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血液安全是一个不容忽视的问题,且不说尚是不治之症的爱滋,就是乙肝、丙肝、梅毒这些“传统的麻烦制造者”仍在兴风作浪;新的“麻烦制造者”的不断出现以及诸多外界条件的限制,血液安全工作还远没有到可“刀枪入库、马放南山”的时候。人们仍在通过不懈地努力来发展血液安全科技,打造——
据世卫组织统计:全世界迄今仅有40个国家建立起了自愿献血体系;只有不到30%的国家拥有全国协调的献血服务体系,绝大多数国家仍然在依靠病人家属输血或有偿献血提供血源。虽然无数自愿和定期的献血者挽救了成千上万人的生命,但目前全球仍有82%的人得不到满意和安全的血液,甚至有带有艾滋病病毒或其他病毒感染的血液也被采集起来,给受血者的健康和生命造成极大的危险。
输血(图1)科技的发展,迄今已有百余年的发展史,但人们对临床输血中影响其安全性原因的探索却始终没有停顿过。在此,在简单回顾人类输血历史的同时,扼要地介绍当今在采、供血各环节中发展的新技术,这些技术将为输血工作提供更全面的安全保障。
千年夙愿 百年发展
人类对血液的崇拜自古有之,希望通过血液来祛病消灾、延年益寿的尝试一直在进行着,如古埃及人就提倡用血液来沐浴,旨在返老还童或恢复健康;而在古罗马,角斗士在临阵前饮血,希望从中获得勇气和力量……到了15世纪,欧洲人对血液又有了新的认识,他们认为精神错乱、抑郁、癫狂等疾病都是因为血液中“有毒”引起的,因此“放血疗法”在当时盛行一时;17世纪,英国医学家发现了人体内的血液循环系统,并开始了往血流中注射药物的试验,从此血液成为运输药物到达全身的最好载体。那时,除了药物以外,人们还进行了将血液输注到血流中的尝试:先是将两只狗作为实验对象,在取得初步成功后,人们又试着将羊血输入人体,其结果可想而知。于是,相应出台的禁止法令让这一尝试中断了近150年。此后,频频爆发的战争使输血技术和输血科学有了快速的发展,战争中随处可见的流血场面使人们认识到输血是战争中挽救生命最好的方法之……
这样,直到1900年,在被后人誉为“血型之父”的奥地利病理学家兰德斯坦纳(图2)发现了ABO血型系统后,输血才有了基本的安全性可言。但是,随着人们自我保护意识的增强以及诸多客观存在的不安全因素,使人们愈加认识到只有安全性得到了保障,输血才能成为拯救生命、恢复健康的手段。
随用随取 常备无患
自从人类将输血作为一种有效的治疗手段在临床上广泛应用以来,如何将新鲜的血液储存起来以备不时之需便成了首需解决的难题。
1915年,美国病理学家首先发现经过抗凝剂处理过的血,可以放在冷藏箱内保存几天后再输仍然很安全,并以此为理论基础在美国各地建立了血库。但是,几天的保质期使血液的存储量受到限制,一方面不能满足大规模突发事件或持续较长时间的战争对血液的需求;另一方面会导致被保存了一段时间的宝贵血液如果没有得到及时应用所造成的巨大浪费。
古人云:兵者,凶也。虽然从某种角度来说人们不愿意看到战争,但恰恰是一次次的战争推动了输血科学的发展,尤其是迄今为止规模空前绝后的第二次世界大战。战时,因大量失血而在生命边缘徘徊的人比比皆是,即便是血液能够储存一段时间仍然供不应求。因此,人们除了在后方开辟新的采血源外,也努力尝试着新的血液保存方法,以将血液的保存时间延长、延长、再延长。这就使得为了适应战争的需要,各种新的保存血液的方法、手段不断问世,逐步将红细胞的保存时间延长到28天、35天,直到42天,这在当时严峻的战争条件下是非常可贵的。
