的知识之一，但直到现在，我们才拥有足够的技术手段来全面了解糖抗原的复杂性，以及它们在红细胞输血之外的作用。通过将糖抗原视为一个统一的概念，把糖基转移酶介导的生物合成过程与之联系起来，

CRediT作者贡献声明

威廉·J·莱恩：撰写——审阅与编辑，撰写——初稿，可视化，软件应用，研究实施，概念构思。

关于写作过程中生成式AI及AI辅助技术的声明

在撰写本手稿时，作者使用了Claude（Anthropic公司，Claude Opus 4.6版本）和ChatGPT（OpenAI公司，ChatGPT 5.2 Thinking版本）来协助优化文本的可读性和语言表达，同时帮助生成图表。作者对所有输出内容都进行了审阅和修改，对本文的内容负全部责任。

资金支持

本研究得到了美国国立卫生研究院下属的国家心肺血液研究所的支持[资助编号P01HL171803]。

利益冲突声明

作者声明存在以下可能被视为利益冲突的财务利益/个人关系：威廉·莱恩与CareDx公司存在顾问关系；他与国际输血学会也存在顾问关系；此外他还拥有一项专利，相关专利使用费由赛默飞世尔科技公司支付。如果还有其他作者，他们则声明不存在任何已知的利益冲突

威廉·J·莱恩

美国马萨诸塞州波士顿，哈佛医学院