本報記者 劉霞
血是人的生命之源，然而，血液很難儲存，而且經常供應短缺，有時還會給人們帶來致命的傳染病，因此，在實驗室中製造出人造血變得比以前更為迫切。那麼，人造血能否解決上述問題呢？
人造血的優點如下：第一，捐贈的天然血只能保存42天，而且還要冷藏，但是人工血可以在室溫中存儲一至三年。第二，人造血不必考慮血型是否吻合，將來進一步連貓和狗等動物都能夠受惠。第三，一般捐贈的血輸入病人體內後，要24小時之後才能恢復100%的運載氧氣的能力；人工血則可以立即達到100%運送氧氣的作用。
不過，人類研製人造血的歷程從來不是一帆風順的，而且，人造血也引起了倫理上的關注。
研究人造血勢在必行據英國《獨立報》8月2日報導，幾個世紀以來，科學家一直試圖找到能夠替代血液的物質，他們的嘗試不一而足，包括牛奶、紅酒甚至尿液等，都曾被用來代替血，但是，這些嘗試都以失敗告終。
自從1628年英國醫生威廉·哈維發現血液循環以來,人類就不斷進行著輸血的嘗試。1667年,法國哲學家丹尼斯和外科醫生埃默累茲第一次將250毫升羊羔血輸給了人，可能因為所輸的血量不足以導致患者的身體產生排異反應，該試驗獲得了成功，接受輸血的男孩活了下來。接著，不斷有人重複他們的實驗，但往往出現極其嚴重的後果，甚至導致死亡，所以輸血的嘗試慢慢停頓下來。
一個世紀後，日曆翻到了19世紀初，人們又開始嘗試輸血實驗。1819年，英國醫生布倫德爾第一次完成了人與人之間的輸血試驗。輸血的成功讓人們尋找人造血的熱情有所減退。
但是最近，人們對輸血產生感染的擔憂與日俱增，他們主要是擔心感染HIV和肝炎。英國《獨立報》曾報導說，1980年期間，英國有1200名血友病患者因為輸入了被汙染的血而感染愛滋病病毒，現在，他們中存活在世的不到400人。另外，至少有兩人因為輸血而感染了狂牛症，還有其他病人感染了肝炎。
而且，獻血人次不斷下降、對血液的需求越來越多（每年，僅僅醫院中使用的人們捐贈的血就超過7500萬個單位，然而，全球每年的血液缺口大約為400萬多個單位）、人口的老齡化和外科手術在數量和複雜程度方面的不斷增加，都給血液供應帶來了難度。
另外，血液不能無限期地儲存，它必須在30天至35天內使用，這使得約有10%的捐獻血液不能被合理利用。血液還需要冷凍，因此在一些生死關頭，例如車禍現場或戰場上，進行輸血就很困難，這也是美國軍方在越南戰爭前首先開始研究並開發人造血的原因。
上述諸多因素疊加在一起，促使科學家再一次踏上尋找人造血的「萬裡長徵」。到目前為止，科學家用於人造血研究的投入超過了10億英鎊，許多科學家相信，人造血離人類越來越近。
但是，找到血液的替代品或者製造出人造血液，從來不是一件簡單的事情，儘管美國HBO（家庭票房）頻道獲得如潮好評的電視劇《真愛如血》展示了人造血的迷人前景——在該劇中，日本人發明了一種叫做「真血」（TrueBlood）的人造合成血，吸血鬼們可以通過購買的方式獲得血液來維生，一夜之間從傳說中的怪物搖身變成了普通市民。
尋找血液「奶粉」的配方血液是一種複雜的物質，擁有幾種關鍵的成分，每一種成分對於維持人的生命都至關重要。白血球（通常被稱為免疫細胞）主要負責對抗疾病；血小板讓血液凝結成塊；紅血球通過血紅蛋白運送氧氣，血紅蛋白也可以運送由機體產生的二氧化碳。
因為血液天生具有的這種複雜性，到目前為止，科學家所進行的研究都不著眼於研製出完全替代血液的物質，而是主要集中於研發出某些能夠模擬紅血球功能的產品，也就是將氧氣運送到人體內，同時將二氧化碳排出體外。但是，基於此研發出的產品缺乏對抗疾病以及讓血液凝結成塊的能力。
為了具有更大的使用價值，人造血必須摒除捐贈血可能引發的問題。除了能夠像紅血球一樣起作用外，人造血必須是安全無毒的，能夠保存很長時間，容易存儲，不需要血型必須匹配，不會感染等。
