近日，以日本防衛(wèi)醫(yī)科大學(xué)研究人員為主的日本研究團(tuán)隊(duì)宣布，他們成功開發(fā)出了一種可以挽救許多人生命的人造血液。目前，這種人造血液已經(jīng)在兔子身上試驗(yàn)并獲得部分成功，對10只大出血的兔子輸注人造血液，6只兔子獲救。而且，這種人造血液適合任何血型，可保存一年以上。

人類對人造血液的追求其實(shí)已經(jīng)走過了很長一段路，這種追求還在路上。

另一種人造血液研究試驗(yàn)

另一方面，血紅蛋白氧載體(HBOC)的人造血液研究也方興未艾。HBOC與血液相似，主要是利用其與紅細(xì)胞中的血紅蛋白攜氧的功能作為血液的替代品，它們在顏色和形態(tài)上更像人血，呈暗紅色或紫紅色，由滅菌處理的血紅蛋白制成，是一種沒有細(xì)胞成分的人造血液。

生產(chǎn)HBOC的血紅蛋白有多種來源，比較適宜的是過期的人類血液的紅細(xì)胞、人類胎盤，其次還可以用牛血紅細(xì)胞等。但是，這些血紅蛋白都要經(jīng)過處理，不能直接輸入人體。因?yàn)椋幢阊t蛋白進(jìn)入人體可以起到攜帶和釋放氧氣的功能，但如果沒有細(xì)胞膜的保護(hù)，血紅蛋白的分解速度會非?？?，而且還會產(chǎn)生副作用，如導(dǎo)致腎臟嚴(yán)重?fù)p傷。

因此，現(xiàn)在的HBOC大多使用比天然分子堅(jiān)固得多的改進(jìn)型血紅蛋白，或者對血紅蛋白包裹一層生物保護(hù)膜。

但是，HBOC人造血也有顯著的缺點(diǎn)，它在人體血液中比紅細(xì)胞100天的循環(huán)周期短得多，只停留一天左右，而且HBOC還可進(jìn)入細(xì)胞間的微小空間結(jié)合一氧化氮，可導(dǎo)致病人血壓升高，還可導(dǎo)致腹部不適和絞痛，原因很可能是由于自由基的釋放。

美國一家醫(yī)藥公司開發(fā)的一款牛源血紅蛋白人造血產(chǎn)品“血純”，是從牛血中獲得的高純度、無病原微生物的牛血紅蛋白，再用戊二醛進(jìn)行聚合，提升這種人造血液的性能，并降低其副作用。“血純”在常溫下保存期在3年以上，與各種血型都具有較高的兼容性，運(yùn)輸氧氣的能力與正常血液相當(dāng)，但副作用發(fā)生率比輸血高出約5%。

由于南非有較高的艾滋病感染率(13%左右)，因此“血純”早在2001年就被南非政府批準(zhǔn)用于外科手術(shù)和治療貧血。不過，由于“血純”有一些副作用，而且存在瘋牛病等動物源病毒感染風(fēng)險(xiǎn)，美國食品和藥物管理局尚未批準(zhǔn)該產(chǎn)品在美國使用，但是，他們同意“血純”試驗(yàn)性使用于一些疾病，如治療自身免疫性溶血性貧血。

沒淹死的老鼠帶來了啟示

用人造血液替代人自身血液的想法產(chǎn)生于第一次和第二次世界大戰(zhàn)之間和之后，當(dāng)時戰(zhàn)場上死亡者太多，其中重要原因是傷員失血過多。另一個原因是，自從1900年奧地利醫(yī)學(xué)家卡爾·蘭德斯坦納發(fā)現(xiàn)ABO血型后，輸血既受到獻(xiàn)血者人數(shù)和獻(xiàn)血量的限制，還受制于血型。

如果能研制一種血液的替代品，而且不受供血者和受者血型的限制，就有可能挽救大量傷病員的生命。1947年，首次應(yīng)用于臨床的右旋糖酐是最早的“人造血液”。右旋糖酐在人體內(nèi)水解后會轉(zhuǎn)變成較低分子量的化合物，與血漿具有相同的膠體特性，會迅速代謝成葡萄糖，并能擴(kuò)充血容量、維持血壓，因此可用于出血及外傷休克時急救。直到今天，這一方式也還在使用。

20世紀(jì)60年代，一次意外的契機(jī)和發(fā)現(xiàn)，啟動了人造血液從設(shè)想邁向現(xiàn)實(shí)的第一步。

1966年年初的一天，美國辛辛那提醫(yī)院兒科教授利蘭·克拉克和其助手在做一項(xiàng)生物化學(xué)試驗(yàn)時，一只老鼠意外掉進(jìn)了一種白色的氟化碳溶液中。當(dāng)時克拉克和助手們并不知道這個情況。幾個小時之后，大家做完試驗(yàn)整理容器和器械時，發(fā)現(xiàn)了那只可憐的老鼠。但是，它沒死，而且像魚一樣在白色溶液里活蹦亂跳。

一般情況下，老鼠掉進(jìn)水里或溶液里都會淹死，但這只老鼠卻能在一個裝有氟化碳溶液的瓶子里長時間存活，其中必有原因。隨后克拉克再次把一只小鼠放進(jìn)一個盛有全氟碳液體的燒杯中，使其浸沒在液體里。過了幾小時小鼠居然還活著。原因在于，這種特殊的氟碳液體能攜帶足夠的氧氣以維持生命，而且沒有毒性?？死嗽?966年6月24日的《科學(xué)》雜志發(fā)表文章提出，能否利用氟化碳攜帶和輸送氧氣并排出二氧化碳的特性來研制人造血液。

