万能ドナーの血液を作る酵素を発見

DTUとルンド大学の研究者らは、赤血球と混合することで、ヒトのABO式血液型におけるA抗原とB抗原を構成する特定の糖を除去できる酵素を発見した。この研究成果は、Nature Microbiology誌に掲載された。

「この新しい酵素カクテルは、初めて、よく知られているA抗原とB抗原だけでなく、これまで輸血の安全性に問題があるとは認識されていなかった広範な変異体も除去します。B型ドナーから汎用血液を生産することには近づいていますが、より複雑なA型を変換するにはまだ研究が必要です」と、DTUの研究責任者であり、この発見を支えた主要な科学者の一人であるマヘル・アブ・ハシェム教授は述べています。

この発見は、DTU のヒト腸内細菌叢の酵素の研究者とルンド大学の血液炭水化物群および輸血医学の研究者の専門知識の組み合わせの結果であると彼は指摘する。

献血の需要が高い

ヒトの赤血球は、ABO式血液型（A、B、AB、O）の4つの血液型を定義する特定の複雑な糖構造（抗原）を持っています。これらの抗原は、安全な輸血と臓器移植のために、ドナーとレシピエントの適合性を制御します。ドナーの血液は、疾患マーカーと主要な血液型について検査され、最大42日間冷蔵保存できます。

高齢者人口の増加と、大量の血液を必要とする医療処置を受ける患者数の増加により、献血血液の需要は高まっています。A型またはB型の血液をABO式血液型に転換することで、4つの異なる血液型の保管に伴う物流コストと費用を大幅に削減できます。

さらに、万能血液の開発により、有効期限が近づく血液の量が減り、献血血液の供給が増加することになります。

万能献血血液を作るために A 抗原と B 抗原を除去する必要があるのは、不適切な受血者に輸血すると生命を脅かす免疫反応を引き起こす可能性があるからです。

酵素を用いてユニバーサルドナー血液を作成するという概念は40年以上前に提案されました。それ以来、A抗原とB抗原をより効果的に除去する酵素が発見されてきましたが、研究者たちは依然として血液に関連する免疫反応の全てを説明または排除することができず、これらの酵素はまだ臨床現場で使用されていません。

腸からの酵素

DTUとルンド大学の研究チームは、A型およびB型の血液抗原と、それらを阻害する糖の両方を除去できる酵素を発見する新たな方法を採用しました。研究チームは、腸の表面を覆う粘液を分解することで生育する腸内細菌アッカーマンシア・ムシニフィラから、新たな酵素混合物を発見しました。

これらの酵素は、腸粘膜の表面にある複合糖が血液細胞の表面にあるものと化学的に類似しているため、非常に効果的であることがわかりました。

「粘膜の特異性は、この物質上で生存できる細菌が、ABO式血液型抗原を含む粘膜の糖構造を分解するために特別に選ばれた酵素を持っていることが多いことです。この仮説は正しかったことが証明されました」とハシェム氏は語る。

この研究の研究者らは、数百の血液サンプルを処理するために使用した24種類の酵素をテストした。

赤血球の表面に存在するABO式血液型抗原は、腸の内壁にも存在します。研究者たちは、これらの抗原を栄養源として利用する特殊な腸内細菌を利用し、A型およびB型の赤血球を汎用血液に変換する2種類の酵素混合物を開発しました。図：DTUポスドクのマティアス・ジェンセン。出典：DTUポスドクのマティアス・ジェンセン。

「汎用血液は、ドナーの血液をより効率的に使用することを可能にし、また、不適合なABOグループの血液を輸血する際の誤りを回避するのにも役立ちます。そうしないと、受血者に致命的な結果をもたらす可能性があります。」

「ABO血液型で汎用されるドナー血液を作ることができれば、安全な血液製剤の輸送と使用の物流が簡素化され、失血も最小限に抑えられる」とルンド大学の研究責任者、マーティン・L・オルソン教授は語る。

DTUとルンド大学の研究者たちは、この新しい酵素とその処理方法に関する特許を申請しており、今後3年半にわたる新たな共同プロジェクトにおいて、この方向へのさらなる進展が期待されています。もし成功すれば、このコンセプトは、商業生産と臨床使用の検討前に、管理された臨床試験で検証される必要があります。