寻找安全的血液替代品

阿卜杜·亚拉雅什

在大多数的发达国家，病人们不用担心输血过程中的安全问题。但在现实中，要保证一个稳定、不受污染的供体血源则不易办到。那么是否有办法一劳永逸地确保充足、安全的血液供应呢？

如今的血液供给，往往是由人们志愿捐赠的，因而存在可能携带HIV病毒及其他传染性病菌的风险。同时供体血液必须冷冻存储，并且只有28天的保质期限。这导致人们对血液污染的担忧，也大大影响了军队对持久血液供给的浓厚兴趣，于是血液合成替代品研究长期成为医学界的热门。

使用血液替代品的概念源自17世纪，如今这一课题仍然吸引着研究人员。在输血医学领域，一些具有革命性意义的产品已经诞生了。这些产品的研制成功，得益于医学界对存储稳定、方便携带、适合多种血型的血液替代品持续不断的追求。

在一些极端情况下，比如战争中，这些产品可以替代标准的输血。然而，尽管三十多年来该领域的研究很活跃，进步也很大，但是至今世界上仍没有一件产品通过临床使用的注册审批，可见这个课题的挑战性之大。

血液是由血浆蛋白质、红血球、血小板以及其他血球组成的复杂融合体。这些要素承担着重要的功能，例如输送氧气、营养物质、可抵抗感染的免疫球蛋白，调整水含量、温度以及酸碱值水平等。

在20世纪早期，研究人员将寻求的目光落在了红血球中的血红蛋白身上。血红蛋白是一种负责把氧气从呼吸器官运输到身体其他部分的蛋白质。研究发现，无论是从人体血液或是牛的血液中，还是从基因工程改造过的衰老细胞中分离出的游离血红蛋白，都可以重新恢复活力。科学家将游离血红蛋白以化学方式稳定，再重新注入本体以后，它们仍然能像红血球那样有效地输送氧气。

相比之下，非血红蛋白合成的血液替代品，即人们熟知的碳氟化合物，其运输氧气的效率较低。因此，专家们认为，基于血红蛋白的产品更有应用前途，可以用来挽救外伤病人，以及那些出于宗教立场反对使用供体血液的病人。

然而，科学家们很快发现，游离血红蛋白也有问题，它对人体造成的破坏也很严重，可能引发高血压、心脏骤停甚至死亡，因此，它能有效输氧气的时间就很短。这其中的原理是，血红蛋白含有亚铁血红素，这是一种含铁的化合物，其中的铁元素是以一种可被氧化或“锈化”的过渡状态存在。在正常的生物体当中，血红蛋白都被红血球包围着，从而抑制了这一过程。而在红血球外的血红蛋白中，“有益的”二价铁会不受控制地氧化，形成“有害的”三价铁，从而使血红蛋白失去运输氧气的功能。当它们释放到人体的循环系统时，这种高度氧化的血红蛋白最终会自我毁灭，同时也破坏周围组织的分子。

由于生物体中这些淘气的血红蛋白本身很难研究，研究人员基本上将其忽略过去。人们关注的是，如何阻止肾脏过滤血红蛋白，同时阻止它们渗透血管壁，以避免其和一氧化氮的反应。一氧化氮是血管中产生的一种气体，可帮助血管扩张以及增加血液流量。血红蛋白与氧化一氮的结合就会使血压增高，这被一些研究者认为是最棘手的事情。

对于控制血红蛋白氧化反应的研究也已经取得了进展。科研人员（也包括我的实验室）已经研究了身体是如何自然地处理这些偶然从衰老细胞中释放出来的血红蛋白，又是如何处理那些受血液疾病如溶血性贫血等影响的细胞释放的血红蛋白。研究发现，身体对抗血红蛋白氧化的第一道防线是，通过尿酸或者抗坏血酸（即维他命C）来减少铁质的氧化能力。

此外，还有一大批血蛋白是血液中专门清除血红蛋白及其碎片部分的清道夫。在一种名叫巨噬细胞的特殊细胞中，血蛋白会减少血红蛋白的毒性，从而将其安全移除。比如，触珠蛋白会紧紧黏住血红蛋白的副族，同时血液结合素会抓住血红蛋白释放的亚铁血红素。最新的治疗方案包括在循环系统中同时注射血红蛋白与触珠蛋白或维他命C的方法，这些都预示着一个更为安全有效的血液替代品发展方向。

基于目前已经获得的进展，科研人员必须继续深入研究。科学家们希望最终能研制出安全的血液替代品以及更为有效的输血治疗方式，以极大地改善我们的治疗，最终也将挽救更多的生命。