血液代用品研究：充满希望的挑战

血液是人体的重要组成。血液的缺失有可能造成人体的重大伤害，甚至死亡。在第二次世界大战中，阵亡将士中50％以上没有得到及时的输血抢救。战场上不仅没有充足的血源，而且也没有保存血液的低温条件，甚至没有足够的时间来验对血型。如果能有一种液体，可以随军携带而不需要低温，在使用时不必匹配血型就能直接输入，并且起到扩充血管和输送氧的功能，这将对抢救伤员的生命意义重大。于是，在第二次世界大战后，血液代用品的研究引起了广泛重视。  

血液代用品还有其它重要应用。在和平年代，输血也是临床最重要的医疗手段之一。每年全世界约需要3000万单位（1500万升）新鲜血液，但血液常常供不应求。在我国一些大中城市，每年几乎都出现“血荒”现象，一些手术不得不等待血源解决后才能实施。另外，血液的保存期短，在严格的低温条件下最长只能保存一个月。近年来肝炎和艾滋病等传染病的流行，使人们对血液的安全性十分担心。目前，很多疾病是通过输血传播，特别是艾滋病病毒的感染有5%~10%是通过输血传播，其他通过输血传播的疾病还有乙型和丙型肝炎、疟疾和梅毒等。  

人体血液由血浆、红细胞、白细胞和血小板组成，成分十分复杂。要制造出一种溶液完全代替血液是非常困难的，或者说几乎不可能，但研制一种临时替代品，在急需情况下短时间内代替血液中某种组分作用是可行的。上世纪40年代末和50年代初已出现了用糖类蛋白类物质代替血液物质的尝试。如今研究的血液代用品有血浆代用品、血小板代用品和红细胞代用品。其中以白蛋白、羟乙基淀粉、葡聚糖等溶液作为血浆代用品已被用于临床，其作用是维持血液的渗透压、酸碱平衡及血容量。血小板代用品正处于研究初期。血液在体内最重要的是红细胞的载氧功能，因此红细胞代用品是研究的重点，被称为血液代用品。  

红细胞代用品具有携带、释放氧的功能，保存、运输方便，能免除配血型，避免病毒交叉感染，同时可成为治疗心脑血管缺氧性疾病和辅助治疗肿瘤的新药。目前研制的红细胞代用品主要包括全氟碳化合物和修饰血红蛋白两大类。全氟碳化合物是一种具有高携氧能力的人工合成化合物，对治疗呼吸困难综合征效果显著，但其释放氧的速度过快，易造成局部氧积累而其它部分氧缺乏的不平衡供氧，引起组织损伤，另外其存储不便，在体内代谢较慢，存在类似感冒症状的副作用，因此其应用具有一定局限性。  

血红蛋白存在于红细胞中，由四个亚基单元构成，是负责氧气传递的主要蛋白质，在红细胞蛋白质中含量达90％以上。与红细胞不同，血红蛋白溶液可以用巴斯德消毒、超滤和化学法等方式灭菌，从而能够除去引起AIDS、乙型肝炎等的病原微生物。因为没有红细胞表面抗原决定簇，无需进行交叉验血，省时，也减少了对设备的要求。而且产品可以进行真空冷冻干燥，并以干粉的形式长期贮存。  

早在1937年，血红蛋白已经被试验代替血液输血，但出现了严重的肾毒性，死亡率较高，最终停止试验。后来研究发现脱离了红细胞的血红蛋白存在以下问题：①失去红细胞内因子的调节，人血红蛋白氧亲和力升高，半饱和时的氧分压降低，不能向组织有效供氧；②血红蛋白结构不稳定，四个亚基单元容易分解，分解后的小分子产物能透过血管内皮系统进入器官及组织间质，引起严重的副作用；③引起平均动脉血压升高，其原因可能是血红蛋白分子结合并带走血管扩张剂一氧化氮，使血管收缩、血压升高；④血红蛋白失去红细胞内还原酶系统调节，易氧化成高铁血红蛋白，失去携氧能力并产生自由基。因此，血红蛋白不能直接用作红细胞代用品。