尋找安全的血液替代品

阿卜杜·亞拉雅什

在大多數的發達國家，病人們不用擔心輸血過程中的安全問題。但在現實中，要保證一個穩定、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險。同時供體血液必須冷凍存儲，并且只有28天的保質期限。這導致人們對血液污染的擔憂，也大大影響了軍隊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學界的熱門。

使用血液替代品的概念源自17世紀，如今這一課題仍然吸引著研究人員。在輸血醫學領域，一些具有革命性意義的產品已經誕生了。這些產品的研制成功，得益于醫學界對存儲穩定、方便攜帶、適合多種血型的血液替代品持續不斷的追求。

在一些極端情況下，比如戰爭中，這些產品可以替代標準的輸血。然而，盡管三十多年來該領域的研究很活躍，進步也很大，但是至今世界上仍沒有一件產品通過臨床使用的注冊審批，可見這個課題的挑戰性之大。

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

在20世紀早期，研究人員將尋求的目光落在了紅血球中的血紅蛋白身上。血紅蛋白是一種負責把氧氣從呼吸器官運輸到身體其他部分的蛋白質。研究發現，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胞中分離出的游離血紅蛋白，都可以重新恢復活力。科學家將游離血紅蛋白以化學方式穩定，再重新注入本體以后，它們仍然能像紅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，其運輸氧氣的效率較低。因此，專家們認為，基于血紅蛋白的產品更有應用前途，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，科學家們很快發現，游離血紅蛋白也有問題，它對人體造成的破壞也很嚴重，可能引發高血壓、心臟驟停甚至死亡，因此，它能有效輸氧氣的時間就很短。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”的過渡狀態存在。在正常的生物體當中，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”二價鐵會不受控制地氧化，形成“有害的”三價鐵，從而使血紅蛋白失去運輸氧氣的功能。當它們釋放到人體的循環系統時，這種高度氧化的血紅蛋白最終會自我毀滅，同時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。人們關注的是，如何阻止腎臟過濾血紅蛋白，同時阻止它們滲透血管壁，以避免其和一氧化氮的反應。一氧化氮是血管中產生的一種氣體，可幫助血管擴張以及增加血液流量。血紅蛋白與氧化一氮的結合就會使血壓增高，這被一些研究者認為是最棘手的事情。

對于控制血紅蛋白氧化反應的研究也已經取得了進展。科研人員（也包括我的實驗室）已經研究了身體是如何自然地處理這些偶然從衰老細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胞釋放的血紅蛋白。研究發現，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。在一種名叫巨噬細胞的特殊細胞中，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，同時血液結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系統中同時注射血紅蛋白與觸珠蛋白或維他命C的方法，這些都預示著一個更為安全有效的血液替代品發展方向。

基于目前已經獲得的進展，科研人員必須繼續深入研究。科學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。