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红细胞的物理化学修饰

檀英霞  
【摘要】:输血是临床治疗的重要手段。血型和血源问题是临床输血中经常会遇到两大 问题。血型问题包括:稀有血型、多次输血引起的配型困难等;血源问题指:血 液供不应求、缺少某种血型的血源等。这些问题在突发事件和重大国际交流活动 显得尤为重要。因此制备通用型血和开拓来源丰富、安全有效的替代血源,对临 床输血的救治意义重大。 造血干细胞在许多危重疾病的治疗中有重要作用。如何实现人造血干细胞的 体外扩增,是急需解决的问题。建立大动物造血嵌合体模型,可进一步认识人造 血干细胞的生物学特性,探讨其在大动物体内嵌合和扩增的可能性。 本项研究使用化学材料甲氧基聚乙二醇(mPEG)对人红细胞稀有血型抗原 进行化学修饰,探讨制备通用型血;对猪、马、牛、羊4种家畜血液学及红细胞 表面抗原进行分析比较,并对其红细胞表面抗原进行修饰改造,使家畜红细胞与 人红细胞具有相似的血清学特征,为拓宽血液来源探讨新的途径;用胎猪和新生 猪作为人造血干祖细胞(HSC/HPC)移植受体,期望通过移植mPEG修饰的人 HSC/HPC建立人/猪造血嵌合体模型,探讨HSC/HPC在动物体内定居和扩增的 可行性。 mPEG修饰的多肽、蛋白类生化药物具有较高的临床实用价值。本项研究比 较了mPEG-BTC(MW 5kD、20kD),mPEG-SPA(MW 20kD)三种不同端基和 分子量的mPEG,对人红细胞。MNSs、Duffy、Kidd三种稀有血型系统抗原的修饰 效果,其中20kD的mPEG-BTC修饰效果最好。试验结果表明:经1. 0mmol/L的 中文摘要 mPEG一BTC修饰红细胞,稀有血型抗原的凝集反应镜检呈阴性;血影细胞凝集反 应结果表明,mPEG与红细胞结合稳定;采用PEG 8000和葡聚糖T500两相系统 可分离纯化被修饰的红细胞;mPEG修饰对红细胞形态、结构、功能等均没有明 显影响;修饰后的红细胞在小鼠体内可正常存活;mPEG在小鼠体内体内无蓄积, 可安全代谢,受试小鼠各组织器官没有病理改变。初步实现了实验室阶段制备无 MNsS、Kidd、Du伪三种血型系统抗原的红细胞。 本项研究使用本室制备的基因重组咖啡豆a一半乳糖昔酶(rCa一GalE)作为工 具酶,改造了猪和牛红细胞表面的主要异种抗原—a一Gal抗原(Galal一3Gal印- 4oleNAe一R和Galal一3oalpl一4olcNAepl一3Galpl一4Gle一R);用mpEG修饰遮蔽 non一aGal抗原。结果表明:牛红细胞比猪红细胞坚韧,其表面异种抗原(a一Gal 和non一aGal抗原)表达量低于猪红细胞;rCa一GalE酶解和mPEG双修饰后的猪、 牛红细胞与人血浆的间接抗人球蛋白试验(IAT)呈阴性,具有与人红细胞相似 的血清学特征;酶解和mPEG双修饰对猪、牛红细胞的形态、结构、功能和代谢 等指标均没有显著影响。体外研究初步说明改造后的猪和牛红细胞有可能成为人 红细胞代用品。 本项研究还表明,异种动物间建立造血嵌合体是可行的。利用免疫系统未完 全成熟的胎猪和新生猪,以不同注射方式移植人脐血单个核细胞(MNC)、cD34+ 细胞、以及经mPEG修饰的脐血MNC。结果表明:一定浓度的mPEG能遮蔽脐 血MNC表面上的CD3、CD4、CDS分子,降低免疫反应的发生;修饰后的脐血 干细胞仍具有集落形成能力,提示mPEG修饰并没有影响脐血HSC沮PC的扩增 能力。研究表明将人HSC/H PC经剖猪子宫,然后脐静脉注射到胎猪体内,有一 定的危险;静脉注射mPEG修饰的人脐血MNC给新生猪,嵌合时间有限;但静 脉移植人脐血MNC给新生猪,在移植60d时,仍能检测到一定比例人源CD45+ 细胞;说明建立人/猪造血嵌合体是可能的,为在动物体内扩增人HSC/HPC做了 有意义的探讨。


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