發(fā)布日期：2016-12-08
人工血液作為粉末存儲(chǔ)有一天將徹底改變急診醫(yī)學(xué)，為創(chuàng)傷的受害者提供更好的生存機(jī)會(huì)。
研究人員已經(jīng)制造出了一種人工紅細(xì)胞，能有效地獲取肺部的氧氣，并將其輸送給全身各個(gè)組織。
這種人造血液可以凍干，更方便醫(yī)生和醫(yī)護(hù)人員解決不時(shí)之需，高級(jí)研究員Allan Doctor博士說(shuō)。 他是華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院一個(gè)至關(guān)重要的保健專家。
“這是一種看起來(lái)像辣椒粉的干粉，” Doctor說(shuō)。“它可以在一個(gè)醫(yī)生可攜帶的IV塑料袋、救護(hù)車或一個(gè)背包內(nèi)存儲(chǔ)一年或更長(zhǎng)時(shí)間。 當(dāng)他們需要使用的時(shí)候， 用無(wú)菌水沖洗袋子，混合，并在現(xiàn)場(chǎng)就可隨時(shí)準(zhǔn)備注入。”
人造血細(xì)胞，大約為正常紅細(xì)胞大小的五十分之一 ， 是由合成聚合物包裹的純化人類血紅蛋白制造， Doctor說(shuō)。血紅蛋白是血紅細(xì)胞內(nèi)的組分，攜帶氧氣到達(dá)全身。
據(jù)估計(jì)，多達(dá)70%的戰(zhàn)場(chǎng)上死亡是由于失血引起的沖擊而非危及生命的重要器官受傷， Doctor說(shuō)。此外， 在美國(guó)每年創(chuàng)傷死亡的人數(shù)中大約有20000人是由于到達(dá)處理中心之前失血導(dǎo)致的。
尋找一個(gè)人造血液代用品已經(jīng)進(jìn)行了80多年， 但是最接近之前的嘗試在兩個(gè)主要方面已經(jīng)失敗， Doctor說(shuō)。
早期版本的人工血液可以捕獲肺中的氧氣，但之后不能有效地釋放氧氣到組織和器官中，他說(shuō)。
“裸”血紅蛋白和一氧化氮之間也有一個(gè)意想不到的反應(yīng)，一氧化氮是由血管內(nèi)皮釋放的一種物質(zhì)，使血管舒張和開(kāi)放， Doctor說(shuō)。
“血紅蛋白消耗這些分子，導(dǎo)致血管收縮，” Doctor說(shuō)。“當(dāng)他們?cè)噲D把裸血紅蛋白放置入血液中時(shí)，導(dǎo)致了心臟病和中風(fēng)。”
合成聚合物包裹的最新人造血細(xì)胞似乎解決了這兩個(gè)問(wèn)題， Doctor解釋說(shuō)。 涂層是由該研究的首席研究員， 伊利諾伊大學(xué)生物工程助理教授Dipanjan Pan研發(fā)的。
當(dāng)血液穿過(guò)身體時(shí)聚合物表面對(duì)血液pH值產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，Doctor說(shuō)。 當(dāng)血液pH值較高時(shí)它捕獲氧氣， 當(dāng)血液pH值較低它又釋放氧氣。
“肺部血液pH值高， 組織內(nèi)較低， 在沒(méi)有足夠氧氣的組織內(nèi)甚至更低，” Doctor說(shuō)。“通過(guò)將氧親和力與血液pH值相關(guān)聯(lián)，我們模仿正常紅細(xì)胞的行為。”
聚合物涂層也可以防止血紅蛋白與血液中一氧化氮的反應(yīng)，從而防止危險(xiǎn)的收縮血管，他補(bǔ)充說(shuō)。
還有一個(gè)好處，因?yàn)榫酆衔锿繉邮?ldquo;免疫沉默的”，人造血液可用于任何人，不管血型如何， Doctor說(shuō)。
實(shí)驗(yàn)室對(duì)小鼠和大鼠進(jìn)行的測(cè)試證明，人工紅細(xì)胞可以有效地提供氧氣給需要的組織，研究人員報(bào)道。
“我們用血液代用品替代了70%的血容量，” Doctor說(shuō)。“這些小鼠區(qū)別于接受另一些小鼠輸血的小鼠。”
除了緊急場(chǎng)合，人造血液還可以用來(lái)幫助保持捐贈(zèng)器官在到達(dá)接受者過(guò)程中活著，以及補(bǔ)充醫(yī)院心臟搭橋等復(fù)雜手術(shù)期間的常規(guī)血液供應(yīng)，他建議。
然而，人造紅細(xì)胞永遠(yuǎn)不會(huì)完全取代真實(shí)的紅細(xì)胞， Doctor說(shuō)。
一方面，它們不能像正常紅細(xì)胞一樣持續(xù)留在血液中。
“一個(gè)正常的紅細(xì)胞循環(huán)周期大約是120天。 現(xiàn)在這個(gè)紅細(xì)胞，我們?cè)O(shè)計(jì)的循環(huán)時(shí)間大約是三分之一天到半天，” Doctor說(shuō)。 “我們可以操作，讓它們循環(huán)好幾天，但我嚴(yán)重懷疑我們能不能使它們達(dá)到正常紅細(xì)胞的循環(huán)時(shí)間。”
這些人工紅細(xì)胞設(shè)計(jì)的也只能運(yùn)輸氧氣， 并沒(méi)有正常紅細(xì)胞所提供的其他很多功能。
其他功能包括對(duì)組織的抗氧化性保護(hù)，調(diào)節(jié)血液流動(dòng)，幫助免疫反應(yīng)，幫助形成血凝塊和痂， Doctor和威斯康辛州血液研究所血液中心高級(jí)調(diào)查員Alan Mast說(shuō)道。
“我更多的把這些看做人工氧載體，因?yàn)樗鼈兣c正常紅血細(xì)胞不一樣，“過(guò)去的美國(guó)血液學(xué)會(huì)主席Mast說(shuō)。 他沒(méi)有參與這項(xiàng)新研究。 “紅細(xì)胞可以做很多其他生理性的事情。”
盡管如此， Mast說(shuō)這些人造細(xì)胞的發(fā)展還是“令人興奮的”。
“這可以為受傷的士兵買來(lái)時(shí)間，直到他們能被送去醫(yī)院，“Mast說(shuō)。“在沒(méi)有現(xiàn)成的血產(chǎn)品的農(nóng)村地區(qū)或創(chuàng)傷性事件發(fā)生的地方這一產(chǎn)品也可能是有用的。”
不要指望它可以在任何地方都能很快獲得， Doctor警告說(shuō)。在推向人類測(cè)試之前它仍然需要在兔子和猴子身上測(cè)試。 在動(dòng)物身上的研究結(jié)果常常無(wú)法在人類身上產(chǎn)生類似的結(jié)果。
“那是一個(gè)相當(dāng)漫長(zhǎng)的道路，可能需要10年時(shí)間我們才能確定它是否會(huì)在人身上起作用，” Doctor說(shuō)。
這項(xiàng)研究的發(fā)現(xiàn)將于星期六在美國(guó)血液學(xué)會(huì)的年度會(huì)議上展示出來(lái)。在發(fā)表于同行評(píng)審的雜志上之前，這些研究結(jié)果通常被視為初步研究結(jié)果。
來(lái)源：生物谷
