自1982年历史上首个人造心脏植入手术以来，人造器官已经被广泛应用到了临床中。对于我们身体内那些坏掉或者磨损的“零件”，医生和科学家们找到了许多可以接管的“小配件”。例如，人工心脏就是一个输送血液的机械泵。同样，全膝关节置换术中，医生用金属和塑料代替了骨骼和软骨。

近日，美国哥伦比亚广播公司新闻网对另一人造替代品——新一代的人造血进行了报道。这种粉状的人造血或许有一天能彻底改变急救医学，并为受创伤的患者提供更好的生存机会。

以备不时之需

“这种人造血看起来像一包辣椒粉。”华盛顿大学圣路易斯医学院急救护理专家、高级研究员艾伦·道克托博士这样形容，“它可以装在袋子中，装备到救护车上，或者放进医生们的背包内随身携带，这种人造血粉可以保鲜一年甚至更久。当医生需要使用时，可以将这袋血粉和无菌水混合在一起，接下来就可以直接为患者输血了。新型人造血粉中的人造血细胞是正常血红细胞大小的五十分之一，它将净化过的人类血红蛋白包裹上一层合成聚合物涂层。血红蛋白是血红细胞的一个重要组件，负责为全身输送氧气。”

研究人员估计，战场上高达70%的死亡率是由于失血过多造成的休克，而非重要器官受到致命伤害。仅在美国，每年就有2万例的创伤死亡是由于患者被送到治疗中心前就已大量失血。粉末状的人造血可以冷冻，使战地医生和护理人员更容易保存。

一层“外套”解决问题

事实上，科研人员一直以来都在寻找可以替代血液的人造血，并已经为此努力了超过80年。“最近一次尝试的失败主要归于两个方面。”道克托说，“之前，科研人员开发出的人造血可以成功地从肺部中捕获氧气，但不能在运往组织和器官后有效地释放氧气。”

不仅如此，“光溜溜”的血红蛋白和一氧化氮间还产生了意想不到的反应。正常情况下，血管内壁会产生一氧化氮分子，这些分子体积很小，可以轻易地穿过细胞膜，并能起到让血管放松并扩张的作用。“但是，血红蛋白会消耗这种分子，引起血管的收缩。” 道克托解释道，“当科研人员试图把‘没穿衣服’的血红蛋白输进血液时，引发了心脏病和中风。”

在最新的实验中，科研人员为人造血细胞“披”上了一件外套——合成聚合物涂层，这一步骤似乎能解决上一代人造血粉遇到的问题。此次研究的首席研究员，来自伊利诺伊大学香槟分校生物工程学助理教授迪潘加·潘研制出了这件“外套”。

当新一代人造血红蛋白通过体内时，“外套”——聚合物表面的化学性质会对血液中的pH值产生反应。当血液pH值高时，它将捕获氧气，并在血液pH值低的环境释放氧气。“肺部的血液pH值高，而身体组织的pH值低，而当组织中氧气不足时，pH值会更低。”道克托说，“我们通过将氧的亲和力与pH值相联系，来模拟正常血红细胞的反应。”这种聚合物涂层也可以阻止血红蛋白与血液中的一氧化氮反应，从而预防危险的血管收缩。

此外，这件“外衣”还有另一个优势，由于聚合物涂层有免疫沉默的特性，任何人都能输这种血粉“冲制”的人造血，而不用考虑血型是否匹配。研究人员的报告显示，老鼠的动物实验已经证明，人工血红细胞能有效地为需要帮助的组织输送氧气。“我们将实验鼠体内70%的血液都替换成了这种替代品。”道克托说，“看这些实验鼠的反应，你难以辨别哪些老鼠被输了血。”

人造血的其他用途

人造血除了能在紧急情况下救急外，还能帮助捐赠器官保持活性，特别是在器官运往受捐助者的过程中。此外，人造血也能作为医院常规血液供应的补充，尤其是实施复杂手术时，像是心脏搭桥手术。

不过，道克托也指出，人造血红细胞永远不会完全取代真正的血液。首先，人造血不像正常血红细胞一样，能在血液中停留很长时间。“正常的血红细胞大约120天一循环，最新一代的人造血细胞设计的是约为半天或者三分之一天一循环。”道克托说，“我们或许可以控制人造血细胞的周期，将其循环周期延长到几天，但是我非常怀疑这可能会改变正常血红细胞的循环周期。”

目前，这种人造细胞主要是为了运送氧气而设计，忽略了许多正常血红细胞的功能。像是组织的抗氧化保护、调节血液流动、协助免疫应答以及帮助形成血凝块和血痂。对此，威斯康星血液研究所血液中心高级研究员艾伦·马斯特和道克托博士所持观点相同。

马斯特曾在美国血液学会任主席，他并没有参与这项新研究，马斯特在接受采访时表示：“我认为这种人工血细胞更像是一种人工氧气载体，因为他们和真正的血红细胞并不相同。血红细胞有很多其他的生理学特性。”不过，马斯特也表示这些人造细胞的开发“令人兴奋”。

“像是战场上受伤的士兵，人造血能够帮他们争取到足够的时间，撑到被送去医院。”马斯特说，“人造血还能被用于偏远的农村地区，或者是发生了某种创伤性事件的地区，而恰巧那个地区没有充足的现成血液制品。”

“不要期望人造血可以很快就能被实际利用。”对于这项革新性的产物，道克托表示，人造血还要在兔子和猴子身上做实验，这之后还要经过临床试验。而一些在动物身上做过的试验往往无法在临床试验中得到类似结果。“未来还有很长的路要走，距我们得出结论，究竟能否实际应用在人体上可能还要10年的时间。”

当地时间12月10日，这项研究发现在美国血液学会的年会上发布。会议上发表的研究结果通常被视为初试，直至这项研究在由同行评审的杂志上发表。 （编译 陈小丹）