黃皓，鮑蕾蕾

輸血采用的血液制品是以健康人血液為原料，經(jīng)分離、純化后制備的生物活性制劑，用于治療急性或大量失血的病患和遺傳性血液疾病，分為全血和血液成分制劑，后者包括紅細(xì)胞、血小板和血漿。血液制品屬于高風(fēng)險(xiǎn)生物制品，容易被病原體污染，對質(zhì)量安全要求極高。被污染的血液制品攜帶病原體進(jìn)入人體內(nèi)環(huán)境，可能會導(dǎo)致艾滋病、肝炎和瘧疾等高致死率的疾病，嚴(yán)重?fù)p害患者的生命健康和生活質(zhì)量［2］。嚴(yán)格的檢查及各種抑制病原體技術(shù)可有效地減少輸血傳播感染（transfusion transmitted infections，TTI），但無法杜絕。

光動(dòng)力滅活（photodynamic inactivation，PDI）技術(shù)滅活范圍廣，操作簡便，是保障血液安全有效的方法。在該方法中，光敏劑是影響光動(dòng)力滅活效果的重要因素，決定了光源的波長和滅活參數(shù)。筆者通過介紹光敏劑滅活病原體的作用機(jī)制，總結(jié)了已運(yùn)用于臨床及尚在實(shí)驗(yàn)階段的光敏劑，為光敏劑在血液制品滅活中的應(yīng)用提供參考。

1 光敏劑滅活病原體的作用機(jī)制

光敏劑在適當(dāng)?shù)臐舛群凸庠聪录せ睿谟醒醐h(huán)境中，通過2 種機(jī)制產(chǎn)生活性氧（reactive oxygen species，ROS）發(fā)揮滅活病原體的作用：Ⅰ型機(jī)制（電子轉(zhuǎn)移）產(chǎn)生H2O2和·HO；Ⅱ型機(jī)制（能量轉(zhuǎn)移）產(chǎn)生1O2。其中，光動(dòng)力滅活法破壞病原體的主要機(jī)制的具體過程為：光敏劑在吸收光的輻照能量后，由基態(tài)（S0），轉(zhuǎn)變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)（Sn），Sn 可以通過釋放熱量或發(fā)射熒光損失能量，回到基態(tài)，也可以通過系間竄越（intersystem crossing，ISC）轉(zhuǎn)換為持續(xù)時(shí)間更長的激發(fā)三重態(tài)（T1）。T1形態(tài)的光敏劑通過磷光發(fā)射或產(chǎn)生ROS 的2 種途徑回到基態(tài)，再次吸收輻照能量轉(zhuǎn)變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)，進(jìn)入循環(huán)1 個(gè)光敏劑分子在失效前可產(chǎn)生大量活性氧［3-5］。見圖1。

圖1 光敏劑吸收能量產(chǎn)生活性氧

2 光敏劑

2.1 已運(yùn)用于臨床的光敏劑

2.1.1 亞甲藍(lán) 亞甲藍(lán)（methylene blue，MB）在可見光下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，即亞甲藍(lán)光化學(xué)法，使鳥嘌呤氧化并破壞病毒核酸，從而阻止病毒復(fù)制［6］，滅活結(jié)束后需通過過濾裝置濾除。該滅活技術(shù)對包膜病毒有效，對非包膜病毒、細(xì)胞內(nèi)病毒、原生動(dòng)物、真菌和細(xì)菌等滅活效果不理想。滅活血漿中病毒的效果優(yōu)于有機(jī)溶劑/去污劑（solvent/detergent，S/D），是一種實(shí)用、安全、有效的單袋血漿病毒滅活方法，也是中國目前唯一獲準(zhǔn)用于臨床的光動(dòng)力滅活血漿病原體技術(shù)，最早在1992 年德國上市，中國2001 年用于臨床［7］。

MB 的活性隨溫度的升高而增強(qiáng)，但高溫過高會對血漿中凝血因子等相關(guān)成分造成損傷［8］，需要將光化學(xué)反應(yīng)過程的溫度控制在一定范圍內(nèi)。對有血栓性血小板減少性紫癜患者，使用亞甲藍(lán)光化學(xué)法反而降低了血漿的治療效果，甚至?xí)饑?yán)重的不良反應(yīng)［9］。

