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浙江大学唐睿康/王本研制出通用熊猫血,有望解决稀有血型输血的难题

科界 03月22日

来源:iNature

原标题:Science Advances:浙江大学唐睿康/王本研制出通用熊猫血,有望解决稀有血型输血的难题

恒河猴D(RhD)是红细胞(RBC)上最重要的免疫原性抗原之一。然而,RhD阴性血液的供应在临床实践中经常面临严重短缺,RhD抗原的正负转换仍然是一个巨大的挑战。

2020年3月21日,浙江大学唐睿康及王本共同通讯在Science Advances 在线发表题为“Surface-anchored framework for generating RhD-epitope stealth red blood cells”的研究论文,该研究通过合理设计的聚唾液酸(PSA)-酪胺水凝胶的三维(3D)交联骨架来工程化细胞表面以生产RhD阴性RBC,它具有灵活的质地以确保细胞膜稳定性。

锚定框架的新技术可以平衡修饰的RBC膜流动性和RhD抗原,并首次成功地将工程化RhD阳性RBC成功地输给RhD阴性受体(小鼠及兔)而无免疫原性。这项工作为改善通用输血的细胞表面提供了一种有效的方法,并总体上表明了合理设计用于输血和移植医学的细胞表面工程的潜力。


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19世纪Karl Landsteiner的开创性研究奠定了我们目前对血型的基础。人类的主要同种异体抗原系统涉及ABO,恒河猴(Rh),MNS,路德教会和凯尔血型等。Rh血型系统是同种免疫中临床上著名的人类血型多态性,并且包括50多种不同的血清学特异性,这使得该系统对生物医学科学家和临床医生特别重要且具有挑战性。在Rh血型中,D抗原是最具免疫原性和临床重要性的表位。

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RBC表面工程程序的示意图

高加索人,非洲人和东亚人中分别有大约85%,95%和大于99.5%的人具有RhD阳性血液。作为稀有血型,特别是在紧急情况下,用于输血的RhD阴性血液严重短缺且供应极度不足。RhD阴性个体暴露于RhD阳性血液中可能导致严重的免疫反应,包括溶血,这危及生命。

将RhD阳性血液转化为RhD阴性血液可能是开发潜在治疗方式的可行策略,但有巨大的挑战。可以成功地通过酶促去除红细胞(RBC)抗原将A型或B型RBC转化为O型RBC。但是,该过程与Rh抗原的免疫原性表位无关,Rh相关多肽的缺失将导致整个细胞膜的解体。使用概念验证方法,基于核酸酶的血型确定基因编辑可以导致D阳性细胞转化为D阴性细胞。但是,此编辑可能会导致意外的突变,因此尚未进行体内评估。

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构建通用RBC的合理表面交联框架


修饰RBC的另一种潜在策略是使用化学聚合物伪装进行细胞包封。但是,基于聚合物的“分子刷”伪装总是不完整的,因此该技术尚未得到进一步发展。尽管某些仿生分子,例如聚多巴胺(PDA),可以对RBC上的抗原实现点对点的屏蔽,但这种处理始终会导致膜流动性显著下降,从而使修饰的细胞容易因细胞脆性增加

在该研究中,开发了一种新技术,通过合理设计的聚唾液酸(PSA)-酪胺水凝胶的三维(3D)交联骨架来工程化细胞表面以生产RhD阴性RBC,它具有灵活的质地以确保细胞膜稳定性。锚定框架的新技术可以平衡修饰的RBC膜流动性和RhD抗原,并首次成功地将工程化RhD阳性RBC成功地输给RhD阴性受体而无免疫原性。

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兔模型免疫刺激后的免疫反应和器官功能的生化分析

总而言之,这项研究代表了生产RhD-表位隐身RBC的完整尝试。提出的所得通用RBC是通过一种简单的制备方法生成的,该方法涉及细胞表面工程和有效的RBC抗原掩蔽,它们有可能用于紧急情况下的输血。这项研究演示了一种用于细胞表面工程的生物相容性膜锚定自组装方法。这种方法可以通过在单细胞水平上掩盖组织和细胞的抗原来促进免疫学应用。

参考消息:

https://advances.sciencemag.org/content/6/12/eaaw9679

细胞 研究 血型

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