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人造血的好处不只是缓解血荒

来源:科技日报2019-11-04 09:32

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  陈 曦

  我们经常在影视剧中看到大出血的患者需要输血而血库告急的场景。如果血液也能和生理盐水一样,可以人工制造,不分血型,不需要严格的保存条件,该有多好。不久前,据日本《朝日新闻》报道,以日本防卫医科大学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,这种人造血能在常温下保存1年以上,不用考虑血型不同的问题。目前,这种人造血液已经在实验兔身上实验成功。

  人造血不是还原人体全血

  那么,到底什么是人造血呢?

  人造血的实现方式有两种:第一种是指生物合成具有完全生物学功能的红细胞、白细胞和血小板;另一种是人工合成具有红细胞或血小板主要功能的替代物。

  中国医学科学院血液学研究所、血液病医院实验血液学国家重点实验室研究员周家喜指出,人类全血是非常复杂的,人造全血几乎是不可能的。目前研究的人造血都是人造了血液中的某些成分,比较常见的是人造红细胞和血小板。

  此次报道的日本研究团队开发的这种人造血液主要由人造血小板和人造红细胞构成,是用一种叫做脂质体的细胞膜成分制成非常微小的“袋子”,然后分别往里面填入止血成分和能够运输氧的成分。

  “随着干细胞生物学和体外培养技术的发展,采用干细胞体外培养扩增患者特异性的血细胞(红细胞、白细胞和血小板)已经成为目前人造血的主流研究方向。”周家喜介绍,2007年,日本科学家山中伸弥和美国科学家汤姆逊分别将人口腔上皮或耳后皮肤取出的成纤维细胞改造成多能干细胞。也就是说,使已经分化成熟的细胞回到较原始的状态,重新获得了分化成不同成熟细胞的功能。从多能干细胞可以分化得到血小板的祖先细胞——巨核细胞,巨核细胞系可源源不断地提供血小板的“母体”。同理,多能干细胞也可以增值分化成血液里的任何细胞,如红细胞等。这种人造血不是人工合成的血液替代品,而是人体真正的“血液”,安全性更加有保障。

  不产生并发症也不受血型限制

  除了能缓解血源不足之外,人造血还有哪些好处呢?

  “理想的人造血具有血液相应成分功能,不产生输血相关并发症,且不受血型限制,成本低廉、保存方便。”周家喜说。

  中国医学科学院血液学研究所、血液病医院输血科主任周雪丽解释道,血型是指血液成分(包括红细胞、白细胞、血小板)表面的抗原类型。人的血液里都有抗原抗体,如果红细胞抗原抗体不相合,输入到人体就会发生溶血现象。因此除了紧急情况外,输入含有红细胞成分的血液制品时都需要进行抗体筛查和交叉配血。

  而人造血可以通过“基因改造”,用基因敲除的方法,敲掉血液细胞表面的抗原,使得输血可以不用再配型。这样既能省去血型化验的麻烦,还能解决“熊猫血”等稀有血型患者的输血难题。

  “离开人体后,不同的血液成分保存条件和有效期各不相同。”周雪丽说,全血中保存时间最长的成分就是红细胞,在4℃±2℃的条件下,根据保存液的不同,最长可保存42天。血小板需要在22℃±2℃的条件下震荡保存,根据保存袋的差异,保存期24小时至5天不等,因为血小板保存期较短,给紧急大量供应带来困难。

  而一些人工合成具有某种血液功能的替代物就不受这些保存条件的限制,一般都能够在常温状态下保存一年以上时间。此外,采用人造血还能有效避免输血时感染艾滋病、肝炎等传染病的风险。

  距离临床应用还需迈过三道坎

  目前,有如此多好处的人造血距离临床广泛应用,还有一条漫长的路要走。周家喜坦言,人造血要想应用于临床,必须满足3个重要的条件。

  最首要的就是安全性。周家喜表示,目前很多人造血研究还都只停留在动物实验阶段,并没有真正进入到临床试验。走得最快的日本也才刚开始申请进行临床试验。

  第二就是要实现量产。以日本团队进行的多能干细胞制备血小板为例,整个过程需要26天,难以解决临床紧急用血需求。而且临床输血需要达到一定的量才有效,目前实验室生产人造血的能力相当于家庭作坊水平,距离工厂大规模生产还有很长一段距离。

  第三就是要降低成本。目前以多能干细胞制备的血小板其成本远高于捐献血小板,甚至比捐献血小板成本高上万倍。“如果输一袋血小板要10万块钱,那么这种人造血是没有意义的。”周家喜说。

  虽然道路漫长,不过随着多能干细胞技术的出现,相信随着科技的不断发展,在不久的将来,人造血一定可以像生理盐水一样实现低成本量产,解决血液供应紧张的问题,同时在治疗各种血液疾病方面发挥重要作用。

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