在克拉克的啟示下，1978年，日本醫(yī)生內(nèi)藤良一和其同事用全氟碳奈烷和全氟碳三丙胺的混合物做原料，經(jīng)乳化制得一種氟化碳化合物，并且在自己身上注射了200毫升，反應(yīng)良好。1979年4月3日，一名61歲的日本老人患胃潰瘍，吐了大量的血，需要手術(shù)。手術(shù)者正是福島中心醫(yī)院的內(nèi)藤良一醫(yī)生。但是這名病人的血型極為罕見，醫(yī)院里沒有這種血型的血液。內(nèi)藤良一決定為病人使用他們發(fā)明的全氟碳人造血。他們給病人輸注了1000毫升人造血，結(jié)果手術(shù)成功了，病人起死回生。

此后，研究人員進(jìn)一步認(rèn)識到，全氟碳人造血的黏度同人血差不多，比重比人血略大些。但它在某些方面比人血的功能更好，不僅可以擴(kuò)充血容量，而且攜帶氧氣和排出二氧化碳的能力比人血大約高出2倍，也不受血型限制，任何人都可以輸注，其化學(xué)穩(wěn)定性也好，可存放時間達(dá)半年，對人體無害，在體內(nèi)64小時后可自動通過肺部呼吸和尿液排出體外。因此特別適用于大出血急救和一些大型手術(shù)。

1980年，中國科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所和第三軍醫(yī)大學(xué)經(jīng)過5年努力研制成功人造血，于6月19日和6月30日在上海第一醫(yī)學(xué)院附屬中山醫(yī)院分別給兩位病人輸入，患者無任何不良反應(yīng)，并且都完全康復(fù)。

全氟碳(PFC)只含氟原子和碳原子，因此又叫“氟碳人造血液”，或人造白色血液。但是，這種血液的缺點(diǎn)也顯而易見。由于沒有人血的營養(yǎng)成分，因而不能輸送營養(yǎng)物質(zhì);由于不含血小板，因而沒有凝血功能;由于不含白細(xì)胞和多種抗體，沒有免疫力，也就不能抗感染。

人類正不斷改進(jìn)和完善人造血液

無論是PFC，還是HBOC，都只能替代一部分血液的功能，即紅細(xì)胞攜氧和排出二氧化碳的功能，因此，這樣的人造血液并不足以完全替代人的血液。但是，它們也有明顯的作用，包括在急救和戰(zhàn)場上用于創(chuàng)傷失血，以恢復(fù)人體供氧能力;供手術(shù)過程中的突然急需輸血、治療貧血病，以及維持通向腫瘤組織的氧流量，以使化療更為有效等。另外，人造血液還可以避免人血中的多種病原微生物，如艾滋病病毒、各種肝炎病毒傳播的疾病，還可提供對某些患者的高氧治療，如搶救一氧化碳中毒的病人。

但是，人的血液有大量的成分，還有很多生理功能，其中蘊(yùn)含了許多復(fù)雜的機(jī)理。人血中除了紅細(xì)胞，還有多種類型的白細(xì)胞和抗體(執(zhí)行免疫功能)、血小板(執(zhí)行凝血功能)和多種營養(yǎng)物質(zhì)。如果能研制出具備人血所有成分的全血，才算是人造血液的完全成功，這當(dāng)然很困難，也是人類的一個遠(yuǎn)大目標(biāo)。

2011年，巴黎居里大學(xué)的研究人員從一名志愿者的骨髓中提取出造血干細(xì)胞，并利用一組混合生長因子誘導(dǎo)這些細(xì)胞生長發(fā)育成紅細(xì)胞。2013年12月，有日本研究人員稱，利用干細(xì)胞培育出能夠攜帶氧的紅細(xì)胞，在此基礎(chǔ)上有望大量培育用于輸血的紅細(xì)胞，這種源自人自身干細(xì)胞發(fā)育成的紅細(xì)胞顯然比PFC和HBOC都有更大的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樗鼈儽旧硎?ldquo;原裝”的，更能適應(yīng)人的生理功能。

至于用誘導(dǎo)的多能干細(xì)胞生成紅細(xì)胞來制造人造血，也有一些國家如英國在投入研究。英國的蘇格蘭國家輸血服務(wù)中心和英國愛丁堡大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)正在利用誘導(dǎo)多能干細(xì)胞技術(shù)培養(yǎng)出人造紅細(xì)胞，并對一些地中海貧血患者開展臨床試驗(yàn)。

在改進(jìn)和完善人造血液方面，美國研究人員正在研發(fā)一種稱作六氟化硫的合成液體。六氟化硫可溶解大量氧氣，成本低廉，也易于制作，并且儲藏簡單。但在操作過程中，病人需要通過特定面具吸入70%-100%的氧氣，因此，在醫(yī)院以外的環(huán)境下使用可能受到限制。

此次日本研究人員研制的是一種改進(jìn)型的人造血液，包含人造血小板和人造紅細(xì)胞，用一種叫做脂質(zhì)體的細(xì)胞膜成分制成非常微小的“袋子”，即直徑為250納米的血紅蛋白囊泡，然后分別往里面填入血小板和血紅蛋白。這種血液的進(jìn)步是有了血小板，因此除了能供氧和排出二氧化碳外，還有凝血功能。

世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)，每年全球會有1174億單位的捐獻(xiàn)血液，但這個數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠臨床使用。如果各種人造血液能成功和大量應(yīng)用于臨床，就會為解決血荒，以及避免輸血傳染疾病做出巨大貢獻(xiàn)。(張?zhí)锟?

關(guān)鍵詞： 人造血液