AllanDoctor博士的實(shí)驗室里，當研究人員將紅血球細胞倒入試管時(shí)，一個(gè)微小的裝置正在監測兔子動(dòng)脈內部狀態(tài)，計算動(dòng)脈是否收縮及其收縮強度。Doctor博士的實(shí)驗小組正在研究他們發(fā)明的人造血液能否讓動(dòng)脈正常工作。

　　Doctor博士是圣路易斯華盛頓大學(xué)的研究員，也是一名兒童急救科醫生。這是他的實(shí)驗室最近開(kāi)展的人造血液臨床前研究之一，如果足夠幸運的話(huà)，他們可能會(huì )改寫(xiě)人類(lèi)在人造血液研究領(lǐng)域長(cháng)達幾十年失敗的頹然之勢。

　　在美國，每年大約有4500萬(wàn)人需要輸血。因外傷失血導致的死亡案例可達上萬(wàn)，即使傷者幸存，也往往會(huì )因氧耗竭造成組織永久損傷。人造血液一旦研究成功，可以滿(mǎn)足日益增長(cháng)的臨床用血需求，在外傷救治和手術(shù)中發(fā)揮重要作用。另外，人造血液可以降低用血難度。目前全血不易獲取和保存，新鮮的血液只能冷藏42天，未冷藏的情況下只能保存幾個(gè)小時(shí)。因此，在不具備輸血條件時(shí)，比如戰場(chǎng)、農村地區和車(chē)禍現場(chǎng)，人造血液可以作為救急手段，減少患者送往醫院前的死亡率，成為挽救生命的重要選擇。

　　人造血液還可以改善醫療服務(wù)水平。對于長(cháng)期需要輸血的人群，比如骨髓增生異常綜合癥和再生障礙性貧血患者，使用人造血液可以提高他們的生活質(zhì)量。在器官移植中，人造血液能用來(lái)維持捐獻器官存活，防止或降低再灌注損傷。因為宗教和種族信仰而對輸血產(chǎn)生排斥的人群，將來(lái)也會(huì )從人造血液中獲益。

　　輸血帶來(lái)的最主要副作用是免疫抗原性和傳染性。因此，一款完美的人造血液產(chǎn)品首先要不受血型限制，不會(huì )發(fā)生交叉感染。在具備正常的人類(lèi)血紅細胞輸送氧氣的生物學(xué)功能的同時(shí)，最好還要有產(chǎn)品現成、半衰期長(cháng)以及常溫保存的優(yōu)點(diǎn)。

　　事實(shí)上，研究人員試圖發(fā)明的人造血液并不是真的血液物質(zhì)，也不會(huì )發(fā)揮血液的所有功能，而是一種能夠模擬血液將氧氣輸送到身體各個(gè)部位的方法。因此，人造血液也被稱(chēng)為血液替代品。

　　血液替代品的研發(fā)已有近70年的歷史，但至今仍是困擾學(xué)術(shù)界、軍方和工業(yè)界的科學(xué)難題。過(guò)去的研究主要集中在模擬紅細胞的攜氧功能，進(jìn)入臨床試驗的血液替代品均為血紅蛋白類(lèi)似物，也稱(chēng)作血紅蛋白攜氧載體（HBOCs，hemoglobin-basedoxygencarriers）。Baxter、Borthfield和Biopure這三家美國公司研發(fā)的血液替代品都曾進(jìn)入2期或3期臨床研究。結果表明，血液替代品雖然能夠發(fā)揮輸送氧氣的功效，但是都存在較大副作用，包括高血壓和不可預期的帶來(lái)心排血量減少?？傮w而言，HBOCs對手術(shù)和術(shù)后減少輸血量的作用微乎其微，并未降低死亡率，同時(shí)還增加了副作用的發(fā)生率?；谀壳暗呐R床試驗結果，FDA尚未批準血液替代品上市。目前全球僅有一款血液替代品Hemopure被南非政府批準用于臨床，這主要歸因于南非是艾滋病發(fā)病率最高地區之一，獻血存在較高的風(fēng)險。

　　Doctor博士的實(shí)驗室為血液替代品找到了一些創(chuàng )新思路。他和伊利諾伊大學(xué)香檳分校（UIUC）的DipanjanPan教授合作，將血紅蛋白包裹到人工合成的納米材料當中，這樣能夠避免血管收縮，從而降低心臟病和中風(fēng)的風(fēng)險。該血液替代品名為ErythroMer，前期動(dòng)物實(shí)驗已經(jīng)證實(shí)它除了具備輸送氧氣的功能，還能對體內pH環(huán)境做出反應，將氧氣從肺部輸送到身體最需氧的器官。一旦研究成功，ErythroMer可以制成凍干粉末保存數年，與滅菌水混合后即可使用。此外，該產(chǎn)品還具有免疫沉默的特性，進(jìn)入人體內不會(huì )引發(fā)免疫系統的攻擊，因此可以輸給任何血型。

　　雖然聽(tīng)起來(lái)令人興奮，其他業(yè)內科學(xué)家對Doctor博士研發(fā)的人造血液還存有保守意見(jiàn)?？屏_拉多大學(xué)外傷和急救研究中心副主席ErnestMoore博士提到“（血液替代品）并不像聽(tīng)起來(lái)這么容易”，他本人也在從事其他血液替代物的臨床試驗。加拿大血液中心的高級科學(xué)家MarkScott則表示“（血液替代品研究）有很多方面都要充分考慮到，比如血液替代物顆粒大小是否會(huì )導致血管滲漏？外殼內包裹的血紅蛋白是否穩定而不會(huì )導致急性或慢性中毒？”

　　除了要克服諸多生物學(xué)問(wèn)題，Doctor博士最終還要說(shuō)服審批機構，他們的產(chǎn)品用于人體是足夠安全的（通常根據動(dòng)物實(shí)驗的數據）?；谝酝禾娲返陌踩詥?wèn)題，FDA批準新的血液替代品臨床試驗存在風(fēng)險。而且，外傷相關(guān)的臨床試驗常會(huì )引發(fā)知情同意的倫理問(wèn)題。

　　可以預見(jiàn)的是，人造血液的臨床試驗仍有很長(cháng)的路要走。Doctor博士的研究項目已經(jīng)獲得國防部資助，關(guān)于小動(dòng)物的實(shí)驗的數據和結果也已經(jīng)在美國血液學(xué)會(huì )（AmericanSocietyofHematology，ASH）第58屆年會(huì )上公布。接下來(lái)他們需要在大動(dòng)物試驗中進(jìn)一步驗證人造血液品的安全性和有效性，研究“是否會(huì )破壞血液中的其他細胞”，“是否干擾凝血”等若干問(wèn)題。如果一切順利的話(huà)，走進(jìn)臨床也至少還要8-10年時(shí)間。

　　Doctor博士已經(jīng)成立了一家名為KaloCyte的公司（希臘語(yǔ)意即“好細胞”）從事人造血液產(chǎn)品的下一步開(kāi)發(fā)。目前實(shí)驗用的人造血液仍由研究生小批量合成，Doctor希望通過(guò)公司運作，能夠將開(kāi)發(fā)成功的人造血液的生產(chǎn)規模實(shí)現從手工啤酒制造到百威啤酒制造的轉變。