聚焦"人造血":或缓解血库供不应求 临床使用尚难

细胞海洋

美国先进细胞技术公司的科学家们日前宣布，他们成功利用胚胎干细胞培植出可带氧的红细胞，由此制成“人造血”。这种“人造血”最快将于2013年进行人体试验，美军有望在5年内使用这种“人造血”在战场上救治伤员。
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　　“人造血”是替代人的血液的各种人造物的总称，目前科学家们主要从化学应用材料“全氟化碳”和人体“干细胞”这两个方向来研究制造“人造血”。科学家称，除了满足军方需求外，“人造血”还能缓解医院血库供不应求的局面，而且能够预防因血源污染而发生的各种传染病，还可用于救治各种血型的病患，甚至连猫狗等动物也能受惠。
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1 h9 r3 y3 N, z6 N& g+ k" k* J　　全球急需血液替代品
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目前，各国科学家都在大力研究人造血，除了军事需要外，世界各地医院每年用血需求的快速增加也是科学家们寻求找到血液替代品的一个重要原因。广州血液中心副主任汪传喜在接受记者采访时表示，广州近几年每年的用血量都平均增长5%~10%，2010年的用血量是78吨多，比2009年增长了8.44%。
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. R0 m! ~) E: P: ^5 Q7 f! g　　人血与人造血各有什么特点呢？汪传喜告诉记者，在生产上，人血来源于健康捐赠者，血量的多少难以控制，而人造血则能有计划地生产，方便调配；在保存上，人血要保存于2℃~10℃的温度中，最多保存35天，而人造血不仅容易保存，甚至可在常温中保存数年之久；在使用上，人血容易产生排异，如果检查不严，输入人血还会将一些细菌、病毒带入受血者体内，发生交叉感染，而人造血是工业生产制造的，可以进行消毒处理，不会有细菌或病毒的混入，不受血型限制，输血后不会产生排异，不会发生交叉感染。: f& L6 |* V6 {

2 N( G# I/ y9 Q3 W: K( V( E　　“人造血”研发双向发力
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　　血液是一种复杂的物质，红细胞、白细胞、血小板和血浆是血液中最关键、最基本的成分，每一种成分对于维持人的生命都至关重要。其中白细胞主要负责对抗疾病；血小板让血液凝结成块；红细胞通过血红蛋白运送氧气；血浆主要是运载血细胞，运输维持人体生命活动所需的物质和体内产生的废物等。
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0 M% ]' Q% \6 z5 M4 y7 q4 v0 k　　汪传喜表示，因为血液天生具有的这种复杂性，所以目前研制出来的“人造血”都无法同时具备这四种物质，无法完全替代人血，科学家所进行的研究主要是研发出某种血液成分的替代品。其中，“全氟化碳”和“干细胞”是科学家们研究人造血的两个重要方向。
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　　全氟化碳人造血携氧能力强
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( K2 E5 {$ U" R' H　　全氟化碳是将碳氢化合物中的氢原子全部由氟原子替代而产生的一种类环状或直链状有机化合物，最早于20世纪中叶即研制成功作为化工、生物等领域的应用材料。1966年，美国辛辛那提大学的两位教授格拉克和高兰发现全氟化碳能像血液一样，吸收空气中的氧。他们在试验中将一只小老鼠完全浸没在全氟化碳液体中，按说老鼠应该在数分钟之内死亡，但它们却活了好几个小时，这是因为在这种溶液中小鼠仍能得到生存所必需的氧气，所以不至于因窒息而死亡。但是，这种全氟化碳溶液不能同血液混合。& y/ @; K( T& I/ x" n' {; ^3 }+ j

: F3 x* ]  W6 y# \* l2 }' O　　在国内，全氟碳人造血于1978年由上海有机化学研究所研制成功的，1980年首次应用于临床，并取得了满意效果。1993年，上海有机化学研究所研制成功Ⅲ号氟碳人造血，但未能通过国家药检。( p& l( U  L2 Q* U* D

# b7 w2 F0 r* O7 E' ?! s" M　　全氟化碳人造血是以氟碳化合物为原料配制的与人体血液的pH、各种电解质、晶体和胶体渗透压相似的，并具有良好载氧功能的氟碳乳剂，其溶解氧的能力很强。全氟化碳人造血虽然是一种化学品，但其具有人血红细胞那样的重要功能，能将从肺部吸进的氧气输送到人体的各个部位，又能将各个脏器排出的二氧化碳输送到肺部排出体外。不同的是，全氟化碳人造血输送气体是个单纯的物理溶解过程，氧气和二氧化碳极易溶解在全氟化碳液体中，在流动中完成气体的传递。100毫升的全氟化碳能溶氧气50毫升，是人血载氧能力的1.5倍。因此，这类代用品又被称为“携氧治疗剂”，它无血型之分，任何人均可使用，避免了输血的交叉感染。其载氧能力强，在大量失血的情况下输入这种人造血能短时间维持机体组织的生存，同时还可治疗许多疾病，但是输血时全氟化碳人造血只能和人血一起使用。8 h! a0 t" \# n# g, Q- _' D
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两大造血法孰优孰劣
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　　来源7 z" u* R8 Y7 ~& K! z
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　　全氟化碳：人工合成的化学物质。
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　　造血干细胞：从人体抽取。
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　　排异% S! p; U5 @9 d" d/ J" c
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　　全氟化碳：没有。输血前无须做血液配型。
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　　造血干细胞：有(目前美国研制的“干细胞人造血”则在输血前无需做配型)。
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　　功能2 W; g3 ^6 w# W. T0 m

