撰文 | 小黑背鸥
责编 | 翊竑
器官移植自上世纪五十年代诞生以来，经历快速发展，如今其不仅是肝衰竭、肾衰竭患者的绝佳治疗选择，同时也为其他器官衰竭患者带来希望，对于面临器官功能衰竭的病人来说，顺利的器官移植手术无疑是患者的福报。事实上，即便科研人员已经能够做到基因编辑猪心、猪肾甚至肠道菌群以满足对人类患者受体的异种移植，这看似伟大且前沿，但异种器官移植还有不少问题有待解决，距离大规模临床应用还有不小的距离。
实际上，在临床治疗中，器官移植手术除面临器官供体短缺的危机外，还亟待解决组织抗原相容性、血型相容性匹配的问题以提升器官供体的有效使用率。如何有效增加捐赠器官的可用性，同时提高器官分配的公平性？令人欣喜的是，研究人员正为此不断做出贡献，并初有成果。
近日，来自加拿大多伦多Ajmera移植中心的 Marcelo Cypel 团队在 Science Translational Medicine 发表研究文章 Ex vivo enzymatic treatment converts blood type A donor lungs into universal blood type lungs ，该研究通过开发能够耗竭血型A的供体肺中抗原A-Ag的体外肺灌注 （EVLP） 治疗方法，试图解决肺器官移植手术中因供体受体ABO血型相容性匹配不合而引起的问题，并提高器官分配的公平性。
由于器官移植需要实现供体-受体中众多抗原完美匹配，这使得病人等待合适可移植器官的时间大大增长，这不仅给患者带来危机，同时也使得一定数量的供体器官因无法匹配而浪费。
一般情况下，在临床的肺移植治疗中，相比较A型、B型、AB型患者而言，O型血患者等待一个“合适”的肺器官往往需要更长的时间，同时承受更高的死亡风险 （20%） ，如果我们能够去除抗原-抗体因血型不匹配所引起的免疫反应，把各种血型的供体器官均转化为可通用血型的O型器官，便能够在一定程度上消除在器官移植中因血型相容性不匹配而出现的问题，并间接提高供体器官分配的公平性。
在本研究中，Dr.Cypel团队成功利用FpGalNAc deacetylase和 FpGalactosaminidase酶清除红细胞表面A抗原，它们的酶促反应能够去除红细胞表面抗原末端的α-N-乙酰-半乳糖胺或α-半乳糖单糖，使得A型红细胞变为O型。
图1. 两种创新性酶消除ABO抗原的概念图
此外，多器官供体肺 （Human lungs from multiorgan donors） 并不适合在临床治疗中进行移植，为提高其可用性，研究团队开创了一种创新性的体外肺灌注 （EVLP） 系统，该系统能够向器官进行血浆泵送，并结合酶FpGalNAc deacetylase 和 FpGalactosaminidase 对多器官供体肺进行修复，并将其转化为通用血型的肺器官。
图2. 人供体肺器官正在接受EVLP系统灌注
研究人员定位出A/B型血抗原主要在肺内皮细胞及上皮细胞中表达，供体肺器官在接受EVLP处理1小时后，血管A/B血型抗原显著减少。通过免疫分析研究，发现EVLP治疗并未带来肺生理学的急性副作用或炎症反应，在EVLP治疗4小时后，肺内皮细胞中97%以上的A血型抗原被消除，且肺功能稳定。
图3. 肺内皮细胞的A型抗原在进行EVLP处理后得到有效消除
图4. EVLP治疗未损害肺功能或产生炎症反应
在成功开发FpGalNAc deacetylase 和 FpGalactosaminidase及EVLP系统后，研究人员通过建立肺移植灌注模型，将同一供体的两个肺分为不同的EVLP回路，随机分为对照组 (标准EVLP) 和酶治疗组 (EVLP+酶) ，并进行O型血浆灌注 （相当于将A型血供体移植给O型血的患者） 。令人欣喜的是，酶治疗组在经过血浆灌注后肺功能良好，而对照组 （即未进行酶灌注的供体肺） 出现了严重的急性排斥反应，表明EVLP系统成功消除了A型血供体肺器官的特异性抗原。
本研究通过开创体外酶处理供体肺、消除血型特异性抗原的方式，将A型血供体器官转换为通用血型的供体器官。该研究成果预计可以将A型血供体器官的利用率从55%提高到80%，这将极大地提高供体器官的利用率，为器官衰竭患者带来福音。
原文链接：
https://doi.org/10.1126/scitranslmed.abm7190
制版人：十一
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