產生背景
人的血型由紅細胞表面的抗原蛋白決定。例如,最常見的ABO血型系統中,A型血的紅細胞表面帶A型抗原,B型血的紅細胞表面帶B型抗原。輸血時,受血者血漿中的抗體會識別供血者紅細胞的表面抗原,如果血型不匹配,抗體就會把它們定義為“外來物種”,並向它們發起進攻,造成嚴重甚至致命的後果。
在英國,每年有250萬人次患者需要輸血,每次為此耗費達130磅。而且醫生必須保證將患者輸血過程中的風險降到最低,比如血型對應等問題。並應避免一些新出現的問題,如克雅氏病(vCJD),瘋牛病等感染造成血液在使用時存在很大的風險,而且存儲時間過長導致血液變得不太有效。使用由幹細胞培植出來的血液則避免了這些風險,它是一種O型血,世界只有7%的人擁有,但它卻適用於98%的患者。
專家表示,雖然這只是真正血液的替代品,它也不是百分百可以用於任何領域,然而對於救護車、戰場、災區等急需場所有著特殊意義。
它也可以適用於某些醫院的特定情況,比如擇期手術,或者是當需要拯救成百上千的患者而當地存血嚴重不足時。
研究進展
國外
人造萬能血液是英國愛丁堡大學一研究團隊使用成人幹細胞創建的血液,這個團隊從成人骨髓中找到一種幹細胞,並在實驗室將其培植出一種外觀和行為與血紅細胞幾乎相同的物質。2011年11月,這種血液的臨床行試驗獲得成功,對於一些血液供應短缺地區有望在2012年後的兩三年內普及使用。科學家還將開發一種像血液一樣的替代品,它可以像真實血液一樣直接注入人體,並起到“頭痛醫頭腳痛醫腳”的效果。
愛丁堡大學的科學家基於人造血液的發現,準備對其技術進行一個微調,他們考慮使用取自胚胎或者是重新編程的皮膚細胞做為幹細胞。可能他們和血紅細胞並不是那么接近,但他們在實驗室數量增長的更快。
實驗參與者馬克特納教授表示,預計2022年左右,這些血液替代品將會廣泛運用。
一位埃塞克斯大學的研究人員表示,他們有了一個更大膽的方案,從2012年開始,用5至10年開發出一種完全人工替代血液,能執行相同的重要功能,而且可以讓每個患者都能使用。
中國
讓紅細胞逃過抗體的“火眼金睛”,中國科學家受“雞蛋殼保護雞蛋”的啟發,在實驗室中為細胞找到合適的“外衣材料”——聚多巴胺,並精確地“穿”到紅細胞上,賦予細胞不同的功能與特性,從而製造出“萬能血”。
這件‘衣服’不能包裹得太嚴實,否則會影響細胞膜本身流動性,也不能太松,否則抗原有可能暴露。
2014年6月中國科學家研製出一種製造“萬能血”的方法,通過聚多巴胺作用於紅細胞表面,讓紅細胞的血型免於被血液中的抗體“覺察”,這種紅細胞就能注入ABO血型系統的任一血型。
這一研究於近日線上發表於英國皇家化學會雜誌。研究人員認為,“萬能血”對臨床輸血,特別是緊急情況下稀有血型的施救具有很大意義。
社會評價
美國卡耐基梅隆大學的生物材料研究專家克里斯托弗·貝廷格認為,為細胞“穿衣”的概念非常巧妙,紅細胞經改造後所得到的聚多巴胺層的組成單元也是人體內原本具有的物質。
研究團隊在體外實驗中證實,“萬能血”在血液錯配的情況下,沒有產生抗原反應,而紅細胞的結構和功能特徵依然保持不變。在小鼠實驗中,“萬能血”的紅細胞保持著原始紅細胞的行為特徵,擁有類似的生命周期,即便經過多次輸血,也未激起受血者的免疫反應。
研究人員表示,目前該研究只針對ABO血型系統做了測試,下一步將對RhD血型系統進行測試。該研究目前仍是一項技術手段,要真正運用到臨床,還需要進一步的大動物模型實驗和臨床試驗。