“白色血液”創奇跡

王震元

紅細胞生命閃光 小田鼠“復活”感悟

在人體的血液中有一種紅細胞，俗稱紅血球，它是血細胞中數量最多的一種。從個頭兒來說，它排行第二，僅小于白細胞，直徑通常為6～9微米。如果把10多個紅細胞排列起來也只有一根頭發絲那么粗，但它的數量卻多得驚人，在1立方毫米（即大頭針那么大）的血液里就有400～500萬個，一個成人全身的血液中約有25萬億個紅細胞。當然，僅憑肉眼是看不見紅細胞的。紅細胞就像一個圓圓扁扁的小燒餅，兩面都向內凹，無核。紅細胞的主要成分是血紅蛋白，它容易和氧結合或分離，因而具有運輸氧氣的功能。每個紅細胞好似一艘小船，“船艙”里裝著血紅蛋白。當血液流過肺部組織時，肺里的氧氣也被裝進“船艙”里，氧分子與血紅蛋白結合形成氧合血紅蛋白。當血液流經其他組織時，紅細胞就把結合的氧從“船艙”里卸下來，供全身各處細胞組織氧化之用。

此外，紅細胞還可帶走細胞在新陳代謝過程中不斷產生的廢氣——二氧化碳。換句話說，細胞組織就是靠紅細胞中的血紅蛋白供給的氧氣維持生命的。因而，當人體由于種種原因，失血量超過體重的30%時，就會有生命危險。而輸入傷（病）員體內的血液，必須來自血型相配的健康獻血者。血型配對需要花費一定的時間。但當發生嚴重自然災害、突發事故和戰爭，短時間出現大批傷（病）員時，就會導致供不應求的“血荒”。于是，科學家就萌生了研制血液代用品（即“人造血液”）的構想。

血液代用品最早的探索始于二戰結束后的1946年，科學家德克模擬血紅蛋白的結構，合成了一種鈷組氨酸絡合物。1965年，又有兩位科學家合成了兩種血紅素的衍生物。由于它們的化學性質極不穩定，輸氧能力又很低，因而都以失敗告終。這項研究看似真的到了“山窮水盡疑無路”的地步了……

1966年的一天，在美國辛辛那提大學的一間實驗室里，一只實驗用的田鼠從籠子里逃了出來，在倉皇逃竄過程中，不小心跌入一只裝有代號為FX80溶液的容器中。由于容器高且器壁光滑，田鼠雖多次蹦跳，仍無法脫身，結果咕嚕咕嚕地喝了幾大口溶液后，終于沉入了容器底部。幾個小時之后，主持這項研究工作的利蘭·克拉克教授偶然發現這只看似已“溺亡”的田鼠，就把它撈出來，并排空了其呼吸道及胃中的溶液。一會兒，這個小家伙竟奇跡般地逐漸蘇醒了過來。克拉克再把幾只大白鼠故意丟進溶液里，2小時后撈上來，它們也都奇跡般地存活了。可見這絕非偶然現象。克拉克進一步分析后發現，原來這種溶液溶解氧的能力竟是水的15倍，輸送氧的能力也比血紅蛋白強得多。“柳暗花明又一村”，克拉克瞬間產生了靈感：這種溶液不正是很好的人體血液代用品嗎？但解決問題真的這樣簡單嗎？

謁先驅重洋遠涉 濟蒼生“天使”獻身

1967年，美國賓夕法尼亞大學的斯拉維特教授，嘗試著用克拉克發明的這種分子式為C8H16O的溶液，注射進一只大白鼠的靜脈，幾個星期后大白鼠卻死了。原來這種氟碳化合物的顆粒太大，不容易從體內排出而導致大白鼠慢性中毒。1968年，美國哈佛大學的蓋耶教授又改用全氟三丁胺和聚氯乙烯、聚氯丙烯的共聚物，制成顆粒比較小的乳狀液，置換了另一只大白鼠的全部血液。但它存活的時間更短，只有幾個小時。原來這種小顆粒的乳狀液雖然可以通過尿道和汗腺排出，但卻在大白鼠的微血管內聚集成簇，堵塞了血管。

為此，國際醫學界的有關人士達成共識，如果要用這種氟碳化合物置換人體血液，必須滿足兩個條件：首先，該化合物進入人體后，在完成輸氧功能前必須長時間停留在血液中，任務完成后又要迅速“撤離”；其次，該化合物在貫流心、腦、肝、肺、腎等重要器官以及末梢組織后，不能產生功能障礙或病變，更不允許致癌和致畸。

