人造血

人工合成的复苏DA

人造血是一种乳白的、完全人工合成的复苏DA，以代替人血中输送氧气的血红蛋白。1933年，人造血首批研究取得成果。1966年，美国辛辛那提大学的两位教授格拉克和高兰做了一次示范表演，将一只小鼠完全浸没在全氟化碳液中仍能活着，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。

实验背景

克拉克和高兰发现碳化氟能像血液一样，吸收空气中的氧。1966年这两位科学家把一些小鼠放入一

桶液体中，并将小鼠完全浸没在液面下，按说小鼠应该在数分钟之内死亡，但它们却活了好几个小时，桶中的液体含有碳化氟和水，碳化氟分子同水中的氧气结合，并进入小鼠的血液内。在发明血液替代品的道路上，克拉克和高兰迈出第一步。

图：这种人造血含有人造血红蛋白。血红蛋白是血液中能携带氧气的分子。当血红蛋白携带有大

量的氧气时，血液呈鲜红色。

第二年，另一位美国亨利·斯洛维特给几只兔子注射了含有碳化氟和蛋清的混合物。他发现如果这种混合物不超过血液总量的三分之一，兔子就能够成活。

第一位接受人造血的是日本科学家内藤良知。1979年，他给自己注射了200毫升人造血。如今，医生已经用了多种不同配方的人造血供急救时应用。

输血时人造血只能和血液一起使用。它常用于那些需要大量输血的病人，如受到三度烧伤的病人。

1967年，美国宾夕法尼亚大学教授享利·斯拉维特终于在补充蛋白质的情况下，使全氟化碳溶液乳化。但是这种乳化液仍然有使血液凝聚的危险，并有可能堵塞某些毛细血管。

日本医生良知内藤在日本福岛中心医院遇到一个具有罕见血型的急诊病人，由于没有办法为其输血，只好给他注射了人造血，并获得了成功。

1980年6月19日和6月30日，上海第一医学院附属中山医院分别给两位病人输入造血，患者无任何不良反应，均已康复。这种人造血液是由中国科学院上海有机化学研究所和第三军医大学经过5年努力研制成功的。它呈乳白色，无血型之分，任何人均可使用，从而避免了输血的交叉感染。而且化学性质稳定，可在工厂大量生产，保存期也比血液长。人造血液具有血液的主要性能，它与只能维持血压的普通替代血浆不同。其载氧能力约为血液的2倍，在大量失血的情况下输送这种人造血能维持机体组织的生存，同时还可治疗许多疾病。因此，氟碳人造血临床应用成功，引起了国际医学界的普遍重视。但日本和中国制造的氟碳人造血尚未具备普通血液那样输送养分的功能，有待于进一步的研究和完善。

取代献血

据英国《泰晤士报》报道，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。　倘若这一研究成果能继续推广，人类将从此结束献血，血液可以被源源不断地创造出来。也令输血感染致命病毒的风险不复存在。

该批科学家在学术性期刊《血液》(Blood)中发表研究报告，宣布他们成功利用胚胎干细胞培植出可带氧的红血球细胞。理论上，这种红血球细胞与正常人体内的红血球细胞没有分别，可输送氧份到身体各个部位。

避免血源不足悲剧

医学界会开始对这种人造血进行临床试验。长远来说，这种血液会取代现时靠热心人士捐出来的血液和血制品，供应给需要输血的人士使用。换言之，有朝一日捐血会变得并无需要。

世界各地的医院每年需要大量血液，但全世界每年捐献的血液远远无法满足这一需求。此次实验的负责人、美国先进细胞技术公司的罗伯特·兰扎博士表示：“对于大量失血的病人来说，血源不足往往会造成一些无法挽回的悲剧。

利用干细胞人造血，可以一定程度上避免悲剧发生，因为人造血可以无限量供应。”此次实验还吸引了一些科学家自愿加入。

爱丁堡大学的血细胞研究专家亚历克斯·麦迪文说：“依靠捐血有很大的弊端，怎么样产生大量红细胞才是最大的难题。”

