科学家将 A 型血转化为万能 O 型血，原理是什么？可以用于输血吗？
长期以来，血型不合的输血一直是医学上面临的严峻挑战。O型血作为“万能输血者”，其血液中的红细胞不带有A、B抗原，因此理论上可以输给所有血型的人。而AB型血虽然拥有A、B两种抗原，却不含抗A、抗B抗体，被称为“万能受血者”。然而，对于A型血，其红细胞表面存在A抗原，如果输入B型或AB型血液，受血者体内产生的抗A抗体会攻击输入红细胞，导致严重的溶血反应。
近年来，科学家们在血型转化领域取得了突破性进展，其中最令人瞩目的莫过于将A型血转化为万能的O型血。这一技术的核心在于“去糖基化”——精确地去除红细胞表面特异性的A抗原。
去糖基化的奥秘：酶的力量
A抗原和B抗原本质上是红细胞表面附着的糖链结构。A抗原指的是红细胞表面带有一个N乙酰半乳糖胺的末端糖基，而B抗原则带有一个半乳糖的末端糖基。O型血的红细胞表面则不带有这两种特异性的糖基。
科学家们利用特定的酶来切除A抗原上的末端糖基。这些酶通常来源于微生物，例如来自一种名为 Elizabethkingia meningosepticum 的细菌，它能够产生一种能够特异性切除N乙酰半乳糖胺的酶。通过将这种酶添加到A型血的红细胞中，该酶就能高效地将A抗原末端的N乙酰半乳糖胺切除，从而使A型血的红细胞失去了A抗原的特异性标记。
这一过程就像是为红细胞“洗礼”，抹去了它原有的A型身份，使其摇身一变，具备了O型血的特征。经过这种处理的A型血红细胞，就不再会引起输血反应，理论上可以输给任何血型的人，从而实现“万能输血”的目的。
除了酶促去糖基化，还有其他方法吗？
事实上，除了酶促方法，科学家们也在探索其他去糖基化的途径，例如化学方法或者更先进的基因工程技术。例如，通过基因编辑技术直接修改红细胞表面糖基的合成路径，使其不再产生A抗原。然而，目前酶促方法因其相对成熟和可控性，仍然是主流的研究方向。
这项技术可以用于输血吗？临床应用的现状与挑战
这项将A型血转化为O型血的技术无疑为解决血源短缺和输血不匹配问题带来了巨大的希望。然而，目前这项技术仍处于临床试验阶段，距离广泛应用于临床输血还有一段路要走。
主要挑战包括：
酶的效率和安全性： 需要确保酶能够高效、完全地去除A抗原，同时不对红细胞造成其他损伤。研究人员正在不断优化酶的活性和稳定性。
生产成本和规模化： 酶的生产成本以及大规模生产的工艺还需要进一步完善，以满足临床需求。
免疫原性： 虽然去除了A抗原，但需要进一步研究经过酶处理的红细胞是否会引发新的免疫反应。
法规审批： 任何新的医疗技术在应用于临床之前，都需要经过严格的安全性、有效性评估和监管机构的审批。
尽管如此，这项技术的突破性意义不容忽视。一旦成熟并获得批准，它将极大地缓解O型血供应不足的问题，特别是在紧急情况下，为患者提供更安全、更及时的输血保障。这标志着人类在改造和利用自身血液资源方面迈出了重要一步，为未来的精准医疗和个性化输血奠定了坚实的基础。
这项技术的实现，是无数科学家不懈努力和智慧的结晶。它不仅仅是一项技术上的突破，更是对生命科学的深刻理解和对人类健康的庄严承诺。随着技术的不断进步和完善，我们有理由相信，未来输血医学将迎来更加光明的前景。
网友意见
不请自来嘻嘻嘻
先吹一波！这是我们实验室大导的成果！虽然我现在做的课题不是这个方向，但看着自己的PI和lab mate成功也是很自豪的！！
就是这个老爷爷
大导的实验室分两个方向：1. 葡萄糖衍生物的合成和应用 2. 不同葡萄糖苷酶的筛选和应用
这个成果是在我隔壁楼研究2的那一组做出来的。大家都知道，我们的血型是因为红细胞上不同的结构而区分的。被熟知的ABO血型便是由红细胞表面不同的抗原来分辨的，而这其中不同的抗原又是由碳水化合物键连接的多糖结构产生的。
从上图我们可以看到，A和B型分别是在O上面链接了N-乙醯半乳糖胺和半乳糖。那么理论上来说，将这两个碳水化合物从多糖上切掉，便可以得到万能供血O型。
虽然说起来好像很简单，但是要找到这样一种酶是很难的事情。它需要精准的只切掉需要被切掉的单糖，并且要有在指定条件下“存活”的能力。这里涉及到一个叫Metagenomic library的东西，大概就是通过监测不同DNA的表达，以及他们产物的功能来建立一个数据库，并从中找到一个可以被应用的酶。
