冻干血浆在平战时的应用与研究进展

钟善传，王 丽，周 斌综述，徐立风审校

0 引 言

战创伤失血性休克的病理机制是由严重战创伤所致的机体有效循环血量不足、组织灌流减少而出现器官功能障碍的一种综合征。患者出现低体温、酸中毒和凝血功能障碍被称为“致死三联征”，快速恢复有效循环并打破“致死三联征”的威胁是提高战创伤患者救治成功率的关键。美军“战术作战伤员救护”(tactical combat casualty care，TCCC)2014版关于失血性休克患者的液体复苏提出了推荐使用的顺序，从高到低依次为：全血，血浆∶红细胞∶血小板(1∶1∶1)，血浆∶红细胞(1∶1)，单独使用血浆或者红细胞，羟乙基淀粉，晶体液[1]。可看出血液和血液制品是液体复苏的首选。另外，损伤控制性复苏(damage control resuscitation, DCR)临床实践指南提出，血浆、血小板和悬浮红细胞的使用比例为1∶1∶1时，可重现新鲜全血的效果。在某些情况下，血浆可被用作活动性出血患者的主要复苏液[2]。新鲜冰冻血浆(fresh frozen plasma, FFP)和普通冰冻血浆(frozen plasma, FP)是目前临床应用最多的血浆制品，冰冻血浆需要冷链运输，并且在使用前需要专用的融浆机解冻(约30 min)，解冻后在冷藏的条件下保存期仅为5 d[3]。因此，冰冻血浆的使用受到冷链运输、存贮和融浆机等条件设备的限制，不利于它在战场环境下的应用。冻干血浆(freeze dried plasma, FDP)由于其独特的优势成为研究的热点，FDP是指采集单个献血者的血浆或由多个不同血型献血者的血浆按照一定比例混合后，经过病毒灭活和冷冻干燥制成的固态粉末状血液成分制品。FDP的主要成分与新鲜冰冻血浆基本相同，能够有效增加循环血量、改善凝血功能、维持血管胶体渗透压及血管内皮功能[4]。本文就FDP在平战时的应用历史与研究进展作一综述。

1 FDP在平战时的研究应用历史及进展

1.1 早期的FDP从1918年开始就有医师和科学家对人体血浆的各种性质进行研究。美国人Max Strumia博士于1927年开始了一些最早期的血浆研究，并进行了将血浆转化为无菌粉末的实验。他发明了一种小型设备，能够将液态血浆冷冻并在真空下进行干燥，在1940年的美国医学会(AMA)会议上介绍了他的发明成果[5]。1940年7月，当英国大量伤员需要输血，英国军方领导人呼吁美国红十字会将血浆直接运送到伦敦，由于远距离冷冻保存和运输都很困难，FDP的研发工作迅速展开。1941年9月，美国国家血液替代品委员会批准将FDP输注作为新的治疗方法，FDP使用蒸馏水重构，并且其包装设计可很方便地应用于战场环境[6]。据统计，在二战期间，美国红十字会采集了超过1300万单位的血液，其中超过1200万单位用于制备血浆，制备FDP超过600万单位[5]。另外，英国生产FDP超过50万单位，瑞典生产FDP约17万单位[7]。因此，第二次世界大战也通常被称为“血浆战争”[5]。法国军队血液研究所早期FDP的生产从1949年持续到1984年，在中印战争期间向法军提供了近4万个单位[8]。

我国也进行了早期FDP的研究和生产。1951年，为适应抗美援朝战争的需要，军事医学科学院生化系研究并制备了FDP。20世纪60、70年代，FDP的生产委托给了国家卫生部的六大生物制品所和中国医学科学院输血医学研究所[4]。研究者对早期FDP的保存方法、临床应用以及乙肝病毒传播风险等进行了报道[9]。

由于早期的FDP未经病毒灭活去除处理，存在传播肝炎和艾滋病等疾病的风险，在随后的一段时间内FDP的研究与应用曾一度停滞。

1.2 1990年后的FDP由于存在病毒传播的风险以及液体复苏研究的兴起，对血浆及FDP的研究和应用在20世纪70、80年代明显下降。当时业内普遍认为失血性休克的原因就是血容量的丢失，因此主张大量补液，通过补充一定比例的晶体液和胶体液，使机体循环血容量和血压尽可能地维持在正常水平[10]。然而，充分补液后救治成功率并不高，患者反而因为严重肺部并发症而死亡，后来提出了“限制性液体复苏”的概念[1,11]。20世纪90年代，随着病毒灭活技术的快速发展，FDP再次成为战创伤救治的研究热点。与晶体和胶体复苏液相比，血浆治疗有几个显著的优点，包括减少晶体输注避免稀释性凝血病，改善内皮功能，保持生理pH值，以及血管内容量维持等[12]。