就在美國科學家作進一步研究的同時，正在歐洲旅行的日本大阪綠十字制藥公司經理內藤良一醫生，千里迢迢地趕到美國拜訪克拉克。克拉克這位“人造血液”的先驅者坦言，盡管改用了另一種顆粒較小的氟碳化合物——全氟萘烷，注射入動物體內后粒子會發生膨脹，仍舊有一定副作用。內藤良一回國，立即與神戶大學外科醫生光野孝雄合作，經過幾百次試驗篩選，終于在1978年制成了一種將全氟萘烷和全氟三丙胺按7：3混合的乳劑，它后被定名為“氟溶膠乳劑DA”。這是一種像牛奶那樣的乳白色懸浮溶液，“白色血液”的名稱也由此而來。這種顆粒小于0.1微米的懸浮溶液不僅可以從尿道、汗腺排泄，而且還能通過肺泡攜帶二氧化碳一起呼出體外。用這種乳劑給大白鼠、家兔、狗和猴等實驗動物換血后，效果良好。64小時內，大部分乳劑被動物排出，4周后基本排凈，8周后幾乎沒有殘存，此時動物們已經新生了自己的血液。它們都活得很健康，沒有異常跡象。

但是，動物實驗終究無法替代人體實驗，這種乳劑如果用在人體上又會怎樣呢？此時，無愧于“白衣天使”稱號的內藤醫生以大無畏的獻身精神，要求在他身上實驗。實驗人員首先為他注射50毫升，又注射了50毫升……直至增加到一次注射200毫升，仍安全無恙。另有10名志愿者也進行了相同的臨床試驗，同樣無異常反應。后經他們進一步測定表明，這種“人造血液”進入人體后絕大部分在64小時內就由皮膚和呼吸道排出，留存在肝脾內的少量殘余，經過65天就可徹底清除，對受血者的肝、脾、腎、肺和心肌等重要器官、組織均無不良影響。于是，1979年2月，日本醫學界正式宣告：“人造血液”研制成功！那么，誰將是第一位受益者呢？

守教規生死抉擇 邁新步征途漫漫

1979年4月，日本福島醫科大學的醫生在給一名病人做了前列腺手術后，病人出現了胃部大出血的并發癥，但給病人輸入1000毫升“人造血液”后，卻收到了良好效果。同年5月，這所大學的外科醫生利用“人造血液”，又給兩名患者進行了單腎移植手術。手術前，醫生先從一位死者體內取出一對健康的腎臟，放到特制的貯存裝置中，并用大量“人造血液”輸入腎血管。由于獲得了充分的氧氣供應，這對離體腎的存活時間由一般情況下的30分鐘延長到了6小時，為下一步的腎臟移植贏得了更多的寶貴時間。在分別接受腎臟移植手術后，兩位患者都未產生任何不良反應。這兩次手術由于時間相距很近，因而統一被認為是世界上第一次將“人造血液”應用于臨床，并獲得成功的案例。

1979年11月，美國明尼蘇達州大學附屬醫院收治了一位67歲、名叫朱克遜的老年患者，他因術后嚴重貧血而生命垂危。但病人是一位“耶和華見證人會”的虔誠教徒，按照教規，是嚴禁輸入人血的。因而，“人造血液”對這位特殊病人的康復，是有效且唯一的選擇。

1980年，中國科學院上海有機化學研究所與第三軍醫大學合作，經過5年的辛勤努力，也制成了“人造血液”。同年6月19日，當時的上海第一醫學院附屬中山醫院首次為一位腎功能衰竭患者輸入250毫升“人造血液”，并獲得成功。接著，該院又分別用“人造血液”為一位腎結石患者與一位結核性膿腎女患者作為手術用血，同樣獲得滿意的效果。

與人體血液相比，“人造血液”不僅通用性強，不受患者血型的限制，而且“壽命”長。人體血液必須置于4℃～6℃的冰箱內，保存時間不能超過2年。但“人造血液”由于化學性質穩定，不僅毋需冷藏，而且可保存長達數年之久。此外，“人造血液”的分子小于紅細胞，因而用于搶救毛細血管已收縮的休克病人，比使用人體血液的效果更好。“人造血液”由現代化工廠大批量生產，經過嚴格的消毒無菌處理，既可保證充分供應，又不會產生因輸入人體血液而可能導致的“交叉感染”問題。

但是，事物總是“一分為二”的，目前的“人造血液”還存在諸多不足之處。首先，“人造血液”輸入人體后，一般只能維持48～72小時，平均60小時后，就通過呼吸和尿液排出體外；其次，“人造血液”只是部分代替了紅細胞輸送氧氣，排出二氧化碳的作用，而不具備運送營養物質，維持體內酸堿和電解質平衡，以及凝血、免疫等正常生理功能。

因而，進入新世紀后，已經有10多個國家的醫學研究者和生物化學家緊密合作，為研究新一代具有完整人體血液生理功能的“人造血液”費盡心血。但征途漫漫，在這場特殊的“馬拉松賽”中，究竟誰能“獨領風騷”，人們將拭目以待。

絡合物：分子或者離子與金屬離子結合，形成很穩定的新離子的過程稱為絡合反應，生成的物質叫做絡合物。

衍生物：一種簡單化合物中的氫原子或原子團被其他原子或原子團取代而衍生的較復雜的產物。

共聚物：由兩種或兩種以上單體共同參加的聚合反應，稱為共聚合，所形成的聚合物含有兩種或兩種以上單體單元，這類聚合物叫做共聚物，又稱為共聚體。

交叉感染：天然宿主的病原體感染或傳遞給非天然宿主的現象。