有實(shí)驗(yàn)探究了MB 和radahlorin 在662 nm，40 J/cm2的光照條件下對感染新型冠狀病毒（severe acute respiratory syndrome coronavirus 2，SARS-CoV-2）的細(xì)胞的作用，發(fā)現(xiàn)MB 和radahlorin 在相對較低的濃度下，對SARS-CoV-2 產(chǎn)生滅活作用［10］。

2.1.2 核黃素 核黃素（riboflavin，RF）又稱維生素B2，在廣譜紫外線（280～400 nm）的照射下，與病原體核酸結(jié)合，通過產(chǎn)生ROS 對病原體造成不可逆的損傷［11］，RF 光降解產(chǎn)物無毒，所以無需濾除，在一定程度上避免了血液制品成分的損失［12-14］。Mirasol 系統(tǒng)具有基于RF 光化學(xué)法的病毒滅活的配套設(shè)施和輻照流程，其減少血小板、血漿成分中病原體的技術(shù)已經(jīng)得到歐盟（最早，為2007 年）、中東等多個(gè)地區(qū)的批準(zhǔn)，應(yīng)用于全血的RF 光化學(xué)法已經(jīng)出現(xiàn)［15］。見表1。

表1 已運(yùn)用于臨床的光敏劑

RF 與紫外光結(jié)合已被證實(shí)可以滅活大量病原體，如：革蘭氏陽性菌、埃博拉病毒、人免疫缺陷病毒、細(xì)小病毒、惡性瘧原蟲等［16］。對近幾年來流行的中東呼吸綜合征冠狀病毒、SARS-CoV-2 也有效［17］，但對孢子形成菌和朊病毒無效［1］。非包膜病毒緊密包裝的病毒衣殼可阻礙光敏劑進(jìn)入病毒內(nèi)，使光敏劑的滅活效果下降，因此在用PDI 技術(shù)處理后，需要對血液制品中的非包膜病毒進(jìn)行檢查［18］。

有研究指出，在RF 光化學(xué)法處理前，對血液制品進(jìn)行脫氧或加入血小板活化抑制劑和抗氧化劑可減少對血液成分的損傷［19］。加入鎂、鉀離子、醋酸鹽和磷酸鹽可以減少血小板儲存損傷的程度［20］。

2.1.3 補(bǔ)骨脂酯素衍生物 基于補(bǔ)骨脂酯素衍生物（S-59）建立的INTERCEPT 系統(tǒng)利用紫外線（aultraviolet A，UVA）（320～400 nm）激發(fā)S-59 活性，使其與病原體核酸中的嘧啶堿產(chǎn)生交聯(lián)，攔截遺傳物質(zhì)的復(fù)制、翻譯和轉(zhuǎn)錄過程，從而滅活血漿和血小板中的病原體［21］。輻照結(jié)束后，需立即濾除S-59 及其光產(chǎn)物。該方法最早于2002 年獲得歐盟CE 認(rèn)證進(jìn)入市場［13］，也是美國首個(gè)用于血小板病原體滅活的光動(dòng)力方法。

INTERCEPT 系統(tǒng)能夠有效地減少血液制品中的包膜病毒、非包膜病毒、細(xì)菌和寄生蟲等病原體。滅活血漿中的基孔肯雅病毒的效果優(yōu)于RF 光化學(xué)法［22］?？捎糜陬A(yù)防輸血相關(guān)性移植抗宿主病，對戊型肝炎病毒、中東呼吸綜合征冠狀病毒、SARS-CoV-2 也有效［23-25］。使用該方法滅活的血液制品在使用前需了解受血者有無補(bǔ)骨脂素過敏史［26］。

2.2 尚在實(shí)驗(yàn)階段的光敏劑

2.2.1 維生素 Xu 等［27］的實(shí)驗(yàn)證明維生素B1、B6、K3 和二苯甲酮（benzophenone，BP）等光敏劑可在UVA（350 nm）輻照下產(chǎn)生協(xié)同滅活作用，可增強(qiáng)滅活效果，減少了光敏劑的使用濃度［28］。并在其最新的研究中證明了維生素K5 在紫外線A 的照射下可在全血中發(fā)揮光動(dòng)力滅活作用［29］。

