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自從科學家們開始尋找替代我們血管中流動的血液的替代品以來，已經過去了一個多世紀，但這個夢想仍然沒有破滅。即使在一項大型研究對該領域造成了看似致命的打擊之後，該研究確定當時最頂級的合成血液候選物更有可能殺死你而不是拯救你的生命。即使在數十億美元的公共和私人投資枯竭之後。即使在多家公司陷入困境之後。
然而，從2011年開始，這個奄奄一息的領域又一次獲得了復興，這一次來自一群法國研究人員，他們提出了一種提高血液供應的新方法。他們的主要見解是：不要試圖重新創造數百萬年的進化。相反，他們建議利用自然界已經創造的東西，透過誘導幹細胞承擔這項工作。
創造血液替代品的吸引力是顯而易見的。當然，在戰場創傷或車禍發生後，可以與任何血型配合使用且無需冷藏的人工血液的隨時輸血將是一種受歡迎的醫療工具。一種比紅細胞典型的42天保質期更長的合成產品，甚至可以避免傳播血液傳播疾病的微小風險，也將是醫療願望清單上的首選。但這種產品尚未被創造出來，也沒有在人體上證明是安全的。
這並不是因為缺乏嘗試。儘管血細胞在體內發揮多種作用，並與其他細胞物質發生複雜的相互作用，但大多數合成血液產品的目標只是堅持最基本的——將氧氣從肺部輸送到不同的重要器官，然後將二氧化碳帶回肺部排出。當紅細胞計數降低時，身體器官可能無法獲得所需的氧氣，導致人虛弱，並最終導致嚴重的健康問題。複製該功能最流行的方法是創造人工血紅蛋白氧氣載體，利用紅細胞中稱為血紅蛋白的蛋白質作為氧氣的運輸服務，並透過化學方法對其進行修飾，以提高載氧能力。
但新想法是讓身體自己生長替代品——一種與全血不同，但可以在緊急情況下滿足要求的替代品。
由巴黎皮埃爾和瑪麗·居里大學醫學院血液學教授 Luc Douay 領導的一個巴黎研究小組已經取得了一些成功。他們從患者體內迴圈的血液中提取出幹細胞樣細胞，並將它們操作成與體內正常運輸氧氣的紅細胞幾乎相同的紅細胞。該團隊將兩毫升幹細胞衍生的血細胞注射回患者體內——這個量遠小於典型輸血所需的量。這些創造物在冷藏溫度下儲存良好，並在體內的迴圈存活時間與原始紅細胞相當。
成功了。簡而言之，這項工作（儘管只針對一個人，提取他自己身體的細胞）證明了這是可以做到的。“這是一種很有希望的方法，”美國國立衛生研究院輸血醫學部主任哈維·克萊因說。“有一些悲觀主義者認為，由於成本原因，它永遠不會在實踐層面實現，但我一生中聽過關於包括 60 年代的骨髓移植在內的不同醫學領域的類似說法。”儘管如此，他和其他人警告說，該領域還遠未能夠放棄對日常護理的獻血者的需求。事實上，人工血液產品的市場可能僅限於血型罕見的人以及那些由於血液疾病而需要每隔幾個月輸血的人。
對於一個充斥著古怪甚至令人尷尬的努力以獲取血液救生能力領域的這一進展來說，這是一個令人鼓舞的一步。1667年，動物對人類的輸血經歷了一段短暫的嘗試。但直到1818年，才進行了第一次人對人的輸血——在我們瞭解血型以及身體如何以及何時排斥某些輸血之前。血液產品研究還包括19世紀後期嘗試將患病患者連線到新鮮牛奶輸液。推理是，牛奶和血液一樣，含有乳化在液體中的脂肪。此外，牛奶比血液更安全，因為它不會凝結。當患者死亡時，醫生認為這是由於其他併發症造成的。不用說，牛奶注射液，就像動物血液中的注射液一樣，從未真正流行起來。
