癌症研究與生物醫學資訊 本新聞台提供一些新的癌症研究學術資訊與生物醫學研究進展供社會大眾參考。

71愛的鼓勵 1訂閱站台

科學家利用酵素改變血液之血型

褚志斌　(芝加哥大學博士後研究員)


依據自然(Nature)雜誌報導，科學家利用酵素，成功地將A型、B型和AB型的血液改造成可以適合全部人使用的O型血。人類的血液有多達29種不同種類的抗原分類，其中ABO和Rh是最普遍存在的抗原類別。ABO血型是依照紅血球表面的抗原來分類。A型血的人的紅血球表面有A型抗原，因為正常的免疫系統不會對抗自身的正常蛋白質，因此A型血的人血液中有B型抗體。B型血的人紅血球表面有B型抗原，血液中有A型抗體。AB型的人紅血球表面有A型和B型兩種抗原，血液中沒有A型或B型的抗體。O型的人紅血球表面沒有抗體，但是血液中有A型和B型兩種抗體。A型血的人可以接受A型或O型的輸血，但是如果接受 B型或AB型的血液輸血，則其自身會產生更多B型抗體攻擊這些帶有B型抗原的紅血球”外來侵入者”，因而產生溶血的現象而造成貧血、腎衰竭、休克或死亡。同理，B型血的人可以接受B型和O型血。AB型的人可以接受所有的四種血型的血輸血。而O型血的紅血球表面因為沒有A型或B型抗原，因此可以提供所有血型的人使用。A和B型抗原都是帶有醣基結構的蛋白質。

1982 年，生物學家發現咖啡豆的一種酵素會移除紅血球表面的B型抗原(Goldstein J et al., Science, 215, pp.168-170, 1982)。初期的臨床研究指出(Lenny LL et al., Transfusion, 35, pp.899-902, 1995)，透過這種方式移除紅血球表面B型抗原的血液，可以提供給原本會排斥B型血液的A型或O型受血者。處理過的血沒有殘留的酵素或抗原，不會產生副作用。不過因為這個酵素的作用效率很低，因此無法進行大規模血液轉換生產。丹麥哥本哈根大學(University of Copenhagen in Denmark) Henrik Clausen教授主導的國際合作團隊，利用這個觀念，他們篩選2500多種細菌和真菌的酵素，結果從Elizabethingia meningosepticum和Bacterioides fragilis兩種細菌分離出兩種可以切除醣基結構的酵素(glycosidase enzymes )，分別是可以切除A抗原的alpha-N-acetylgalactosaminidase酵素，和可以切除B抗原的alpha- galactosidase酵素。這個新分離出來的alpha-galactosidase酵素比咖啡豆切除B抗原的酵素效率高1000倍。這兩種酵素可以在一小時內、室溫、中性pH值得情況下，徹底清除紅血球表面的A型或B型抗原。這個研究結果發表在自然生物技術雜誌(Liu QP et al., Bacterial glycosidases for the production of universal red blood cells, Nature Biotechnol., doi:19.1038/nbt1298, 2007)。

每個種族ABO型血型的比例不大相同。東亞民族大約30-40%是O型血，美洲印地安原住民則100%是O型血，歐美白種人約40-50%是O型血，黑人則約50-60%是O型血。一般在緊急輸血來不及確認病患血型時(如重大交通事故)，都會使用O型血，因此大多數情況血庫最缺乏O型血。現今因為AIDS、狂牛病、性病、肝炎和各種傳染病的威脅，使得各國對捐血者的限制愈來愈嚴格，而血庫血液的來源也就愈來愈少。因此這個技術如果可以大量應用，將可解決不少O型血的血荒。美國波士頓 (Boston)的ZymeQuest生技公司已經著手將開發這個技術的量產產品。不過因為還有另一種普遍存在的紅血球表面抗原恒河因子（Rhesus Factor），將人區分為Rh陽性和Rh陰性，台灣人99%以上為Rh陽性，歐美白種人則約85%圍Rh陽性。孕婦和胎兒Rh血型的差異會導致流產或孕婦死亡。科學家目前尚未研究出移除Rh抗原的方法，因此即便透過上述方式產生O型血，仍應檢驗區分Rh血型，以免受血病患遭遇因Rh血型不相容導致的生命危險。

http://stn.nsc.gov.tw/view_detail.asp?doc_uid=0960414004