英國埃塞克斯大學的生物化學和人造血專家克裡斯·庫珀表示：「我們現在正在尋找的是血液"奶粉"——如奶粉一樣，這種人造血將被存儲在一個小袋中，想用的時侯只要與鹽溶液再水合就行。護理人員可將其帶到事故現場，立刻開始輸血。因為這種血液替代品沒有細胞，也不存在血型不匹配的問題。」
目前，有三撥科學家正在從不同的角度、採用不同的方法研製人造血。一撥人研究全氟化碳（perfluorocarbons，PFCs）；另一撥人研究人造血紅蛋白（haemoglobins）；還有一撥人則研究幹細胞。
攜氧能力超強的全氟化碳全氟化碳或者PFCs是人造的奶白色液體或者乳液，它是一種類環狀或直鏈狀有機化合物，具有很高的氣體和液體相容性，能夠傳送氧氣和二氧化碳。PFCs配合輸氧設備的使用，能讓血液攜帶比普通情況下高出許多的氧氣。因此，這類白色代用品又被稱為「攜氧治療劑」。
現代第一個血液的替代物是全氟化合物Fluosol-DA-20。1989年，美國食品和藥物管理局（FDA）批准一間叫綠十字（GreenCross）的日本藥廠出售名為Fluosol-DA-20的人工血，當這種物質通過人體肺部時，會「挑選」出氧氣，氧氣在人體內循環，接著該物質被當作肺部排出的水蒸氣排出人體。
儘管PFCs在某種程度上可以作為血的替代物，但是，它也存在缺陷，一個需要克服的障礙是，它們不能像基於血紅蛋白的物質那樣運送更多的氧氣，因此需要更多的PFCs才行。後來，人們又發現，Fluosol-DA-20這種人工血有副作用，並在1994年停止出售。
而據美國《大眾科學》雜誌報導，美國維吉尼亞大學的研究人員已經由全氟碳化合物（PFCs）合成出了一種具有超強攜氧能力的白色人造血，其攜帶的氧氣量是人類自身血液攜氧量的50倍。據了解，這種人造血將是治療顱腦外傷的最好方法。
維吉尼亞大學的研究人員表示，如果白色人造血能贏得軍方認可，那不遠的將來，醫生們就可以用它來挽救更多士兵的生命。
幹細胞研究頗受青睞從醫學的角度來看，將來可能會出現一種半人工的血，它來自幹細胞。其好處是來自於人，是人血以外最接近天然物品的東西，而且，沒有血型之分，亦可以說是老少鹹宜。在2009年2月，美國FDA批准一組法國學者進行第三回合的臨床測試，以驗證他們研製的半人工血是否可以替代人血。
瑞典、法國和澳大利亞等其他國家的科學家也在利用胚胎幹細胞研發人造血。他們的目的是在O型陰性血的紅血球中種植出人造血，因為O型陰性血可以輸給任何血型的患者，不會出現排斥。
英國《泰晤士報》曾報導說，美國先進細胞技術公司的科學家們宣布，他們已在實驗室中利用幹細胞製造出數十億個功能健全的紅血球。倘若這一研究成果能繼續推廣，人類將從此結束獻血，血液可以被源源不斷地創造出來。
另據國外媒體消息，2009年3月，英國科學家宣布將啟動一項重點研究項目，在3年內利用試管受精剩下的晶胚幹細胞製成人造血，並首次將其輸入人類志願者體內。
研究人員將對試管受精治療後剩下的人類晶胚進行檢測，找出那些由遺傳決定可以演變成O型血的晶胚。大約只有7%的人擁有O型血，但是利用胚胎幹細胞可以生成無數這種血液，因為胚胎幹細胞擁有在實驗室不斷增生的能力。
這項研究的目的是刺激胚胎幹細胞形成成熟的攜氧紅血球，用於急救輸血。利用這種血液不用擔心感染愛滋病、肝炎或者狂牛症等傳染病。
但是，幹細胞製造出的人工血的缺陷在於其留存時間有限。如果這種人造血研製成功，它將主要在醫院中使用。科學家預測，由幹細胞製造的人造血將於2013年開始人體實驗。
血紅蛋白方向發展迅速第三種研究人造血的方法發展非常迅猛，研究人員主要嘗試使用血紅蛋白來製造人造血。血紅蛋白存在於血液細胞內，它讓血液呈現為紅色，並且攜帶氧氣進入身體內，同時排出二氧化碳。
據英國《獨立報》消息，歐洲血液代用品工程成立於2004年，專門研製人造血。來自英國、丹麥、法國、荷蘭、義大利、瑞典和匈牙利的研究人員集中精力研究血紅蛋白替代品。
