人造血液能代替天然血液?jiǎn)?/h1>
2023-05-30 10:48:04
新傳奇 2023年18期
目前，我們制造的人造血僅有供氧功能，缺乏天然血液運(yùn)輸養(yǎng)分和殺菌等功能，因此無法完美替代天然血液，更多的是起到緊急替代的功能。那么，科學(xué)家們能不能制造出一款“天然”人造血呢？
在影視劇和日常生活中，我們?？吹饺藗円蛞馔馐鹿蚀罅渴а獏s苦等不到合適血源，最終殘疾甚至喪命的悲劇。時(shí)至今日，志愿者們捐獻(xiàn)的血液仍不足以滿足人們?nèi)粘Ｓ醚男枨?，于是科學(xué)家們開始制造人造血液。那么，人造血液能像天然血液一樣嗎？
神奇液體的發(fā)現(xiàn)
1966年初的一天，美國醫(yī)生利蘭·克拉克在實(shí)驗(yàn)室中如常做實(shí)驗(yàn)?？死藢Ｗ⒂趯?shí)驗(yàn)時(shí)，一只頑皮的實(shí)驗(yàn)小鼠一不小心掉入了滿滿一燒杯的白色溶液中。等克拉克和助手發(fā)現(xiàn)這只老鼠時(shí)，已過去了好幾個(gè)小時(shí)。奇怪的是，這只老鼠不但沒死，還在白色溶液——氟化碳里活蹦亂跳。
經(jīng)過解剖證實(shí)，老鼠并沒有能在液體中呼吸的器官，那么它在氟化碳溶液中為什么沒有窒息呢？究其原因，氟化碳溶液的含氧量很高，是純水的數(shù)十倍，相當(dāng)于血液的兩倍多。它進(jìn)入機(jī)體后，能像血液一樣給機(jī)體提供氧氣。
克拉克的發(fā)現(xiàn)震驚了世界，這種溶液是否適合人類呢？科學(xué)家們很快證實(shí)了氟化碳溶液作為血液的可行性。美國哈佛大學(xué)的蓋耶教授將一種全氟碳乳液注射到老鼠體內(nèi)，取代了其體內(nèi)90%的天然血。然后，把老鼠放進(jìn)一個(gè)密封的玻璃罩里，向罩內(nèi)輸入氧氣。如預(yù)想的一樣，老鼠并未因失血而馬上喪命，手術(shù)后，它仍存活了8個(gè)小時(shí)。
后來，科學(xué)家們研制了各種配比的氟化碳人造血液，這些人造血液在臨床手術(shù)中被輸入人體，挽救了瀕危的病人。
這種白色的血液沒有血型限制，任何人都可以使用，在緊急情況下完美解決了缺血難題。不過，正如動(dòng)物實(shí)驗(yàn)所表現(xiàn)出的不足一樣，當(dāng)人體大量失血時(shí)，這款人造血液不能保證手術(shù)的成功，因?yàn)樘烊谎翰粌H能供氧，還具有運(yùn)輸養(yǎng)分和殺滅病菌等功能，而氟化碳血液并沒有這些功能，術(shù)后因營(yíng)養(yǎng)不足和病菌感染等原因仍可能導(dǎo)致病人喪命。
“雞尾酒”人造血
既然單一功能的氟化碳血液不能滿足人體供血的所有要求，那么能不能制作一款包含多種血細(xì)胞和成分的人造血液呢？
與人造器官類似，科學(xué)家們首先想到了用動(dòng)物血液來替代人血。21世紀(jì)初，美國一家醫(yī)藥公司用牛源血紅蛋白制造了一款動(dòng)物血液人造血——“血純”?！把儭痹诔叵履鼙４?年以上，與各種血型都具有較高的兼容性，運(yùn)輸氧氣的能力與正常血液相當(dāng)，但副作用發(fā)生率比輸正常血液高出約5%。2013年，羅馬尼亞的科學(xué)家用蚯蚓血紅蛋白和無機(jī)鹽制造了另一種人造血液。這款血液比“血純”更穩(wěn)定，輸入老鼠體內(nèi)沒有引發(fā)任何不良反應(yīng)，且能完成運(yùn)輸氧氣和氣體交換的功能。但是，與氟化碳血液相同，“血純”目前除了運(yùn)輸氧氣外，沒有人類天然血液的其他功能。
動(dòng)物血沒能成功替代天然人血，科學(xué)家再次走上了生化血的道路。一開始，科學(xué)家將人體血紅蛋白分離出來，滅菌處理后進(jìn)行化學(xué)修飾，制成暗紅色的粉末，需要時(shí)將之用水泡開，就能進(jìn)行輸血。不過這種人造血使用后容易產(chǎn)生副作用，沒法大范圍推廣使用。后來，美國的一位兒科醫(yī)生想到了一個(gè)方法，將滅菌后的血紅蛋白用人工合成的納米材料包裹起來，減少了副作用發(fā)生的概率。
受這種想法啟發(fā)，2019年，日本研究人員研制出了一種功能更豐富的人造血液。其“血漿”由一個(gè)個(gè)直徑約為250納米的脂質(zhì)體囊泡組成，脂質(zhì)體與細(xì)胞膜的成分類似，更容易被細(xì)胞吸收。脂質(zhì)體囊泡中包裹著人造血小板和人造紅細(xì)胞，除了能運(yùn)輸氧氣和二氧化碳外，還有凝血功能。這款人造血同樣沒有血型限制，且保質(zhì)期高達(dá)一年，當(dāng)屬目前最有潛力替代天然血液的人造血了。
模仿人體制造血液