2.2.2 擬肽寡核苷酸噻吩 Zhou 等［30］首次對宿主防御肽的光動(dòng)力模擬物進(jìn)行構(gòu)效研究，制備了一類序列精確、鏈長可控、區(qū)域規(guī)整的新型光敏劑，即擬肽寡核苷酸噻吩［peptidomimetic oligo（thiophene）s］在日光下發(fā)揮高效、快速、廣譜的抗菌活性，且溶血活性低。

2.2.3 噻唑橙 噻唑橙（thiazole orange，TO）已被證明能使紅細(xì)胞懸浮液中的幾種細(xì)菌和病毒病原體光失活，而不會對紅細(xì)胞產(chǎn)生不良影響。在Gough 等［31］將其運(yùn)用到血小板濃縮物的病原體滅活，發(fā)現(xiàn)噻唑橙可顯著減少血小板濃縮物中金黃色葡萄球菌和表皮葡萄球菌。

2.2.4 卟啉、酞菁及其衍生物 卟啉的衍生物，如血卟啉、光卟啉等，在體外都具有滅活白色念珠菌的效果［9］，其中5，

10，-15-tris（1-methylpyridinium-4-yl）-20-（pentafluorophenyl）porphyrin tri-iodide（Tri-Py+-Me）和卟啉類光敏劑配方FORM（含5 種混合物）。在150 mW·cm2輻照強(qiáng)度下照射270 min可用于血漿、紅細(xì)胞和全血的病原體滅活，對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和白色念珠菌等病原體均有滅活效果。見表2。

表2 處于試驗(yàn)階段的光敏劑

脫鎂葉綠酸a 是光動(dòng)力滅活法中首次用于消除血液中克氏錐蟲的光敏劑，毒性低，但需要24 h 的光暴露時(shí)間來凈化血液，可用于血庫中血液質(zhì)量的控制［32］。

2，3，9，10，16，17，23，24-octakis（4-methoxypyridinium-1-yl）phthalocyaninatozinc Zn（MeOPy+）8Pc 在250 W 石英/鹵素?zé)簦?20～750 nm）照射下被激活，可對血漿和全血中的大腸桿菌產(chǎn)生滅活作用［33］。

Zhang 等［34］研究出1 種帶不同正電荷的水溶性陽離子鋅酞菁光敏劑ZnPc（TAP）4n+，并建立了1 種用流式細(xì)胞儀測定光敏劑與細(xì)菌結(jié)合動(dòng)力學(xué)的新方法，證明了ZnPc（TAP）48+具有較好的光動(dòng)力活性，且對革蘭氏陰性菌的滅活效果大于革蘭氏陽性菌，對哺乳動(dòng)物細(xì)胞、紅細(xì)胞的毒性較小，可有效滅活病原體。

3 小結(jié)

血液制品病原體滅活的方法除了PDI 外還有：S/D法［35-36］，生物烷化劑S-303 法［37］和射線輻照法。其中，S/D 法可破壞包膜病毒的膜結(jié)構(gòu)，使病毒無法與細(xì)胞結(jié)合，但該方法會溶解紅細(xì)胞的細(xì)胞膜；生物烷化劑S-303 法通過插入病原體核酸形成加合物破壞病原體的遺傳物質(zhì)［37］，有潛在的毒性和致癌性；射線輻照法產(chǎn)生的氧自由基具有極強(qiáng)的細(xì)胞毒性，且不能有效地運(yùn)用于人類免疫缺陷病毒的滅活。PDI 技術(shù)能有效地滅活血液制品中的病原體，降低輸血傳播感染的風(fēng)險(xiǎn)，毒性低，對血液制品成分損傷小，在臨床中應(yīng)用廣泛［38-39］。

目前沒有適用于所有血液制品的單一PDI 技術(shù)，因?yàn)楣饷魟┰谘褐破分械臏缁钚Ч麜S著血液成分的復(fù)雜而降低，不同類型的血液制品，需要使用不同的光動(dòng)力滅活技術(shù)以達(dá)理想效果［40］，目前僅血漿和血小板的PDI 技術(shù)較為成熟，全血的PDI 技術(shù)有待深入研究。因此，以現(xiàn)有的研究進(jìn)展為基礎(chǔ)，尋找新的光敏劑，拓寬光敏劑的種類，改進(jìn)滅活方法，有利于改善血液制品的質(zhì)量，提高光敏劑的滅活效率，進(jìn)而保障血液制品在使用過程中的安全性和有效性。