IT|如何才能获得有效的人类合成血液?

北京时间12月20日消息,据国外媒体报道,科学家在制造有效合成血液的进程中出现哪些阻碍因素?早在17世纪,由于当时医学技术有限,想制造合成血液的医生们甚至尝试将牛奶和葡萄酒注入大出血患者体内,当这种做法失败后,他们将目光转向羊血,没过多久他们就明白了,此类的错误做法加快了患者死亡,而不是在拯救他们的生命 。

IT|如何才能获得有效的人类合成血液?
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值得庆幸的是,现在医生们知道人类血液可通过具有兼容血型的捐献者提供,这才是解决问题的正确方案,工作人员对捐献者的血液进行提纯,分离血液成分,筛查出血液传播疾病分子,例如:艾滋病毒 。
然而,目前的医疗制度并不完善,一些国家的卫生保健系统缺乏安全采集、储存和对有输血需求患者及时运输血液的基础条件,即使对于拥有这些资源条件的国家,也有一些缺乏罕见血型的社区,很难在当地血库中找到匹配血型,这些社区居民通常是少数民族 。
简单地讲,严重出血需要紧急医疗护理,这在战区等危险和偏远地区尤其重要,这就是为什么在第二次世界大战之后,军事科学家开始关注如何制造出合成血液,随后商业研究人员迅速跟进该项目,开始对人造血液进行探索分析 。
虽然科学家还未制造出一种可行的人造血液,但现已取得一些进展,目前科学家没有尝试复制完整人类血液的复杂性,也没有掌握人类血液各种成分是如何相互作用,而是专注于制造血液的每种成分,例如:血红细胞,其负责将氧气输送至全身各处;抗病毒感染的白细胞;用于愈合伤口的血小板;以及携带蛋白质等物质的血浆 。在大多数国家,输血也通常以这种方式进行——患者很少进行纯血液输入,依据患者的临床需要,他们将被输入一种血液产品或者组合型血液,对于出血相对较少的患者,他们可能体内仅需要红血球,对于大量出血的患者,他们可能需要红血球、血小板和血浆 。目前,科学家在实验室里制造的血液制品已扩展应用于两个重要的研究领域,第一个研究领域是生产完全合成的血液替换品,以实现与人类血液成分的相同功能;第二个研究领域是利用干细胞来制造具有真实血液生物学特征的细胞和物质 。每个研究领域都有各自的优点和缺点,但专家预测称,如果临床试验证明成功且有效,其中一些血液产品可能在未来十年内进行推广应用 。
日本京都大学干细胞生物学家Koji Eto说:“在新冠疫情期间,由于人们经常呆在家中,献血者显著减少,这更加印证制造血液制品的重要性,科学家在该领域所付出的努力,将有助于未来重大流行性疾病爆发时提供稳定的血液供给 。”
合成血红蛋白
红血球含有一种叫做血红蛋白的蛋白质,它在肺部捕获氧气,并分配至其他器官组织,氧气输送是血液的一个重要功能,因此它一直是所有人造血液研究的一个重要特征 。科学家在上世纪50年代进行的首次实验中,人们希望能够制造人工合成血液,并从人类或者动物的血液中分离出纯血红蛋白,如果能够实现的话,科学家就能在实验室继续合成血红蛋白 。
然而,血红蛋白在红血球之外无法很好地发挥作用,相反,它会分解成更小的部分,在肝脏和肾脏中积累,造成身体损害 。近些年来,科学家们改变了血红蛋白的化学性质,让它们彼此结合在一起,使其更难分解 。在2008年对16项研究进行的3700位患者的审查中,该项技术最终被搁置,审查结果显示心脏病发作更为普遍,该方式治疗患者会增加30%的死亡风险 。