近日，有两条新闻引起了读者的关注。一个是各大报纸登载了我国
献血及医疗血液供应出现短缺的报道，从中不难看出血液供应的严峻形势。另一个是英国一媒体报道，来自爱丁堡大学的研究团队使用成人干细胞创建的血液已经
临床试验获得成功，一些血液供应短缺地区有望在两三年内普及使用。人们不禁要问：医生、患者和家属期盼已久的人造血液，真要登场了吗？
研发万能血液代用品既不现实也没必要
辽宁日报：黄老师，您好。近日，国内各大报纸登载了我国献血及医疗血液供应出现紧张的报道，从中看出了血液供应的严峻形势，在呼吁积极献血的同时，有许多人想到了人造血液如果要是有人工血液的话，那么就不用再为献血而“发愁”了？
黄宇彬：是的，制造人工血液是人类的一个梦想。在高科技飞速发展的今天，这个梦想将会变为现实。血液的医疗供应，直接关系到拯救生命，重要性可想而知。近日报道的“血荒”情况是出现在和平时期，而战争或者遇到大的自然灾害时传统的输血措施弊端更加明显，如血型的测试、合格血液的检测都昂贵耗时，再如新鲜血液通常只能在4℃下保存3个星期，过期不能再使用，同时还存在着病毒污染等潜在危险。因此，制造一种安全、高效并且能被迅速应用于紧急突发事件的人工血液，已经成为一个紧迫的任务。
辽宁日报：用干细胞技术制造全能血液有什么特点，怎样看待这个科技？
黄宇彬：骨髓干细胞可以培育出血液完全有可能，但也面临着很多问题，并不像想象或报道的那样乐观，比如干细胞的来源还是一个大问题，直接能获取的干细胞十分有限，同时培养和分化的成本高，产量也很低,短时间内无法满足大规模的临床用输血；另外，目前英国这个研究小组只是在实验室里由干细胞培植出一种外观和行为与红细胞几乎相同的物质，而非全能血，离全能血还有相当大的距离。应该说，由于人血成分与功能的多样性和复杂性，试图开发一种囊括血液所有功能的万能血液代用品是不现实的，也是没有必要的。
辽宁日报：只能先实现部分功能？
黄宇彬：是的。血液里有血浆、红细胞、白细胞、血小板，各有各的职能，都很重要，但是最基本的也是最关键的就是红细胞（红血球），它能携带氧气，供给全身组织和细胞所需，带走人体所产生的部分二氧化碳。而氧气是人体须臾不能缺失的，所谓失血过多而死亡，很大程度上就是没有了氧气的供应导致器官无法工作。所以，从
急救的角度来讲，输血的第一目的就是能够立刻扩充血管防止其失血后塌陷，调节血管内外的渗透压，使其接近原来的状态，使循环得以恢复，在这个基础上完成血液基本功能传递氧，同时把各组织器官产生的二氧化碳等代谢产物带出来，运送至肺、肾等器官排出体外。我们寻找和研制人工血液，或者说血液代用品，也是要本着这个思路和原则来进行，而不能想着“一口吃成个胖子”。
研制人造红血球成为各国攻坚目标
辽宁日报：是不是研制人造红血球成了首要目标？
黄宇彬：刚才说了，研究人血液代用品的关键是如何取代血液中红细胞输送氧的功能，而红细胞中具有携氧功能的就是血红蛋白 （Hb），它是一种大分子，当前各国都将研制以血红蛋白为基质的携氧剂作为血液代用品研究开发的主攻方向。当然，血小板、白细胞代用品也有人在研究。
辽宁日报：据了解，好像已经有了全化学试剂形式的血液代用品？
黄宇彬：是通过化学方法形成的全合成氧气载体，这个代用品的特点就是不用血红蛋白。其中最有名的就是全氟碳化合物，是一种所有氢被氟取代的烃，氧气和二氧化碳在其中有很高的溶解性，但因其是疏水性化合物，较难与血浆混合，这个“全氟碳”早在上世纪90年代就有了成型的产品，由于其存在一定副作用，大部分产品已被迫退出血液市场，但有关研究还在不断深入。
辽宁日报：这么说，现在研制的人造红血球都是有血红蛋白的？那么问题又出来了，血液本身都缺乏，作为血液的成分之一，到哪去弄那么多血红蛋白？