战后,低温保存技术的应用使血液保存工作很快发展到了一个新阶段。一般情况下,血液中的红细胞在4℃的条件下保存,根据不同的保护剂,保存时间在21天一35天之间。而利用低温保存技术将红细胞在-80℃的冰箱中存放,其保存时间可长达10年之久,甚至有报道称用此法保存的红细胞有效期可以延至38年。可见,采用低温技术保存红细胞不仅能延长保存时间,更重要的是能减少对血液资源不必要的浪费;另在突发事件下紧急需要大量血液的时候,人们还可通过解冻大量的库存血液来满足短期内快速的、足量的血液供应。采用这种低温保存方法的关键问题是怎样保持细胞的活性和生理功能,这就需要借助于一种保护剂——甘油。早在1949年,科学家就发现了甘油可以作为保护剂保护血液细胞不受低温伤害的方法,并在第二年就提出了冰冻保存红细胞的概念。这样,仅仅过了约20年,到了20世纪的70年代,在美国,甘油就被广泛地应用于冰冻红细胞的保存,效果非常理想。但问题也随之出现了,甘油并非人体内的有用成分,不能直接回输进入人体。那么,用什么方法能将它祛除呢?于是,冰冻红细胞的洗涤技术便应运而生了。
起先,人们采用的是利用大分子糖类进行洗涤的方法,叫作团聚法,之后随着科技的发展,又发明了用离心机进行洗涤的离心洗涤法;到了20世纪80年代,率先在美国又出现了连续性机器操作的机器洗涤法。与国外先进的机械洗涤相比,我国一直所采用的离心洗涤方法最大的缺陷就在于耗时长,洗涤一个单位的红细胞需要2~3个小时,而且操作繁杂,半开放的操作环境不仅增加了红细胞受污染的几率,更缩短了洗涤后红细胞的寿命。为了拉近与国际先进技术的差距,我国科学家采用透析式的原理,成功研制出了具有自动化、封闭式和洗涤时间短等优点的冰冻红细胞洗涤机(图3)。这一成果,不仅能确保复苏后的细胞回收率在80%以上,符合回输标准,而且还使洗涤一个单位红细胞的时间缩短到了40分钟左右,完全可与国外同类仪器相媲美。
从表面上看,冰冻红细胞及其洗涤技术只是在延长红细胞保存时间上起到了重要作用,似乎还谈不上保障输血安全,它只是作为应急手段,使人们一旦面对突发的需要大量用血的事件时,做到了有备无患;但从另一个层面来看,这项可将人的红细胞长期保存的技术,能使一些肿瘤或慢性病的病人可以在治疗前将自己的血液冰冻储存起来,需要时再解冻回输给自己。这样的自体回输不仅受时间的制约小,而且是绝对安全的。
攻守兼备 百战不殆
随着医学科学技术的发展,输血作为一种无可替代的临床治疗手段,人们对其安全性的要求也在不断地提高。其中,就最主要的输血反应和输血引起的疾病传播两个问题而言,如何用科技的手段为输血工作筑起一道安全的防护墙则是重中之重。打仗,“知己知彼”方能“百战不殆”;输血也一样,“知己知彼”就是要找得出病原体,“百战不殆”就是要将其灭活,只有这样做到攻守兼备,才能确保输血安全。
其中单就查找、发现病原体而言,尽管不断有新的病原体检测技术问世,但远远不能满足实际工作中的需要;另受检测成本、检测时间等条件的限制,人们设立的血液常规检测项目并不全面,除了几种主要的、常见的病 原体外,很多病原体没能被列为检测对象;此外,新病原体的不断出现和被发现也在不断冲击着现有的血液病原体检测系统。如今,不仅全自动实时检测技术得以普及,而且在常规方法外,科学家们还根据不同的需要开发了许多快速检测试剂。这些试剂具有快捷、简便的特点,非常适合在医疗设备简陋的地区和发生突发事件时使用(图4)。因此可以说,这道保护人们健康的防护墙是越来越坚实了。如在20世纪80年代,我国因输血感染上丙肝的人数占总输血人数的百分之几,而现在由于技术的不断进步,我们的医护人员和科研工作者已将这个比例降低到了百万分之几。这约1万倍的差距足以证明20年来中国输血科技的发展。