不存在血型匹配问题

研究人员表示，人的血液可以分为四种类型：A、B、O、AB。举例来说，A型血的人只能给血型是A型或AB型的人输血；如果A型血的人需要输血，只能接受A型血或O型血的人的捐献。只有O型血可以为任何血型的病人输血，这也就造成了O型血紧缺的局面。

利用干细胞制造出的人造血不存在血型匹配的问题，它可以用于任何血型的人，这样既避免了可能发生的血型确认失误，也省去了血型化验的过程。

此外，人造血还能有效避免输血时被感染各种疾病。肝炎、艾滋病以及古兹菲德—雅各氏病等疾病往往会通过输血发生交叉感染，而人造血能避免病原体入侵。罗伯特博士解释说：“人造红血球没有携带遗传信息的内核，从而也就断绝了患癌的危险。”

研究人员表示，利用干细胞造血这项技术具有巨大的治疗潜能，人造血完全可以满足全世界患者的需要，这是胚胎干细胞研究临床应用的最大突破之一。他们还将研究如何用胚胎干细胞培养成其他组织，以治疗糖尿病或者帕金森病。

发现过程

世界上物质千千万，人们寻求血液代用品的努力，已经有半个世纪了，但是一直没有多少进展。有一次美国一位科学家叫利兰·克拉克的，他用氟碳化合物溶液做实验，突然，一只老鼠落进了溶液里，这使他慌了手脚。他赶紧去捞，捞了大半天，以为捞上来也得淹个半死。不料那老鼠抖抖身上的溶液，一下子逃窜而去。克拉克大为奇怪，为什么老鼠在水里要淹死，而在这种氟碳化合物溶液里不会淹死呢?后来才弄清楚，这种叫做二氟丁基四氢呋喃的溶液，含氧能力特别的高，大约为水的20倍，或者说氧的溶解度为其体积的40—50%，也就是说，差不多有一半体积是溶进了氧气。这样老鼠在该溶液里不会缺氧窒息而死，也就不奇怪了。为了证实这一点，克拉克又有意捉来一些大白鼠，故意把它们浸入溶液深处2小时，再捞上来，果然都没有淹死。后来又把它注入鼠体内代替血液用，也活了好几个星期，这样一来，氟碳化合物溶液，就被人类发现可以当作代用血液了。

但是美国人这种发现，还只是一个开始，并非真正的成功。因为这种氟碳化合物颗粒太大，注入体内后排不出体外，倘若在器官里沉积下来，便要慢性中毒。美国的一些科学家曾经对大白鼠作过试验，部分可以活几个月，而大部却只能活几个星期。这说明效果还不理想，用了它对生命没有长期保证，健康也不会良好。后来美国人又找到了另一种氟碳化合物，叫全氟萘烷，颗粒比较小，可以从尿道和汗腺排出，但又有个大毛病，会在微血管里凝集成簇，堵塞血管，产生血瘀，还是不行。在接近成功的前夕，美国人功亏一篑，没有取得发明权。在这个时候，日本科学家接过美国人的班，猛攻人造血的难关。他们发现这种全氟萘烷的溶液里加进少量的全氟三丙胺再经人工乳化，即可以得到不会密集的氟碳化合物乳剂，好象牛奶一般的乳白色悬浮液。由于颗粒小到十分之一微米以内，不但从尿道、汗腺可以排出，连肺泡里也可以呼出，把这种人造血液注入动物(老鼠、家兔、狗和猴子)体内做了大量的实验，证明效果良好，部分代血，可于四周后基本排净，八周后几乎没有残存，而真血又新生出来顶替了人造血，动物活得很健康。