目前，我們制造的人造血都沒能完美替代天然血液。人造血更多的是起到緊急替代的功能，在大量失血又一時(shí)找不到合適血源的情況下起到急救的作用，最終人類還是要靠自身強(qiáng)大的造血功能源源不斷地補(bǔ)充血液才能長(zhǎng)期存活。那么，科學(xué)家們能不能模仿人體的造血功能，制造一款“天然”人造血呢？
2011年，法國的一個(gè)科研團(tuán)隊(duì)首次將體外激活的造血干細(xì)胞輸入人體，這些干細(xì)胞在人體中成功發(fā)揮了作用。研究人員首先從志愿者的骨髓里抽取了造血干細(xì)胞，然后利用人工合成的生長(zhǎng)因子激活干細(xì)胞。在給這些人工激活的干細(xì)胞做好標(biāo)記以供追蹤之后，他們將其注射回捐獻(xiàn)者的體內(nèi)。結(jié)果表明，這些“人造”干細(xì)胞的壽命和功能與天然干細(xì)胞基本相近。
但是，干細(xì)胞注射進(jìn)人體再造血需要一定的時(shí)間，在緊急情況下無法滿足即時(shí)供血的需求，因此，各國科研人員陸續(xù)開展了體外培養(yǎng)干細(xì)胞制造血細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)，并取得了一些成果。2016年，中國的一個(gè)科研團(tuán)隊(duì)通過干細(xì)胞技術(shù)成功制備出“人工紅細(xì)胞”，其與天然紅細(xì)胞的血紅蛋白含量、攜氧能力等各項(xiàng)指標(biāo)基本一致，是目前最適宜臨床應(yīng)用的干細(xì)胞來源的人造紅細(xì)胞。下一步，該團(tuán)隊(duì)致力于規(guī)模化制備人工紅細(xì)胞，與特定功能血漿復(fù)合后，形成具有完整生理功能的新型人造血。
隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，我們已經(jīng)離“天然”人造血越來越近了。終有一天，人類必將徹底解決血源不足的問題。
（中國新聞網(wǎng)2022.4.20）
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這種白色的血液沒有血型限制，任何人都可以使用，在緊急情況下完美解決了缺血難題。不過，正如動(dòng)物實(shí)驗(yàn)所表現(xiàn)出的不足一樣，當(dāng)人體大量失血時(shí)，這款人造血液不能保證手術(shù)的成功，因?yàn)樘烊谎翰粌H能供氧，還具有運(yùn)輸養(yǎng)分和殺滅病菌等功能，而氟化碳血液并沒有這些功能，術(shù)后因營(yíng)養(yǎng)不足和病菌感染等原因仍可能導(dǎo)致病人喪命。
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動(dòng)物血沒能成功替代天然人血，科學(xué)家再次走上了生化血的道路。一開始，科學(xué)家將人體血紅蛋白分離出來，滅菌處理后進(jìn)行化學(xué)修飾，制成暗紅色的粉末，需要時(shí)將之用水泡開，就能進(jìn)行輸血。不過這種人造血使用后容易產(chǎn)生副作用，沒法大范圍推廣使用。后來，美國的一位兒科醫(yī)生想到了一個(gè)方法，將滅菌后的血紅蛋白用人工合成的納米材料包裹起來，減少了副作用發(fā)生的概率。
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但是，干細(xì)胞注射進(jìn)人體再造血需要一定的時(shí)間，在緊急情況下無法滿足即時(shí)供血的需求，因此，各國科研人員陸續(xù)開展了體外培養(yǎng)干細(xì)胞制造血細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)，并取得了一些成果。2016年，中國的一個(gè)科研團(tuán)隊(duì)通過干細(xì)胞技術(shù)成功制備出“人工紅細(xì)胞”，其與天然紅細(xì)胞的血紅蛋白含量、攜氧能力等各項(xiàng)指標(biāo)基本一致，是目前最適宜臨床應(yīng)用的干細(xì)胞來源的人造紅細(xì)胞。下一步，該團(tuán)隊(duì)致力于規(guī)模化制備人工紅細(xì)胞，與特定功能血漿復(fù)合后，形成具有完整生理功能的新型人造血。
隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，我們已經(jīng)離“天然”人造血越來越近了。終有一天，人類必將徹底解決血源不足的問題。
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