- K' Q$ Y/ Q9 B9 E) P& C* J3 s  N　　全氟化碳：仅具有血液中红细胞的功能。
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6 A9 u2 m; F# v　　造血干细胞：可替代原有血液，生成全新的血液。
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8 Y, U7 Z" [  v) m4 F& w; O: |7 C　　受血对象
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- y$ L& \7 s& X: J4 Q( `( p8 m　　全氟化碳：严重贫血、急性大出血、缺血性脑血管疾病、抢救一氧化碳中毒等患者。
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" {# U, c; d! [% B+ v& a　　造血干细胞：恶性血液病、部分恶性肿瘤、部分遗传性疾病等多种致死性疾病患者(目前美国研制的“干细胞人造血”则适用于各种病况)。
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　　干细胞人造血最接近天然
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+ e) X$ _; z5 j4 \3 _0 L$ i　　美国先进细胞技术公司的科学家们日前宣布，他们已在实验室中利用干细胞制造出人造血。美国科学家研制出的这种人造血液是利用转基因技术制成，用机器模拟人体骨髓的造血过程，从脐带细胞中制造出大量血红细胞。一条脐带最终可以转换为大约20个单位的可用血液，而在战场上，平均每个伤兵在治疗中需要6个单位的血液。人造血与健康人体循环中的血红细胞完全相同，所造血型均为O型阴性，可用于治疗任何血型的病人。
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- d. Q+ S) T  l　　如果人造血被批准应用，它将为战地伤员救治带来革命，人类将可能从此结束献血。对此，汪传喜表示，人的血液可以分为四种类型：A、B、O、AB。只有O型血可以为任何血型的病人输血，这也是造成了O型血紧缺的部分原因。而利用干细胞制造出的人造血不存在血型匹配的问题，也省去了血型化验的过程。
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　　“干细胞是具有自我复制和多向分化潜能的原始细胞，但目前关于干细胞的研究还存在着争议，造血干细胞的研究则得到较夺认同。造血干细胞是一切血细胞的‘种子’，它可以分化为红细胞、白细胞和血小板。输入造血干细胞，好比在人体植入新的‘血液种子’。”汪传喜说，“这种‘人造血’适合于治疗多种恶性血液病造血功能发现问题的患者，其费用大约几十万元，比全氟化碳人造血高昂很多。”7 f7 N0 u! c& P; x( G. r

) }! N* B6 v4 E4 b　　造血干细胞一般来源于骨髓造血干细胞、外周造血干细胞、脐带血造血干细胞三个渠道。其中，骨髓造血干细胞需要在骨髓上钻孔采集，供血者会相对痛苦，需要住院和麻醉。从外周血采集造血干细胞则相对简单，供血者只需要像一般献血者一样在手臂上抽取就可以了。现在运用造血干细胞“动员”技术，只需采集分离约50至200毫升外周血即可得到足够数量的造血干细胞。脐带造血干细胞从脐带血中抽取，移植对象仅限于儿童。
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　　临床使用人造血尚有困难
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　　既然人造血有着种种优势，那能否早日产业化造福大众呢？对此，汪传喜表示，人造血应用比较广泛的是在战场上，因为在战区运输和储存血液更为困难，捐献的血液必须经过长途跋涉才能到达急需血液的战地医院。目前人造血在中国并没有广泛应用。首先是因为这种“人造血”需要突破种种困境(如技术和成本)，在我国，目前即使是普通的血液替代品也没被运用到临床上。其次，在我国，人种相对单一，血型组成相对稳定，血液供体来源比较充足。* M0 c- X; l8 a/ U

8 X6 b6 I7 q& [' V　　汪传喜说：“现在临床输血100%都是健康人捐血的，基本都用的是成分血，因为成分血可以充分利用，除非特别紧急的情况下医院才采用全血输血，目前在临床上还没有采用过血液替代品。全血输入有风险，会有排异、过敏、传播疾病等一系列的不良反应。因此，目前较多采用成分血输入，既可以改善患者缺血症状，又可减少输血不良反应。”
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( a3 f' G8 O- i* j/ P1 g! g/ c. @* t　　对人造血的猜想
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　　奶粉状：英国埃塞克斯大学的生物化学和人造血专家克里斯 库珀表示：“我们现在正在寻找的是血液‘奶粉’――如奶粉一样，这种人造血将被存储在一个小袋中，想用的时候只要与盐溶液再水合就行。护理人员可将其带到事故现场，立刻开始输血。”
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6 F# n# W7 D- I( k0 [, y, H/ k$ r　　糨糊状：英国谢菲尔德大学的科学家正着力研发一种人造血，他们将该人造血设计得可以像一块厚厚的糨糊一样存储，使用之前将其在水中溶解即可。该人造血由塑料分子制成，它也像血红蛋白一样，能够在身体内传输氧气。8 C* P' ]1 S+ Z+ ~# F
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　　解救人类：美剧《真爱如血(True Blood)》展示了人造血的迷人前景：2019年人类因为得了血液病，大部分人都变成了吸血鬼，不少幸存的人类被捕捉饲养起来提供给吸血鬼血液。后来，日本人发明了一种叫做“真血”的人造血而解救了整个人类，这种人造血完全可以满足吸血鬼一族的日常生活所需，吸血鬼和人类终于可以相安无事地平静生活在一起了。（撰文：许俏文 通讯员：张学元）
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tpwang

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6 |  N6 d9 G# p1 _) O$ m) O猜想续：能否开发一种结合全氟化碳与干细胞的超级供氧细胞，可长时间体内循环使用，可体外充氧然后输注，可根据特殊需要开发不同带氧能力与寿命等特点的产品，可长期体外保存，可局部应用……

sandy365

全氟化碳在体内怎么代谢？会不会对影响自身的造血系统，产生依赖？这种化合物会不会进入组织间隙，对其他组织造成毁灭性的冲击？