在找到了隐患的症结所在,也就是“知己知彼”后,关键就是接下来的“战”了。“战无常式”,一是在血源充足的前提下,如发现血液中存在病原体,为了不让它们进入临床,通常是将不安全的血源排除掉,可一旦血源紧张或由于技术等原因出现了漏检,便只能采用有的放矢地转守为攻这一招了, 就是要动用几乎所有相关的“武器”,集中“火力”对付血液中的病原体,尤其是危害最大的病毒,最终将它们杀死。但说来简单,做起来决不像做顿饭只要加热做熟那么容易。因为对于病原体灭活来说颇具投鼠忌器之嫌,既要杀死病毒、细菌,又不能损伤有用的红细胞、白细胞、血小板,还要通过滤除技术除去灭活过程中添加的、产生的一些多余物质。此外,这项技术还须操作方便、便于实用。德国科学家率先于20世纪90年代开展了光化学法灭活血浆病毒的研究
工作,随后美国和北欧的一些研究者也发表了相关的研究报道。但是,他们所研制的病毒灭活技术相对来说存在着较大缺陷,如灭活不彻底,灭活时间较长且“眉毛胡子一把抓”,对血浆中的有用成分同样造成了损害。我国这项研究虽起步较晚,但因前车有鉴故独辟蹊径,研发的靶向性血浆病原体灭活仪,一举达到了国际先进水平(图5)。经检测,它不仅对血液中可能带有的一些主要病原体如乙肝病毒、丙肝病毒、艾滋病病毒和SARS病毒等常见而且危害较大的病毒可以通杀,而且在病毒被灭活的同时血浆并没有丧失其生理活性,其残留在血浆中光敏剂的残留量也只是临床常用量的1/3000~1/5000,对人体是绝对安全的。
俗话说:魔高一尺,道高一丈。通过上述对人类输血科技的发展史以及一些相应的新技术的介绍,人们有理由相信:在政府的重视和全社会的参与下,用不断出现的新科技武装起来的人们,在目前以及未来保障血液安全的战役中势必会屡战屡胜、捷报频传。
据世卫组织统计:全世界迄今仅有40个国家建立起了自愿献血体系;只有不到30%的国家拥有全国协调的献血服务体系,绝大多数国家仍然在依靠病人家属输血或有偿献血提供血源。虽然无数自愿和定期的献血者挽救了成千上万人的生命,但目前全球仍有82%的人得不到满意和安全的血液,甚至有带有艾滋病病毒或其他病毒感染的血液也被采集起来,给受血者的健康和生命造成极大的危险。
输血(图1)科技的发展,迄今已有百余年的发展史,但人们对临床输血中影响其安全性原因的探索却始终没有停顿过。在此,在简单回顾人类输血历史的同时,扼要地介绍当今在采、供血各环节中发展的新技术,这些技术将为输血工作提供更全面的安全保障。
千年夙愿 百年发展
人类对血液的崇拜自古有之,希望通过血液来祛病消灾、延年益寿的尝试一直在进行着,如古埃及人就提倡用血液来沐浴,旨在返老还童或恢复健康;而在古罗马,角斗士在临阵前饮血,希望从中获得勇气和力量……到了15世纪,欧洲人对血液又有了新的认识,他们认为精神错乱、抑郁、癫狂等疾病都是因为血液中“有毒”引起的,因此“放血疗法”在当时盛行一时;17世纪,英国医学家发现了人体内的血液循环系统,并开始了往血流中注射药物的试验,从此血液成为运输药物到达全身的最好载体。那时,除了药物以外,人们还进行了将血液输注到血流中的尝试:先是将两只狗作为实验对象,在取得初步成功后,人们又试着将羊血输入人体,其结果可想而知。于是,相应出台的禁止法令让这一尝试中断了近150年。此后,频频爆发的战争使输血技术和输血科学有了快速的发展,战争中随处可见的流血场面使人们认识到输血是战争中挽救生命最好的方法之……