在美國，由於獻血者的存在，大多數患者都有足夠的血液產品供應。一個健康的人獻血後，這種液體通常會在離心機中旋轉並分離成幾個部分。最常見的是，患者接受紅細胞輸血，紅細胞是血液中將氧氣輸送到全身組織的部分。（患者也可能接受有助於抵抗感染的白細胞或血小板的輸注，血小板是小的、無色的細胞碎片，透過凝血來幫助止血。）
儘管大多數人一生中只輸血一兩次（如果需要的話），但患有鐮狀細胞性貧血等疾病的人需要持續輸注紅細胞。但每次輸血都存在身體可能感染、排斥外來血液或形成抗體的風險，這些抗體將導致身體在未來排斥和破壞某些血液。然而，一個主要威脅是，每次輸血都會增加體內鐵超負荷的風險。所有紅細胞都含有鐵，但身體在攝取所需鐵後，沒有容易的方法來處理多餘的鐵。相反，它被儲存在包括心臟、肝臟和胰腺在內的器官中。每次輸血都會增加鐵的積累，這會損害器官，並最終證明是致命的。
法國研究人員希望使用由幹細胞新制造的血細胞可以幫助緩解這些鐵積聚問題。“我們認為，由於輸血效率，每年輸血次數可以至少減少三到五次，”Douay 說。
秘密在於源自幹細胞的紅細胞的年齡。儘管來自獻血者的紅細胞通常保質期為 42 天，但它們是較舊和較新細胞的混合物，這意味著其中一些細胞可能在體內持續時間不長。使用幹細胞衍生的替代品，所有血液產品都將是新的，這在理論上可以使患者每次輸血獲得更多益處。理想情況下，接受輸血的患者唯一會感覺到的不同之處在於，他接受輸血的頻率會降低。“如果你有全新的細胞，你應該能夠增加輸血之間的間隔，這樣你就可以延長輸血間隔，”英國國際血型參考實驗室主任大衛·安斯蒂說。“你也許能夠改善這些情況下的生活質量。”這不是一個完美的解決方案，因為它可能會在輸血之間增加幾個月而不是幾年，但這可能是一個開始。
此外，研究人員可以仔細選擇每批幹細胞培養的血型，為血型極為罕見的人建立所需的血液產品儲備，這些人由於血細胞組成而難以找到適合輸血的血液配型，因為他們會排斥大多數其他型別的血液。但到目前為止，所有這些仍然是理論上的——自從最初的突破以來，在美國或歐洲，沒有任何新的血液產品接近監管批准。
最大的障礙可以說是貨幣上的而不是技術上的，但貨幣上的障礙是巨大的。為了與目前高質量血液產品的價格相匹配，該過程必須至少提高五倍的成本效益，Douay 在最近發表在《生物技術雜誌》上的一項研究中指出。儘管目前平均醫院從獻血者血液中製造一個單位紅細胞的價格約為 225 美元，但為有罕見血液需求的人儲存的更昂貴的獨特紅細胞儲備，每個單位的價格可能在 700 美元到 1,200 美元之間。相比之下，使用 Douay 的方法，等量血細胞的價格（假設可以成功生產出那麼多產品）可能約為 8,330 美元。如果一切不按計劃進行，每個單位甚至可能花費高達 15,000 美元，Douay 估計。
此外，Douay 早期使用在培養物中培養細胞的方法進行更大規模生產的想法將是“妄想”，他說。他說，要製造一個單位的血液——大約一品脫——需要在大約 400 個 30 釐米 x 20 釐米的燒瓶中培養細胞。但即使有無限的燒瓶空間，仍然不可能實現，因為將需要保持的恆定 pH 值和溫度控制將是不可能維持的。他說，需要的是一個自動化的、攪拌式的大型生物反應器（他的團隊希望有一天自己生產）。加拿大血液服務機構開發副主任傑森·阿克說：“即使像紅細胞這樣看似簡單的沒有細胞核的東西，也進化出了一個比我們在顯微鏡下看到的更復雜的結構和功能。”
Douay 並不感到驚訝，科學花了超過一個世紀才到達這個地步，在這個地步，用幹細胞替代血液產品的未來仍然只是一種幻想。“多年來，”他說，“我們試圖取代自然，並做得和自然一樣好。”幹細胞的再生能力可能只是為該領域注入新的選擇。