尋找安全的血液替代品

阿卜杜·亞拉雅什

在大多數(shù)的發(fā)達(dá)國家，病人們不用擔(dān)心輸血過程中的安全問題。但在現(xiàn)實(shí)中，要保證一個(gè)穩(wěn)定、不受污染的供體血源則不易辦到。那么是否有辦法一勞永逸地確保充足、安全的血液供應(yīng)呢？

如今的血液供給，往往是由人們志愿捐贈的，因而存在可能攜帶HIV病毒及其他傳染性病菌的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)供體血液必須冷凍存儲，并且只有28天的保質(zhì)期限。這導(dǎo)致人們對血液污染的擔(dān)憂，也大大影響了軍隊(duì)對持久血液供給的濃厚興趣，于是血液合成替代品研究長期成為醫(yī)學(xué)界的熱門。

使用血液替代品的概念源自17世紀(jì)，如今這一課題仍然吸引著研究人員。在輸血醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，一些具有革命性意義的產(chǎn)品已經(jīng)誕生了。這些產(chǎn)品的研制成功，得益于醫(yī)學(xué)界對存儲穩(wěn)定、方便攜帶、適合多種血型的血液替代品持續(xù)不斷的追求。

在一些極端情況下，比如戰(zhàn)爭中，這些產(chǎn)品可以替代標(biāo)準(zhǔn)的輸血。然而，盡管三十多年來該領(lǐng)域的研究很活躍，進(jìn)步也很大，但是至今世界上仍沒有一件產(chǎn)品通過臨床使用的注冊審批，可見這個(gè)課題的挑戰(zhàn)性之大。

血液是由血漿蛋白質(zhì)、紅血球、血小板以及其他血球組成的復(fù)雜融合體。這些要素承擔(dān)著重要的功能，例如輸送氧氣、營養(yǎng)物質(zhì)、可抵抗感染的免疫球蛋白，調(diào)整水含量、溫度以及酸堿值水平等。

在20世紀(jì)早期，研究人員將尋求的目光落在了紅血球中的血紅蛋白身上。血紅蛋白是一種負(fù)責(zé)把氧氣從呼吸器官運(yùn)輸?shù)缴眢w其他部分的蛋白質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)，無論是從人體血液或是牛的血液中，還是從基因工程改造過的衰老細(xì)胞中分離出的游離血紅蛋白，都可以重新恢復(fù)活力?？茖W(xué)家將游離血紅蛋白以化學(xué)方式穩(wěn)定，再重新注入本體以后，它們?nèi)匀荒芟窦t血球那樣有效地輸送氧氣。

相比之下，非血紅蛋白合成的血液替代品，即人們熟知的碳氟化合物，其運(yùn)輸氧氣的效率較低。因此，專家們認(rèn)為，基于血紅蛋白的產(chǎn)品更有應(yīng)用前途，可以用來挽救外傷病人，以及那些出于宗教立場反對使用供體血液的病人。

然而，科學(xué)家們很快發(fā)現(xiàn)，游離血紅蛋白也有問題，它對人體造成的破壞也很嚴(yán)重，可能引發(fā)高血壓、心臟驟停甚至死亡，因此，它能有效輸氧氣的時(shí)間就很短。這其中的原理是，血紅蛋白含有亞鐵血紅素，這是一種含鐵的化合物，其中的鐵元素是以一種可被氧化或“銹化”的過渡狀態(tài)存在。在正常的生物體當(dāng)中，血紅蛋白都被紅血球包圍著，從而抑制了這一過程。而在紅血球外的血紅蛋白中，“有益的”二價(jià)鐵會不受控制地氧化，形成“有害的”三價(jià)鐵，從而使血紅蛋白失去運(yùn)輸氧氣的功能。當(dāng)它們釋放到人體的循環(huán)系統(tǒng)時(shí)，這種高度氧化的血紅蛋白最終會自我毀滅，同時(shí)也破壞周圍組織的分子。

由于生物體中這些淘氣的血紅蛋白本身很難研究，研究人員基本上將其忽略過去。人們關(guān)注的是，如何阻止腎臟過濾血紅蛋白，同時(shí)阻止它們滲透血管壁，以避免其和一氧化氮的反應(yīng)。一氧化氮是血管中產(chǎn)生的一種氣體，可幫助血管擴(kuò)張以及增加血液流量。血紅蛋白與氧化一氮的結(jié)合就會使血壓增高，這被一些研究者認(rèn)為是最棘手的事情。

對于控制血紅蛋白氧化反應(yīng)的研究也已經(jīng)取得了進(jìn)展?？蒲腥藛T（也包括我的實(shí)驗(yàn)室）已經(jīng)研究了身體是如何自然地處理這些偶然從衰老細(xì)胞中釋放出來的血紅蛋白，又是如何處理那些受血液疾病如溶血性貧血等影響的細(xì)胞釋放的血紅蛋白。研究發(fā)現(xiàn)，身體對抗血紅蛋白氧化的第一道防線是，通過尿酸或者抗壞血酸（即維他命C）來減少鐵質(zhì)的氧化能力。

此外，還有一大批血蛋白是血液中專門清除血紅蛋白及其碎片部分的清道夫。在一種名叫巨噬細(xì)胞的特殊細(xì)胞中，血蛋白會減少血紅蛋白的毒性，從而將其安全移除。比如，觸珠蛋白會緊緊黏住血紅蛋白的副族，同時(shí)血液結(jié)合素會抓住血紅蛋白釋放的亞鐵血紅素。最新的治療方案包括在循環(huán)系統(tǒng)中同時(shí)注射血紅蛋白與觸珠蛋白或維他命C的方法，這些都預(yù)示著一個(gè)更為安全有效的血液替代品發(fā)展方向。

基于目前已經(jīng)獲得的進(jìn)展，科研人員必須繼續(xù)深入研究。科學(xué)家們希望最終能研制出安全的血液替代品以及更為有效的輸血治療方式，以極大地改善我們的治療，最終也將挽救更多的生命。