20世纪90年代初，德国红十字会血液服务中心(GRCS-W)使用有机溶剂/表面活性剂(S/D)病毒灭活方法制备FDP，这是一种混合血浆，截至2007年该产品的使用量超过30万单位，没有出现病毒传播的报道。2007年，该产品改进到由病原体检测后的单供体FDP(LyoPlas)，血浆在捐献后先冷冻保存4个月以上，在检测人类免疫缺陷病毒(HIV)、甲型肝炎病毒(HAV)、乙型肝炎病毒(HBV)、丙型肝炎病毒(HCV)和PVB-19病毒等阴性后方可应用于FDP的制备。该产品具有血型特异性，需同型输注，可以预防与大容量相关的朊病毒感染风险，并被批准用于民用。LyoPlas自2007年推出到2013年，共制备使用了23万多个单位，其安全性与新鲜冰冻血浆相当[13]。

法国军事血库于1994年恢复了FLYP的生产并批准应用于海外军事行动，从1994年到2010年，该产品质量提到不断的提升，具有许多优点，包括室温下2年的保质期，无血型特异性(血浆不含抗A和抗B抗体)，6 min内即可快速复溶重建，低病原体传播风险等[14]。2011年，法国医疗产品卫生安全局(Agency for Sanitary Safety of Health Products，ANSM) 批准在无法获得融化血浆的特殊环境或紧急条件下，FLYP可用于民用[8]。

南非国家生物制品研究所自1996年开始生产FDP，这是一种多供体(可多达1500人)混合的、S/D处理的、无血型特异性的民用FDP，在南非及其周围几个邻国使用。该产品具有良好的安全记录，但严重的蛋白S缺乏症是Bioplasma FDP的使用禁忌症[15]。

1.3 FDP新产品的研发进展近年来，多个国家开展了FDP的研发工作。美国有多款FDP产品正在研发中，2008年，HemCon生物技术公司根据美国陆军的合同开始研发一款FDP，该方法是使用病原体筛查后的新鲜冰冻血浆生产的单供体FDP。由于商业原因，该研究于2013年结束。Entegrion公司自2008年开始在美军项目支持下开发一种混合的S/D喷雾干燥血浆，该项目的目标是到2020年底前获得FDA批准。Vascular Solutions公司2014年开始根据美军研究项目开发FDP，该项目计划在2021年底前完成产品的FDA批准[16]。截至目前笔者没有找到这些项目是否获批的资料，从最近的相关文献来看，美国还没有自己研制的经FDA批准的FDP产品，FDA仅批准法国FLYP应用于紧急军事环境下[17]。

我国目前尚无新型FDP产品，并且由于其特殊性无法从国际公司获得。近年来，国内相关科研单位开展了血浆冻干工艺和冻干设备以及FDP新产品的研究，通过研究FDP通用性关键技术、改进冻干工艺和设备、建立病毒灭活去除平台和改进病毒灭活方法等，将有望获得具有血型通用性、良好的病毒安全性、均一性且血浆蛋白活性保持在较高水平的产品[18-21]。

2 FDP凝血参数的变化及对伤病员的治疗效果

2.1 FDP制备过程对凝血参数的影响在血浆冷冻干燥过程中，可能会导致某些凝血因子的活性降低。Bux等[22]通过比较起始新鲜冰冻血浆和LyoPlas产品，研究了FDP止血参数的变化。结果表明，冻干过程导致凝血参数的变化大多数小于10%，因子vWF活性损失最显著(约25%)，其余参数变化均保持在可接受范围内(20%以下)。对FLYP的研究也获得了类似的结果，经补骨脂素处理后的混合血浆冷冻干燥后，除因子V下降25%外，其余所有因子的变化范围均在20%以内，大部分因子变化小于10%。另外，病毒灭活过程对凝血因子的活性也会产生影响。S/D处理法和补骨脂素联合紫外线法是常用的FDP病毒灭活方法，这两种方法对因子水平有不同的影响。S/D处理后因子vWF活性下降24%，因子V下降37%，蛋白S下降44%，α-2抗血浆蛋白下降79%，其他因子的降低程度较低。补骨脂素联合紫外线法处理后因子Ⅶ降低23%，因子Ⅷ降低27%，纤维蛋白原降低28%，而其他因子变化较小[23]。令人欣慰的是，在病毒灭活和冷冻干燥的过程对凝血因子活性的影响似乎小于它们两个的叠加。例如，补骨脂素联合紫外线法处理后因子Ⅷ的活性保留率为73%，冷冻干燥的保留率为80%，而研究报道FLYP中因子Ⅷ的活性保留为62%～70%，高于预测的58%(73%×80%)[22]。