黄宇彬：目前人造红血球的研究方向确实是以血红蛋白为基础的氧气载体。你说的血红蛋白的来源也是一个现实的问题，比如人源的血红蛋白由于国家法规的限制，短期内还无法适用，但它是可以解决的。一是用动物的血红蛋白，这个并不可怕动物比如牛的血红蛋白分子比人的血红蛋白要稳定得多，其载氧能力也和人血红蛋白相近，可能的问题是免疫原性，但两者的同原性在85%以上，仅使用1次或2次往往不会引起明显的免疫反应。适当的修饰方法也可以屏蔽免疫原性。所以，牛血红蛋白可以成为我们红细胞代用品研究的一个重要原料。其二就是基因工程的发展给我们提供了有效的途径。
辽宁日报：用基因重组的办法？
黄宇彬：是。通过基因重组、克隆的血红蛋白分子不但具有了有效的氧气运送功能，而且采用定点突变的办法消除血红蛋白与一氧化氮结合产生的副作用，安全性和有效性得以增加。
人造红血球面世还需要5到10年
辽宁日报：有了血红蛋白就可以造出人造红血球了吗？
黄宇彬：这只是为制造人工红血球创造了一个条件，要走的路还十分艰巨。因为血红蛋白分子不能单独应用。血失去红细胞膜的包裹，血红蛋白分子就会裂解，容易从肾脏滤出形成血尿，而且没有了红细胞内还原酶系统调节，血红蛋白易氧化成高铁血红蛋白，失去携氧能力并产生自由基。因此，降低血红蛋白氧亲和力、避免其氧化等是血红蛋白作为血液代用品的必要途径。
辽宁日报：所以要用科技手段把血红蛋白包裹起来、做成类似红细胞的合成物？
黄宇彬：科学上把这个过程称为修饰。先解决血红蛋白分子易裂解的问题，那么就尝试着把分子连接在一起，使它不易裂解；既然它需要酶的调节，那么就把它与酶交联形成偶联物，这就是第一、二代人造红血球，但是在实际应用中还是出现了问题，比如单独的血红蛋白分子会造成严重的血管收缩和血压升高越来越多的研究发现，只有采用同人体红血球相近的细胞形态来设计红血球替代物，才能更有效地发挥血红蛋白的氧气传输功能，并减少副作用。这就需要“细胞型”的血红蛋白在外面用膜包覆，使之更加接近红细胞的实际结构，避免它们与免疫系统直接接触。
辽宁日报：怎样包裹？最新的方法是什么？
黄宇彬：纳米技术的发展为设计合成更适应人体需要的红血球模拟物提供了有力的工具。我们通过模拟红血球的细胞结构，利用某种聚合物获得尺寸均一、形态完美的纳米胶束或胶囊类的载体材料，一个胶束或胶囊中含有足够多的血红蛋白，它们化学结合或严密包裹在载体材料上，避免可能发生的离解和渗透，减轻肾脏、肝脏以及血压增高的负担，同时保留血红素在原始红血球中的氧气结合和释放功能。胶束或胶囊外层的聚氧乙烯壳层，力学强度好，保护血红蛋白免受人体免疫系统的攻击，延长血红蛋白胶囊的循环时间。如此构筑出的血红蛋白纳米胶囊（束）应当是红血球的有效替代物。
辽宁日报：这个替代物已成功研制出来了吗？
黄宇彬：在实验室已经成功研制出来，但由于它是要进入人体、在临床上使用，所以无论何种结构的人造红血球，在应用到临床实践之前，都必须接受严格的体内、体外、动物以及人体的相关评价，包括溶液黏度、存放稳定性、氧气亲和性与各种血液成分的相容性、输入安全性、氧气活体传输的有效性以及长期
遗传隐患的考察等等。而这样的过程如同药物临床试验一样，要分多期，看实际效果，所以离实际应用还需要一段时间。
辽宁日报：各国都十分重视人造血液的研制吧？您觉得人造血液真正得到应用还要多久？
黄宇彬：是的，美日等国在人造红血球方面已经研究了几十年，不断完善，取得了很多成果，但目前还没有可以临床应用的人造红血球溶液。这给我们提供了难得的机遇，我们完全有可能在基因工程、纳米技术、生物分子等高科技发展的推动下，取得跨越式的进步和成果。
但是，血液不像外在的皮肤，它是通遍全身、负责进行物质交换的组织，结构和运转都十分精细，所以不可能一蹴而就，现阶段的人造红血球研究距离大规模应用尚有不小距离。从目前的进展看，尚需5至10年的时间才能获得实质性的突破。 本报记者／刘洪宇
专家档案
黄宇彬 博士。中国科学院长春应用化学研究所研究员、博士生导师，高分子物理与化学国家重点实验室成员，入选中国科学院“百人计划”。研究领域：生物可降解材料的改性、蛋白质修饰改性、人造红血球、血液清洁材料、止血材料等。
作者：
2012-1-14