这次发现的两种酶是在一位男性志愿者的粪便中提取出来的。这份样本里面包括了人类肠道菌群的所有DNA，可以说是花样繁多了。通过分离出这些DNA，他们便可以查看每一个基因的表达，并寻找符合条件的糖苷酶进行筛选和实验。据介绍，这次发现的酶可以直接在血液里转化红细胞上的抗原，而不需要在指定环境下设计的缓冲液。
-------------------------------------19.06.20更新---------------------------------------
没想到一个还蛮偏科的答案有这么多人看，我觉得把这个写了一半就草草结尾的答案晾在这心里很过不去，就加一点补充叭
其实这不是一个很新的课题，理论很早就有人提出了，只是找到符合条件的目标十分困难。这周开组会的时候，nature这篇文章的作者：有名的皮特（在他上了电视以后我们现在都叫他famous Peter了）提出说其实现在还有很多需要改进、调整和测验的地方。举个例子，有一位工友研究的是通过transamination改进了这个酶之后，可以使它对A型的每种subtype都有效的工作。每一项调整都是通过不停的in vitro和in vivo（多用在大肠杆菌）的实验进行研究和筛选，以确保更加全面的数据。
在写原答案的时候，我是看到这个话题一激动，就以对课题现有的了解在手机上码了一堆字。现在刚刚看完文章的我回来大概介绍一下写了什么具体内容。
关键词：紧急情况，所需浓度低，针对性高
首先文中提到，很多情况下当生命垂危的病人被送到医院时，束手无策的医生可能无法第一时间准确得知病人的血型。这个时候一般都会选择输送IgM抗体无法攻击的O型血。然而由于供需关系，O型血可能会储备不足，所以如果可以把已有的A型转换为O型便可以第一时间拯救需要的人。
像上面所说，这个想法已经不是第一次被提出了。然而过去发现的酶都因为稳定性差或者剂量需求极大而变得不可实现。这次发现的两种酶因为用量小并且方便快捷，成为了非常重要的研究中心。原文用了大篇幅介绍metagenomic library的建设和使用，有兴趣的知友可以去了解一下
最后，在不断地实验中，他们发现这两种酶有很好的针对性，可以高效的只针对A抗原进行移除。在进行了对几十个不同样本的实验后，他们确信没有任何的A抗原留在了样本里。并且，这种可以直接在血液里工作，不需缓冲液的同类型酶还是第一次被找到，让整个研究更加激动人心
顺便说一下，像其他答主所说，现在血液分类的方式还有很多很多种，比如Rh，Hh，P等26个不同的类别。虽然不是每一类的交叉都会造成危险，但广大生化民工们还有很长的路要走呀
大概先想到这么多
如果有地方说错了请大佬指正！我还是卑微的本科生一枚，有些非常具体的内容也不是特别了解
图片来自wiki侵删
请原谅我的烂文笔
再贴个实验室的网址
校强我弱
我洗瓶子去了，谢谢大家
这个研究，有望更大限度地满足输血需求，以拯救更多的生命。
《自然》子刊：太意外了！肠道细菌的酶，竟然可以把A型血变成O型
如今众所周知，人有四种基本血型：A型，B型，O型，AB型。输血时，如果血型不匹配，非但不能救命，还会因为免疫反应导致重病，甚至致命。这四种血型中，O型血在情况紧急时可以输给任何血型（Rh型相同）的病人，因此常被称为万能血、通用血。
加拿大英属哥伦比亚大学（UBC）的科学家们利用人体粪便，在肠道细菌中找到一组酶，只需极低的浓度，就可以把A型血变成更通用的O型血，有望更大限度地满足输血需求，以拯救更多的生命。这项工作近日发表于《自然》子刊Nature Microbiology。
一百多年前揭示血型秘密
1900年，奥地利生理学家Karl Landsteiner最先发现了血型，并因此在1930年荣获诺贝尔生理学或医学奖。根据红细胞和血清混合后是否会发生凝集，他将血液分为A、B、C（后来更名为O）型。在此之前，由于不了解血型的秘密，数百年里的输血尝试曾造成许多悲剧。
