(一)血液成分的製備原理
人體血液經過抗凝處理後稱為全血,全血離心後主要分為三層,自上而下依次為血漿層、白膜層和紅細胞層。血漿層主要包含血漿、水、蛋白質、鹽類和各種離子等;白膜層主要包括富含血小板區、富含淋巴細胞區、富含單核細胞區和富含粒細胞區,這些有形細胞比重接近,因此聚集在白膜層;紅細胞層可簡單分為年輕紅細胞和正常紅細胞,由於二者處於紅細胞的不同生長時期,因此比重略有差別。根據全血離心後分層的原理,可以將各層中不同的血液成分分離、製備成成分血,這樣就可以合理利用血液資源,滿足患者對不同成分血的需求,提高治療效果。(二)血液成分的分離策略
目前血液成分的分離策略主要有離機血液成分分離和聯機血液成分分離。離機分離策略在血液成分的製備過程中不需要獻血者同步參與,先將從獻血者身上採集到的全血放入無菌袋,然後再進一步離心、分離為成分血;而聯機分離策略要求獻血者必須配合醫務工作者,同步參與血液成分製備,即一邊採集獻血者的全血,一邊分離成分血。
(三)血液成分的分離方法
1、離機血液成分分離 離機血液成分分離有兩種方法,一種是將採集到的全血放入無菌多連袋中,離心後用手工方法將其分為不同的成分血。其優點是比較經濟,操作簡單。但也有下列缺點:(1)重複性較差;(2)去血小板血漿(PPP)、富含血小板的血漿(PRP)和濃縮血小板(PC)製品中易汙染其他細胞;(3)必須配備血袋封口機;(4)對血液成分的重量無法設立對照和記錄;(5)製備濃縮血小板較為困難;(6)無法進行標準化和條行碼識別處理。
另一種方法是將採集到的血液放入無菌多連袋,離心後用自動血液分離機將其分離並裝入別的無菌袋中。其優點如下:(1)可以進行條形碼識別、數據記錄和血液分離過程中的信息傳遞,對整個分離過程進行控制;(2)可以自動封閉血袋;(3)高性能的光學傳感器保證了分離的重複性;(4)離心後確保高純度成分製備;(5)PPP、PRP和PC中細胞汙染少;(6)製備快速。但其需要預先的資金投入,而且在製備過程中,要根據不同機構使用的血袋和採血量,制定離心曲線,以保證符合自動血液分離機在血液分離過程中的需要。
2、聯機血液成分分離 聯機血液成分分離也有兩種方法,一種是在血液分離過程中,獻血者與單採血漿機始終相連,機器將收集到的獻血者的血液離心並抽提出需要的血液成分,把它裝入其他無菌血袋,同時將不需要的血液成分回輸給獻血者。其優點為:(1)可以收集到血漿、PC和紅細胞(RBC)(特別是存在同種異體免疫風險時),而且血液成分質量較高;(2)如果有額外的液體回輸作為補償,每個獻血者一次最多可以提供600ml血漿;(3)一位獻血者可以為一位患者輸入足夠的血小板。其缺點為:(1)需要專門耗材的複雜儀器和專業人員進行操作;(2)血液收集過程需要30分鐘到2小時(製備濃縮血小板);(3)大量帶有抗凝劑的血液回輸給獻血者,使獻血者存在休克危險;(4)耗材成本高;(5)單採血漿機不能排除對供血者的副作用和危險,由於處理過程長(長達2小時),獻血者會感覺寒冷和神經緊張,長時間存在體外循環,獻血者會出現皮膚潮紅、口乾、對抗凝劑反應的危險以及塑料消耗品引起輸血反應的危險;(6)招募獻血者更困難。
另一種方法是利用細胞分離機將採集的血液離心、分離為不同的血液成分並裝入其他無菌血袋。
(四)血液成分的製備策略 血液成分製備有四種不同的策略。
第一種策略是先將採集到的全血過濾,2900~4000g重度離心10~20分鐘,分別得到少白細胞的濃縮紅細胞和新鮮冷凍血漿(FFP)。濃縮紅細胞經過進一步處理,可以製備成懸浮紅細胞、洗滌紅細胞和輻照紅細胞。新鮮冰凍血漿可以進一步製備成普通液體血漿、冷沉澱凝血因子和缺乏Ⅷ因子的血漿。
第二種策略是全血不經過過濾,直接重度離心後,將分離到的濃縮紅細胞製備成紅細胞添加液、洗滌紅細胞和輻照紅細胞。其他同第一種策略。