这样,直到1900年,在被后人誉为“血型之父”的奥地利病理学家兰德斯坦纳(图2)发现了ABO血型系统后,输血才有了基本的安全性可言。但是,随着人们自我保护意识的增强以及诸多客观存在的不安全因素,使人们愈加认识到只有安全性得到了保障,输血才能成为拯救生命、恢复健康的手段。
随用随取 常备无患
自从人类将输血作为一种有效的治疗手段在临床上广泛应用以来,如何将新鲜的血液储存起来以备不时之需便成了首需解决的难题。
1915年,美国病理学家首先发现经过抗凝剂处理过的血,可以放在冷藏箱内保存几天后再输仍然很安全,并以此为理论基础在美国各地建立了血库。但是,几天的保质期使血液的存储量受到限制,一方面不能满足大规模突发事件或持续较长时间的战争对血液的需求;另一方面会导致被保存了一段时间的宝贵血液如果没有得到及时应用所造成的巨大浪费。
古人云:兵者,凶也。虽然从某种角度来说人们不愿意看到战争,但恰恰是一次次的战争推动了输血科学的发展,尤其是迄今为止规模空前绝后的第二次世界大战。战时,因大量失血而在生命边缘徘徊的人比比皆是,即便是血液能够储存一段时间仍然供不应求。因此,人们除了在后方开辟新的采血源外,也努力尝试着新的血液保存方法,以将血液的保存时间延长、延长、再延长。这就使得为了适应战争的需要,各种新的保存血液的方法、手段不断问世,逐步将红细胞的保存时间延长到28天、35天,直到42天,这在当时严峻的战争条件下是非常可贵的。
战后,低温保存技术的应用使血液保存工作很快发展到了一个新阶段。一般情况下,血液中的红细胞在4℃的条件下保存,根据不同的保护剂,保存时间在21天一35天之间。而利用低温保存技术将红细胞在-80℃的冰箱中存放,其保存时间可长达10年之久,甚至有报道称用此法保存的红细胞有效期可以延至38年。可见,采用低温技术保存红细胞不仅能延长保存时间,更重要的是能减少对血液资源不必要的浪费;另在突发事件下紧急需要大量血液的时候,人们还可通过解冻大量的库存血液来满足短期内快速的、足量的血液供应。采用这种低温保存方法的关键问题是怎样保持细胞的活性和生理功能,这就需要借助于一种保护剂——甘油。早在1949年,科学家就发现了甘油可以作为保护剂保护血液细胞不受低温伤害的方法,并在第二年就提出了冰冻保存红细胞的概念。这样,仅仅过了约20年,到了20世纪的70年代,在美国,甘油就被广泛地应用于冰冻红细胞的保存,效果非常理想。但问题也随之出现了,甘油并非人体内的有用成分,不能直接回输进入人体。那么,用什么方法能将它祛除呢?于是,冰冻红细胞的洗涤技术便应运而生了。
起先,人们采用的是利用大分子糖类进行洗涤的方法,叫作团聚法,之后随着科技的发展,又发明了用离心机进行洗涤的离心洗涤法;到了20世纪80年代,率先在美国又出现了连续性机器操作的机器洗涤法。与国外先进的机械洗涤相比,我国一直所采用的离心洗涤方法最大的缺陷就在于耗时长,洗涤一个单位的红细胞需要2~3个小时,而且操作繁杂,半开放的操作环境不仅增加了红细胞受污染的几率,更缩短了洗涤后红细胞的寿命。为了拉近与国际先进技术的差距,我国科学家采用透析式的原理,成功研制出了具有自动化、封闭式和洗涤时间短等优点的冰冻红细胞洗涤机(图3)。这一成果,不仅能确保复苏后的细胞回收率在80%以上,符合回输标准,而且还使洗涤一个单位红细胞的时间缩短到了40分钟左右,完全可与国外同类仪器相媲美。