2.2 FDP的保存及对凝血参数的影响报道认为FDP蛋白在室温下至少稳定2年，利用海藻糖可提高FDP的储存稳定性[8, 24]。马平等[25]对不同储存条件下FDP中凝血因子活性的研究表明，室温和25 ℃条件下保存半年后，凝血因子II、V、VIII、IX、XI仍能保持在80%以上。最近的研究表明，4 ℃和25 ℃条件下保存2年后，PT上升2%和10%，APTT上升4%和20%，因子V下降21%和30%，因子VIII下降15%和28%，纤维蛋白原浓度下降8%和19%。研究者还对血浆的pH值进行了检测，发现-20 ℃冷冻保存2年的新鲜冰冻血浆PH值从7.35上升到7.75，而FDP在4 ℃和25 ℃条件下保存2年后pH值仍能保持在正常生理范围(7.29和7.45)[26]。另一项研究显示，FDP在4 ℃保存12个月后，纤维蛋白原和因子V略有下降；25 ℃保存12个月后，纤维蛋白原和因子V含量均显著降低，INR显著升高。在40 ℃保存12个月后，PT、APTT、纤维蛋白原、蛋白S及因子V、Ⅷ、vWF均显著降低，INR显著升高，且这些参数大部分都超出了实验室标准范围。因此，应当尽量避免在40 ℃以上的高温条件下保存[27]。另外一些研究也得出类似的结果[13,28-29]。

2.3 FDP对伤病员的治疗效果有多项研究对战伤伤员和平时创伤患者大出血后FDP治疗的死亡率进行了研究，结果显示30 d死亡率在10%～26%[14, 30-32]。其中有一项研究为随机对照试验(RCT)，以普通冰冻血浆治疗作为对照组，结果表明，使用FDP和普通冰冻血浆的两组治疗方案之间的患者30 d全因死亡率无统计学差异[30]。在FDP治疗后凝血功能方面，Garrigue等[31]研究表明，在治疗后45 min，FDP治疗组的患者血浆纤维蛋白原、凝血因子II、因子V水平显著高于普通冰冻血浆治疗组，而PT显著低于普通冰冻血浆治疗组。Shlaifer等[32]报道FDP治疗组伤员的INR要低于复方乳酸钠溶液治疗组。Nguyen等[33]报道FDP治疗组患者的纤维蛋白原水平在3 h和24 h与冰冻血浆治疗组均无显著差异。另外，有研究者对FDP治疗前后伤员的凝血功能进行了对比，结果显示，与治疗前相比，FDP治疗后PT显著降低[14]。总的来说，对创伤后大出血伤病员进行FDP治疗能显著改善患者的凝血功能，其效果要优于或相当于普通冰冻血浆。在不良反应方面，大部分伤病员对FDP无明显不良反应。有少部分病人(4.6%，5/109)发生输注困难，表现为无法输注或输注极缓；个别患者(0.9%，1/109)在输注冰冻血浆后出现寒颤症状[30]。另有少量患者(1.4%，4/269)皮肤出现可自行消退的一过性红斑[8]。在保护血管内皮方面，FDP与新鲜冰冻血浆具有同样的效果，可促进创伤相关糖萼损伤的再生，减轻血管内皮损伤，恢复血管内皮细胞连接的完整性和通透性，最终改善内皮细胞功能，进而减轻炎症，减轻失血性休克和创伤引起的器官损伤[34-35]。

3 结 语

早期血浆输注对于提高创伤性大出血患者的生存率非常重要，在战场或偏远的平民环境中，难以在受伤后迅速将患者转移到医院，院前(战场)输注FDP是最好的选择。随着血浆冻干工艺和冻干设备的不断改进，以及制备过程中生物大分子的活性保留和病毒灭活方法等研究的不断深入，FDP在战时和平时都将得到更为广泛的应用。本文总结了FDP的应用历史与研究进展，为今后的进一步研究和应用提供一定的参考依据。