第三種策略是全血不經過過濾,直接重度離心,製備成部分少白細胞的紅細胞(可進一步製備成懸浮紅細胞、洗滌紅細胞和輻照紅細胞)、缺乏血小板的血漿(可製備成新鮮冰凍血漿,並進一步製備成普通液體血漿、冷沉澱物、缺乏Ⅷ因子的血漿和凝固因子)和白膜層。歐洲人的白膜層加入部分血漿,1000~1300g離心6~10分鐘或275g離心3~5分鐘,可製備部分缺少白細胞的血小板。
第四種策略是全血經過1000~1300g輕度離心6~10分鐘,製備成部分少白細胞的紅細胞和PRP(美國人)。前者可進一步製備成紅細胞添加液、洗滌紅細胞和輻照紅細胞,後者經2900~4000g重度離心10~20分鐘,可製備濃縮血小板,去血小板血漿可進一步製備成普通液體血漿、冷沉澱凝血因子和缺乏Ⅷ因子的血漿。
美國血庫協會(AABB)血液標準中的血液成分共有26種,分別如下: (1)全血(whole blood) (2)輻照全血(whole blood irradiated) (4)輻照紅細胞(RBCs irradiated) (5)冰凍解凍去甘油紅細胞(RBCs frozen and deglycerolized) (6)少白細胞紅細胞(RBCs leukocytes reduced) (7)復壯紅細胞(RBCs rejuvenated) (8)冰凍解凍去甘油復壯紅細胞(RBCs rejuvenated frozen and deglycerolized) (11)單採少白細胞紅細胞(RBCs leukocytes reduced pheresis) (13)輻照血小板(platelets irradiated) (15)混合血小板(platelets pools) (16)單採血小板(platelets aphaeresis) (17)輻照單採血小板(platelets aphaeresis irradiated) (18)單採少白細胞血小板(platelets apheresis leukocytes reduced) (19)單採粒細胞(Granulocytes apheresis) (20)輻照粒細胞(Granulocytes irradiated) (21)冷沉澱凝血因子(antihemophilic factor cryoprecipitated) (22)新鮮冰凍血漿(fresh frozen plasma ) (23)冷沉澱後冰凍血漿(plasma cryoprecipitated reduced) (24)冰凍血漿(plasma frozen) (26)病毒滅活血漿(Solvent/detergent-treated pooled plasma)其中,(1)~(11)主要是紅細胞類製品,(12)~(18)主要是血小板類製品,(21)~(26)主要是血漿類製品。
按照我國《全血成分血質量要求》,我國的血液產品可分為血液製劑、造血幹細胞和血液製品。臨床供應的血液製劑主要是全血和成分血,成分血包括紅細胞類成分血、病原體滅活血漿、濃縮血小板、新鮮冰凍血漿、泠沉澱凝血因子、輻照成分血和單採成分。其中,紅細胞類成分血包括濃縮紅細胞、懸浮紅細胞、濃縮少白細胞紅細胞、懸浮少白細胞紅細胞、洗滌紅細胞和冰凍解凍去甘油紅細胞。單採成分血包括單採血小板、單採少白細胞血小板、單採粒細胞、單採新鮮冰凍血漿和單採紅細胞。
1、洗滌紅細胞
不同國家的洗滌紅細胞製備標準也不同,美國的製備標準要求血容量為250~350ml(450ml全血製備),血細胞比容為0.60~0.80,白細胞<5×106/單位,強調洗滌紅細胞的目的是除去血漿部分。我國的製備標準要求血容量為125ml±10%(200ml全血製備)、250ml±10%(400ml全血製備),紅細胞回收率≥70%,白細胞清除率≥80%,血漿蛋白清除率≥98%。
2、輻照血液紅細胞