人体实验

但动物实验成功，并不等于对人体也完全适用。这种人造血液，后来由日本绿十字制药公司试生产，其中又在全氟萘烷氟碳化合物的基础上，加进了许多人体所必需的物质，制成白色乳剂，定名为“氟溶胶乳剂DA”，(Fluosol—DA)。谁来做人体实验呢?该制药公司经理内藤良一，决定先在自己体上试验，他请人先给他注入50CC，没有异常反应，自我感觉良好；再增加注射量，100CC，150CC，200CC，仍然安全无恙。于是另一些人也开始自愿受试，从200CC一直加到1000CC，都没有什么不舒服的地方。在四周后检查身体时，人造血成分已基本排出体外，由人体骨髓自制的新生鲜血顶替上了。于是日本宣告，人造血液首先制成，这还是1979年2月份的事，到了1979年4月，日本有一位大失血病人用这种人造血输血临床应用成功。这样就使日本人登上了人造血试制应用成功的首席宝座。而我国也早已开展研究，到成功时，仅比日本迟了一年，夺取了人造血亚军的地位。它是由上海有机研究所和第三军医大学合作研制，由上海中山医院临床应用成功的。

人造血是成功问世了，全世界用人造血输血成功的例子已经达到150例以上，按照卫生法规，已达到可以批准正式应用的程度。所以人造血液供应不久将代替人体献血，这在血源紧张的处境下，实在是一件了不起的喜讯。它没有猕猴因子的区别所以没有血型之分，人人可以输血，又可以在制药厂象生产针剂那样进行大批量工业化生产，而且可以保存三年，输氧能力比真血高二倍。当然人造血和真血相比，性能上还是跟不上的。在上面讲的一些成分中，没有白血球、血小板、抗体、酶等生物物质，所以抗菌、凝血、免疫等的功能是没有的，要抽血后全部用人造血还是不行的。因为其余的功能，还得靠真血来维持才行，要一时完全取消人体献血还不可能。各国都在继续研究，要在使人造血液接近真血功能方面来一个比赛。一旦接近全功能的人造血制造成功，那就对各种血液病人都可以治疗了。比如再生障碍性贫血，一向是个不治之症，大名鼎鼎的居里夫人就死于这种病，名医也束手无策。但人造血却可以治这种病，不断注射人造血，便可以活下去。再如败血症是个绝症，血液坏了，什么都完了，但全功能人造血一成功，可以抽去全部病血，换上人造血液在体内循环，照样活着工作。不过到了那个时候，手指划破了流出的不是鲜红的血，却是乳白色的液体。专家们已经估计，大概到本世纪末，接近真血功能的仿生人造血液有可能问世，那时医药界又是一番新气象了。

主要优点

1、世界各地的医院每年需要大量血液，但全世界每年捐献的血液远远无法满足这一需求。而经过研究试验表明，“人造血”具有高气溶性，在血管内可起到携带氧气和排除二氧化碳的作用。

2、不受血型限制，可用于各种血型的人，输血后不会发生严重的溶血反应，特别是在抢救情况下，时间就是生命，可以不查血型，不做交叉配血试验而马上使用，对大规模的现场急救，更是简便、快速；

3、容易保存，不必像献血者的鲜血那样要贮存在4℃一6℃的冰箱内，人造血可保存数年之久；

4、不会发生交叉感染。通常输血如果检查不严，会将一些细菌、病毒带入受血者体内，发生交叉感染，而人造血液是工业生产制造的，不会有细菌或病毒的混入。

5、一般捐赠的血输入病人体内后，要24小时之后才能恢复100%的运载氧气的能力；人工血则可以立即达到100%运送氧气的作用。

人造血的优点如下：第一，捐赠的天然血只能保存42天，而且还要冷藏，但是人工血可以在室温中存储一至三年。第二，人造血不必考虑血型是否吻合，将来进一步连猫和狗等动物都能够受惠。第三，一般捐赠的血输入病人体内后，要24小时之后才能恢复100%的运载氧气的能力；人工血则可以立即达到100%运送氧气的作用。

