人造血液正在路上

  近日,以日本防卫医科大学研究人员为主的日本研究团队宣布,他们成功开发出了一种可以挽救许多人生命的人造血液。目前,这种人造血液已经在兔子身上试验并获得部分成功,对10只大出血的兔子输注人造血液,6只兔子获救。而且,这种人造血液适合任何血型,可保存一年以上。

  人类对人造血液的追求其实已经走过了很长一段路,这种追求还在路上。

  另一种人造血液研究试验

  另一方面,血红蛋白氧载体(HBOC)的人造血液研究也方兴未艾。HBOC与血液相似,主要是利用其与红细胞中的血红蛋白携氧的功能作为血液的替代品,它们在颜色和形态上更像人血,呈暗红色或紫红色,由灭菌处理的血红蛋白制成,是一种没有细胞成分的人造血液。

  生产HBOC的血红蛋白有多种来源,比较适宜的是过期的人类血液的红细胞、人类胎盘,其次还可以用牛血红细胞等。但是,这些血红蛋白都要经过处理,不能直接输入人体。因为,即便血红蛋白进入人体可以起到携带和释放氧气的功能,但如果没有细胞膜的保护,血红蛋白的分解速度会非常快,而且还会产生副作用,如导致肾脏严重损伤。

  因此,现在的HBOC大多使用比天然分子坚固得多的改进型血红蛋白,或者对血红蛋白包裹一层生物保护膜。

  但是,HBOC人造血也有显著的缺点,它在人体血液中比红细胞100天的循环周期短得多,只停留一天左右,而且HBOC还可进入细胞间的微小空间结合一氧化氮,可导致病人血压升高,还可导致腹部不适和绞痛,原因很可能是由于自由基的释放。

  美国一家医药公司开发的一款牛源血红蛋白人造血产品“血纯”,是从牛血中获得的高纯度、无病原微生物的牛血红蛋白,再用戊二醛进行聚合,提升这种人造血液的性能,并降低其副作用。“血纯”在常温下保存期在3年以上,与各种血型都具有较高的兼容性,运输氧气的能力与正常血液相当,但副作用发生率比输血高出约5%。

  由于南非有较高的艾滋病感染率(13%左右),因此“血纯”早在2001年就被南非政府批准用于外科手术和治疗贫血。不过,由于“血纯”有一些副作用,而且存在疯牛病等动物源病毒感染风险,美国食品和药物管理局尚未批准该产品在美国使用,但是,他们同意“血纯”试验性使用于一些疾病,如治疗自身免疫性溶血性贫血。

  没淹死的老鼠带来了启示

  用人造血液替代人自身血液的想法产生于第一次和第二次世界大战之间和之后,当时战场上死亡者太多,其中重要原因是伤员失血过多。另一个原因是,自从1900年奥地利医学家卡尔·兰德斯坦纳发现ABO血型后,输血既受到献血者人数和献血量的限制,还受制于血型。

  如果能研制一种血液的替代品,而且不受供血者和受者血型的限制,就有可能挽救大量伤病员的生命。1947年,首次应用于临床的右旋糖酐是早的“人造血液”。右旋糖酐在人体内水解后会转变成较低分子量的化合物,与血浆具有相同的胶体特性,会迅速代谢成葡萄糖,并能扩充血容量、维持血压,因此可用于出血及外伤休克时急救。直到今天,这一方式也还在使用。

  20世纪60年代,一次意外的契机和发现,启动了人造血液从设想迈向现实的第一步。

  1966年年初的一天,美国辛辛那提医院儿科教授利兰·克拉克和其助手在做一项生物化学试验时,一只老鼠意外掉进了一种白色的氟化碳溶液中。当时克拉克和助手们并不知道这个情况。几个小时之后,大家做完试验整理容器和器械时,发现了那只可怜的老鼠。但是,它没死,而且像鱼一样在白色溶液里活蹦乱跳。

  一般情况下,老鼠掉进水里或溶液里都会淹死,但这只老鼠却能在一个装有氟化碳溶液的瓶子里长时间存活,其中必有原因。随后克拉克再次把一只小鼠放进一个盛有全氟碳液体的烧杯中,使其浸没在液体里。过了几小时小鼠居然还活着。原因在于,这种特殊的氟碳液体能携带足够的氧气以维持生命,而且没有毒性。克拉克在1966年6月24日的《科学》杂志发表文章提出,能否利用氟化碳携带和输送氧气并排出二氧化碳的特性来研制人造血液。

  在克拉克的启示下,1978年,日本医生内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,经乳化制得一种氟化碳化合物,并且在自己身上注射了200毫升,反应良好。1979年4月3日,一名61岁的日本老人患胃溃疡,吐了大量的血,需要手术。手术者正是福岛中心医院的内藤良一医生。但是这名病人的血型极为罕见,医院里没有这种血型的血液。内藤良一决定为病人使用他们发明的全氟碳人造血。他们给病人输注了1000毫升人造血,结果手术成功了,病人起死回生。

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