輻照紅細胞的適應證包括:(1)消除輸血相關的移植物抗宿主病患病風險;(2)適用於先天性免疫缺陷患者、骨髓和器官移植患者、新生兒患者,強烈放化療患者、輸入直系親屬血受血者等。美國AABB 23版標準要求對血液製劑中心點的照射劑量不得少於25Gy(2500cGy),對血液製劑任何點的照射劑量不得少於15Gy(1500cGy),輸送照射劑量要定時進行確認,銫137每年確認一次,鈷60每半年確認一次。
3、解凍紅細胞
我國的製備標準要求血容量為200ml±10%(200ml全血製備)、400ml±10%(400ml全血製備),紅細胞回收率≥80%,解凍紅細胞殘留白細胞≤1%,解凍紅細胞殘留血小板≤1%,解凍紅細胞甘油含量≤10g/L,解凍紅細胞游離血紅蛋白含量≤1g/L,解凍紅細胞體外溶血試驗≤50%。美國AABB 23版標準要求紅細胞回收率≥80%。
4、少白細胞製備工藝的質量控制
少白細胞製備工藝的質量控制原則為:(1)製備應在血液製劑貯存前儘快進行,以減少輸注副反應,這樣可避免白細胞在凋亡或壞死之前在4℃儲存時釋放降解物,導致細胞碎片在室溫釋放細胞因子;(2)病床邊用濾器過濾除去白細胞,由於白細胞儲存後會產生緩激肽等其他血管擴張物,不能用過濾方法除去,會造成嚴重的輸血低血壓反應,所以製備應在血液中心進行,血液中心可以提供質量控制,監控濾過操作和濾器失控狀態;(3)質量管理體系保證製備的文件記錄。
5、血小板
對血小板質量影響較大的因素包括:(1)分離方法,擠白膜(Buffy Coat BC)法和富含血小板血漿(PRP)法對其有不同影響;(2)保存狀態,儲存容器要有充分的通氣性;保存溫度是一個質量管理的重要指標,研究表明冷藏保存的血小板雖然凝集能力及止血效果能保持良好,但輸血後的壽命極短,因為低溫可使血小板的結構之一——微管發生解離,導致血小板形態改變,造成血小板壽命縮短,能引起這種變化的起始溫度約為15℃~18℃,所以現在通常在20℃~24℃下保存;振蕩方式也會影響血小板質量,顛倒轉動型振蕩對血小板的再游離效果較好,也可充分保持pH值,對血小板的負擔較強,容易損傷血小板,往返型水平振蕩對血小板損傷較少,一般進行50~60CPM的水平振蕩即可維持pH在6.5以上。標準規定振動頻率為60次/min,振幅5cm;(3)保存介質,常用的是ACD-B;(4)血漿留量,濃縮血小板在保存期不斷代謝產酸,導致血漿pH不斷降低,使濃縮血小板的保存環境處於酸化環境,因此一定量的血漿可以緩衝濃縮血小板pH不斷降低,以保持血小板活性,因此,濃縮血小板容量對維持血小板耐受低pH值是必要的;(5)血小板濃度,血小板濃度越高,其代謝越旺盛,pH值降低越明顯,pH為6.9~7.4時,血小板形態無明顯改變,聚集功能大於儲存前的45%,pH為6.5~6.8以下時,血小板形態開始從圓盤狀向球狀變化,pH為6.0以下時,血小板產生不可逆變化;(6)紅、白細胞汙染,大量的紅細胞和白細胞可以使血小板在保存期間pH值下降。
6、新鮮冰凍血漿
新鮮冰凍血漿在–18℃以下可保存1年,大部分凝血因子都保持著與新鮮時相近的值,而第Ⅶ、第Ⅸ、第Ⅻ因子為70%~80%,最不穩定的第Ⅷ因子則降到65%左右。輸血時各種凝血因子都有止血作用,因而製備和儲存條件很重要。我國標準要求在全血採集後6小時(全血保養液為ACD)或8小時(全血保養液為CPD、CPDA-1)內製備,<-18℃有效保存期為1年。英國標準要求≤-30℃最多可保存2年,一旦溶解則不能再次冷凍,4℃下至多可保存24小時,22℃±2℃下保存則必須在4小時內使用。美國AABB 23版標準要求<-18℃有效保存期為1年。
7、冷沉澱凝血因子
冷沉澱凝血因子是保存期內的新鮮冰凍血漿,在1~6℃封閉狀態融化後,在1~6℃無菌條件下分離出沉澱在血漿中的冷不溶解物質並在1小時內凍結而製成的成分血。其主要成分有纖維蛋白原、VIII因子、von Willibrand’s因子、XIII因子和纖維結合蛋白。