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我们离工业生产廉价人造血还有多远？

省部重点实验室

2014/04/25

生命科学仪器综合讨论

数字全息显微镜镜头下的红细胞。

可以输到病人体内的人造红细胞首次研制成功。一旦规模扩大到工业化水平，这一突破可使工厂生产出几乎无限量的廉价血液（也就是红血球），供全球最常见的挽救生命的医疗手段——输血——所用。

“我们已经制造出适合输给人体的红细胞。”苏格兰国家输血服务（Scottish National Blood Transfusion Service）的医疗总监马克·特纳（Marc Turner）说道，他正领导着由惠康基金会（Wellcome Trust）资助的价值 500 万英镑的项目。他说：“在此之前，我们没有真正成功过。”

在相对较新的再生医学领域中，这是一项最新声明，该领域已经见证了人造皮肤、肝脏、骨骼、软骨和血管的成功研发，尽管在产量方面还往往无济于事。

这种人造血完全由 O 型阴性血所构成，可以输给任何病人。当前这种血还非常稀少，因为只有 7% 的献血者是 O 型阴性血。

人造血还可以免受感染。尽管如今的筛查工作可以将一些带病献血者隔离在外，但近来肝炎和艾滋病病毒仍然通过输血途径传播。

来自捐献的血液还存在另一个问题，由于红细胞的生命周期为 120 天，因此这些血液中有些红细胞还很“年轻”，有的已经“老化”。工厂制造出来的血液所含的都是新生的红细胞，因此常规输血可以进一步扩大应用范围。

人造血来源于取自成年捐献者皮肤或血液的干细胞。这些捐献细胞能够通过“遗传时钟倒转”，变为诱导性多功能干细胞（ iPS ），可分化形成 200 多种人体组织器官细胞。

iPS 细胞在特定化学环境中培养一个月，该环境类似于在骨髓中所发现的，能够促使它们长成红细胞。多达 50% 的 iPS 细胞会完成转化。再运用离心法等标准技术将人造红细胞从其他细胞中分离出来。

“尽管其他地方也在进行类似的研究，但这是首次人工制造出符合输血安全标准和质量要求的血液。”特纳教授如是说道。

这种人造血定于 2016 年进行临床试验，届时它将有可能被输到三位地中海贫血症患者的体内——这是一种遗传疾病，体内产生的血红蛋白（一种运送氧气的蛋白质）比通常情况下要少，因此需要频繁的输血治疗。

人造血的潜在市场非常巨大。每年，全球范围内的献血量达1亿单位。在美国，每天的输血耗用量在 4 万单位左右。尽管每个单位所含的红细胞数量有所差别，但通常含量多达几万亿个。

而且，尽管在英国一单位血液的费用为120 英镑（约合 200 美元），但在美国，该价格可以高达 500 美元——取决于从何处购买。

生产人造血的最大障碍将是扩大规模。“烤一个蛋糕是一回事，但烤一个 100 倍大的巨型蛋糕则是另一回事了，”特纳教授说，“这不是仅仅放入 100 倍原料的问题。”

全球第一例输血可追溯至 17 世纪的法国，为当时路易十四的御医让-巴蒂斯特·德尼（Jean-Baptiste Denys）所首创，但他的一些病人不幸身亡，其中包括瑞典男爵古斯塔夫·邦德（Gustaf Bonde）。直到 20 世纪初，卡尔·兰德斯坦纳（Karl Landsteiner）发现了 A、B、AB、O 几种血型之后，输血治疗才变得安全而常见。

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