干细胞制

科学家利用干细胞制造人造血，两年内将在英国进行试验。进行该研究(能够提供工业规模的生产)的科学家认为，这将改变输血的现状，避免医院血源枯竭，能够救助数千名在战场和车祸中受伤的生命。心脏移植、心脏搭桥手术和癌症患者也能从中受益，这确保了他们在手术期间有充足的血液供应。这是血液研究的“圣杯”，人造血能够避免传染病，它几乎能为不同血型的每一个人提供血液。爱丁堡大学和布里斯托大学的研究人员为很多人提供了生的希望，他们首次利用从骨髓里提取的干细胞(是万能细胞，被视为人体的修理工具箱)培养出几十亿个红细胞。但是普通输血一般包含2.5万亿个红细胞，因此他们培养的数量还无法满足输血需要。从处于生命前几天的人体晶胚里提取的材料，更容易分裂成大量细胞，但是研究人员还未成功研制出真正的血液。

如果科学家最终找到制造真血的方法，从理论上来说只要一个胚胎就能提供英国供血所需的所有细胞。爱丁堡大学的马尔科-特恩教授希望制造出O型阴性血的细胞供应品。这种“万能供血者”能为多达98%的人口提供血源。安全的血液供应还将造福发展中国家，这种国家每年有数千人因产后大出血死亡。据他预测，他准备在2到3年内把一茶匙人造血注入到健康志愿者体内，在英国对利用干细胞制成的血液进行首次试验。

随后会进行大规模试验，不过他们将在10年内对这种血液进行常规应用。不出20年，他们可能一年就能生产200万品脱人造血，这足以满足英国的供血量。采用的任何胚胎干细胞都必须是从刚形成4到5天的晶胚里提取出来的，这些晶胚是试管受精剩余物，它们都是人们自愿捐献给研究项目的。评论家称，把未出生的孩子作为“零部件”，用来提高医学水平的做法是不对的。

但是特恩说：“有大量规章制度用来确保这些细胞是被用来进行正当治疗，或是用于真正的科学和医学目的，而不是用在不好或者不重要的方面。”该研究由韦尔科姆基金会提供资助。他表示，欧洲人决定禁止立基于胚胎干细胞的专利治疗，这意味着他们的注意力将会转移到其他细胞源上。伦敦大学学院的再生医学教授克里斯-梅森形容这项研究是“非常具有诱惑力的安全供应，它将会令患者产生‘巨大不同’”。

梅森称，该产品将会满足供需需求，令车祸和枪击事故更常发生的夏季拥有更加充足的血液供应。虽然有人担心利用干细胞生成的其他“身体部件”会引发癌症，但是血细胞应该能避免这种风险。英国和爱尔兰的献血服务正在为科学家提供实际性帮助和专门知识。英国国民健康保险制度血液和移植局的洛娜-威廉森表示，该研究一直受到鼓励，但是“我们将继续依靠忠诚可靠的常规献血者，帮助我们满足患者对生命攸关的血液的需求。”

苏格兰国家输血服务的特恩并不是想要“攻占”数十亿英镑人造血市场的人。法国人已经开始进行干细胞血液的早期人类试验，世界各地的其他科学家也正在制造血色素，这是用来把氧气输送到全身各处的红细胞蛋白。其他地方正在验证的想法包括：把从母牛体内提取的血色素当作血液代用品。每年大约有160万名英国人献血。在节假日，英国的血液储备会下降，尤其是需求量很大的万能血液O型血更易受此影响。

临床应用

人造血首次注入人体

【美国《大众科学》月刊网站2011年11月11日报道】题：实验室血首次注入人体，实验室血首次成功注入人体，这意味着未来输入人造血可能成为普遍现象。巴黎皮埃尔与玛丽·居里大学的吕克·杜艾从志愿者的骨髓里提取出了造血干细胞，并促使这些造血干细胞产生红血球。杜艾的研究小组为了跟踪这些培养细胞，将100亿个细胞(相当于2毫升的血液)注入骨髓捐献者体内。 5天后，有94%-100%的培养细胞仍在人体血管内流动。26天后，有41%-63%的细胞仍然存活着，这是人体自然生产的细胞的正常存活率。这些细胞就像正常血液细胞一样发挥作用。纽约芒特西奈医疗中心的安娜·丽塔·米利亚乔说：“这表明，这些细胞没有两个尾巴或者三个犄角，它们在人体内正常存活。”

2019年11月，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。这种人造血液已经在实验兔身上实验成功。

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