后来免疫学的进展使我们逐渐了解，红细胞凝集其实是红细胞表面抗原和血清中的抗体发生反应，而ABO血型的差异就在于红细胞表面的抗原。
ABO抗原有基本相同的糖链结构，只是末端有区别。理论上，把A型抗原和B型抗原的末端糖基去除，就可以把A型血和B型血转变成O型血。
Stephen Withers教授是一位生物化学家，他对酶特别感兴趣。在他看来，可以利用酶这种强大的催化剂，达到人工转换血型的目的。
但要找到合适的酶可不容易。事实上，和Withers教授有类似想法的科学家不少，相关尝试已经进行了数十年。在1982年，一组研究人员从生的咖啡豆中分离出一种酶，可以把B型血转换为O型血。只是这种咖啡酶的使用条件很苛刻，要特别的实验装置处理血液，而且反应效率不高，需要的用量很大，换句话说，不够实用。
自然界哪里还能找到更好用的酶？
蓦然回首，那酶就在……九转回肠处？
寻觅多年，问题的答案让人惊喜：来自人的肠道细菌。
进入21世纪，人体微生物组研究方兴未艾，丰富的肠道细菌吸引了Withers教授的目光。
人体肠道内壁有保护性的黏蛋白，是一类糖基化的蛋白。有些糖蛋白表面的多糖结构与红细胞的A、B抗原类似。而居住于肠道内的许多细菌从肠道内壁采集这些糖来获得能量，它们必须产生一些酶来切断糖基。
“发现这一点后，我们很兴奋，因为这意味着可以利用微生物来找到新的（血型转换工具）。”这项研究的第一作者Peter Rahfeld博士说，“它们已经在肠道内准备就绪，等着我们去发现。”
肠道菌群中有许多成员，有不少目前还没法在实验室培养条件下生长。为了充分挖掘细菌酶的潜力，研究团队采用了功能性宏基因组学技术。这种方法不需要对微生物进行培养，只需要对整个微生物群——比如粪便标本的DNA进行分析。
从一个AB血型的人的粪便中，研究人员分离出细菌的遗传物质，再将分拆的DNA片段放入大肠杆菌中，建立了一个文库。然后，使用模拟A、B抗原的荧光底物，筛选肠道细菌的酶。
最终，他们鉴定出来自厌氧菌Flavonifractor plautii的两种酶，组合起来使用，可以切割A抗原。结合X射线结构学分析结果，研究人员找出了酶的活性位点和作用机制。
在全血中的测试结果显示了这两种酶的实际效果。当研究人员在装有A型血的培养皿中加入这两种酶，只需要很少的量，就可以完全把红细胞的A抗原转换成O型血的抗原，且效率比以前找到的其他酶要高30倍。
现在，研究团队在更大规模地测试这种酶的有效性以及安全性。接下来，如果可以证明这项技术是大规模可行的，毫无疑问会为输血带来巨大帮助，让血库可以供应更多的通用血，有助于及时拯救更多人的生命。
除了应用于红细胞转化，研究团队还计划测试这些酶和其他相关酶是不是还能从其他重要细胞表面和组织去除抗原，从而在器官移植和干细胞移植中帮助扩大“匹配度”。
随着近些年对肠道菌群越来越深入的挖掘，毫不意外我们还将发现更多。正如Rahfeld博士所说，“看到人的肠道微生物可以提供帮助，我觉得非常有意思，我很想知道将来在人体微生物组中还会发现些什么。”
参考资料
[1] Peter Rahfeld et al., (2019) An enzymatic pathway in the human gut microbiome that converts A to universal O type blood. Nature Microbiology. DOI: 10.1038/s41564-019-0469-7.
[2] 你揭晓了输血安全的奥秘，世人没有忘记你的功勋。Retrieved Jun 12, 2019, https://songshuhui.net/archives/101413
[3] J Goldstein et al., (1982) Group B erythrocytes enzymatically converted to group O survive normally in A, B, and O individuals. Science. DOI: 10.1126/science.6274021
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