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人造血液正在路上

  近日,以日本防衛醫科大學研究人員為主的日本研究團隊宣布,他們成功開發出了一種可以挽救許多人生命的人造血液。目前,這種人造血液已經在兔子身上試驗并獲得部分成功,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已經走過了很長一段路,這種追求還在路上。

  另一種人造血液研究試驗

  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,是一種沒有細胞成分的人造血液。

  生產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胞、人類胎盤,其次還可以用牛血紅細胞等。但是,這些血紅蛋白都要經過處理,不能直接輸入人體。因為,即便血紅蛋白進入人體可以起到攜帶和釋放氧氣的功能,但如果沒有細胞膜的保護,血紅蛋白的分解速度會非常快,而且還會產生副作用,如導致腎臟嚴重損傷。

  因此,現在的HBOC大多使用比天然分子堅固得多的改進型血紅蛋白,或者對血紅蛋白包裹一層生物保護膜。

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

  美國一家醫藥公司開發的一款牛源血紅蛋白人造血產品“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,運輸氧氣的能力與正常血液相當,但副作用發生率比輸血高出約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用于外科手術和治療貧血。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險,美國食品和藥物管理局尚未批準該產品在美國使用,但是,他們同意“血純”試驗性使用于一些疾病,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生于第一次和第二次世界大戰之間和之后,當時戰場上死亡者太多,其中重要原因是傷員失血過多。另一個原因是,自從1900年奧地利醫學家卡爾·蘭德斯坦納發現ABO血型后,輸血既受到獻血者人數和獻血量的限制,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,首次應用于臨床的右旋糖酐是早的“人造血液”。右旋糖酐在人體內水解后會轉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60年代,一次意外的契機和發現,啟動了人造血液從設想邁向現實的第一步。

  1966年年初的一天,美國辛辛那提醫院兒科教授利蘭·克拉克和其助手在做一項生物化學試驗時,一只老鼠意外掉進了一種白色的氟化碳溶液中。當時克拉克和助手們并不知道這個情況。幾個小時之后,大家做完試驗整理容器和器械時,發現了那只可憐的老鼠。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。克拉克在1966年6月24日的《科學》雜志發表文章提出,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,日本醫生內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。手術者正是福島中心醫院的內藤良一醫生。但是這名病人的血型極為罕見,醫院里沒有這種血型的血液。內藤良一決定為病人使用他們發明的全氟碳人造血。他們給病人輸注了1000毫升人造血,結果手術成功了,病人起死回生。

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