从表面上看,冰冻红细胞及其洗涤技术只是在延长红细胞保存时间上起到了重要作用,似乎还谈不上保障输血安全,它只是作为应急手段,使人们一旦面对突发的需要大量用血的事件时,做到了有备无患;但从另一个层面来看,这项可将人的红细胞长期保存的技术,能使一些肿瘤或慢性病的病人可以在治疗前将自己的血液冰冻储存起来,需要时再解冻回输给自己。这样的自体回输不仅受时间的制约小,而且是绝对安全的。
攻守兼备 百战不殆
随着医学科学技术的发展,输血作为一种无可替代的临床治疗手段,人们对其安全性的要求也在不断地提高。其中,就最主要的输血反应和输血引起的疾病传播两个问题而言,如何用科技的手段为输血工作筑起一道安全的防护墙则是重中之重。打仗,“知己知彼”方能“百战不殆”;输血也一样,“知己知彼”就是要找得出病原体,“百战不殆”就是要将其灭活,只有这样做到攻守兼备,才能确保输血安全。
其中单就查找、发现病原体而言,尽管不断有新的病原体检测技术问世,但远远不能满足实际工作中的需要;另受检测成本、检测时间等条件的限制,人们设立的血液常规检测项目并不全面,除了几种主要的、常见的病 原体外,很多病原体没能被列为检测对象;此外,新病原体的不断出现和被发现也在不断冲击着现有的血液病原体检测系统。如今,不仅全自动实时检测技术得以普及,而且在常规方法外,科学家们还根据不同的需要开发了许多快速检测试剂。这些试剂具有快捷、简便的特点,非常适合在医疗设备简陋的地区和发生突发事件时使用(图4)。因此可以说,这道保护人们健康的防护墙是越来越坚实了。如在20世纪80年代,我国因输血感染上丙肝的人数占总输血人数的百分之几,而现在由于技术的不断进步,我们的医护人员和科研工作者已将这个比例降低到了百万分之几。这约1万倍的差距足以证明20年来中国输血科技的发展。
在找到了隐患的症结所在,也就是“知己知彼”后,关键就是接下来的“战”了。“战无常式”,一是在血源充足的前提下,如发现血液中存在病原体,为了不让它们进入临床,通常是将不安全的血源排除掉,可一旦血源紧张或由于技术等原因出现了漏检,便只能采用有的放矢地转守为攻这一招了, 就是要动用几乎所有相关的“武器”,集中“火力”对付血液中的病原体,尤其是危害最大的病毒,最终将它们杀死。但说来简单,做起来决不像做顿饭只要加热做熟那么容易。因为对于病原体灭活来说颇具投鼠忌器之嫌,既要杀死病毒、细菌,又不能损伤有用的红细胞、白细胞、血小板,还要通过滤除技术除去灭活过程中添加的、产生的一些多余物质。此外,这项技术还须操作方便、便于实用。德国科学家率先于20世纪90年代开展了光化学法灭活血浆病毒的研究
工作,随后美国和北欧的一些研究者也发表了相关的研究报道。但是,他们所研制的病毒灭活技术相对来说存在着较大缺陷,如灭活不彻底,灭活时间较长且“眉毛胡子一把抓”,对血浆中的有用成分同样造成了损害。我国这项研究虽起步较晚,但因前车有鉴故独辟蹊径,研发的靶向性血浆病原体灭活仪,一举达到了国际先进水平(图5)。经检测,它不仅对血液中可能带有的一些主要病原体如乙肝病毒、丙肝病毒、艾滋病病毒和SARS病毒等常见而且危害较大的病毒可以通杀,而且在病毒被灭活的同时血浆并没有丧失其生理活性,其残留在血浆中光敏剂的残留量也只是临床常用量的1/3000~1/5000,对人体是绝对安全的。
俗话说:魔高一尺,道高一丈。通过上述对人类输血科技的发展史以及一些相应的新技术的介绍,人们有理由相信:在政府的重视和全社会的参与下,用不断出现的新科技武装起来的人们,在目前以及未来保障血液安全的战役中势必会屡战屡胜、捷报频传。