血紅蛋白可從過期的捐獻血液、牛的血液甚至植物和真菌中萃取，然後對它進行改良，確保注入體內後仍能保持穩定。因為血紅蛋白不包括能讓血液形成不同類型的分子，因此，相同的血紅蛋白代替品可以應用到不同病人身上。而且它可以被放在室溫下永久保存，運輸也很方便。
然而，使用血紅蛋白的障礙在於，離開了紅血球的保護環境，血紅蛋白可能變得有毒，它會產生自由基，破壞心臟和其他器官。在早期的實驗中，血紅蛋白被直接注射入病人體內，導致很多患者死亡。
科學家一直面臨的挑戰是將血紅蛋白從紅血球中提取出來，並且將其放入另外的保護環境中，在這種環境下，血紅蛋白能夠著手發揮其功能，而不會產生毒性。許多研究人員報告說，他們取得了成功。
其中有一項研究對688名病人進行了實驗，這些病人都進行了選擇性整形外科手術，他們或者接受了一個單位的真血，或者接受了兩個單位的人造血HBOC-201。血紅蛋白氧載體HBOC-201是美國Biopure公司的產品，美國一項多中心、Ⅲ期臨床研究顯示，牛源的HBOC-201是手術病人輸血的安全替代品，可減少手術病人的輸血量。HBOC-201在室溫下可以保存3年，也不涉及到血型匹配的問題。
美國馬裡蘭大學醫學院的科林·麥肯齊表示：「我們發現，接受人造血的350名病人中，有206名病人不再需要輸血，人造血在80歲以下的病人體內表現最好。」
英國謝菲爾德大學的科學家正著力研發一種人造血，他們將該人造血設計得可以像一塊厚厚的漿糊一樣存儲，使用之前將其在水中溶解即可。該人造血由塑料分子製成，它也像血紅蛋白一樣，能夠在身體內傳輸氧氣。
美國angart公司的Hemospan是輸血時用作血液替代品的血紅蛋白氧載體產品。它由過期的紅血球中提取出來的血紅蛋白研製而成，研究人員使用聚乙二醇塗層將該紅血球包裹起來。當塗層同血紅蛋白的表面接觸時，在血紅蛋白的周圍會形成一層水，這層水讓血紅蛋白免於免疫系統的攻擊，並且不會產生毒性。
Hemospan是一種粉狀物質，因此能夠保存幾年，當需要的時候，這種粉末能夠被混合成為液體形式直接用於輸血，適合於所有血型的病人，並且也不會出現感染疾病的風險。
庫珀表示：「使用血紅蛋白研究人造血的技巧在於使血紅蛋白的毒性儘可能小，同時，讓其最大限度地使氧氣在體內循環，然而，迄今為止，還沒有人真正做到這一點。」
他和同事目前正在研究通過對血紅蛋白進行遺傳修改來減小血紅蛋白的毒性，然後將經過修改了的血紅蛋白包裹在特製的耐用塑料膜中。在這樣的環境下，血紅蛋白能夠更好地向體內供應氧氣，並將二氧化碳移出體外，而且也不具毒性。
他們將很快開始動物研究，這項獲得了專利的技術能夠在10年內應用於人體。
另據英國《每日郵報》7月11日報導，美國科學家採用基因工程技術，從臍帶中提取造血細胞，並利用機器模擬骨髓的造血機制，產生了大量可用的紅血球，由此製成「人造血」。製造出的首批O型陰性的血液樣本已提交美國FDA進行鑑定，該「人造血」最快將於5年內用來救治在戰場受傷的士兵。
該項目名為「血液基因轉變」（bloodpharming），由美國國防部高級研究計劃局（DARPA）於2008年發起，旨在製造出血液用以救治偏遠戰場上受傷的美軍士兵。
研發出該「人造血」的美國Arteriocyte公司表示，採用這種技術製造出的血液細胞「在功能上與人體健康循環中的紅血細胞無異」。一條臍帶最終可以製造出大約20個單位的可用血液。在戰場上，平均每個傷兵的救治需要6個單位的血液。一個單位的人造血量約為一品脫（約合473毫升），人體總共有8至10品脫血液。
這種「人造血」最快將於2013年進行人體試驗，但Arteriocyte公司預測，只要美國國防部儘快提出要求，美軍有望在5年內使用這種「人造血」救治傷員。
庫珀說：「現在是人造血研究的重要時刻，許多製藥公司正在研製人造血紅蛋白分子；同時，對於PFCs的研發工作也在持續推進。很快，我們將能夠獲得紅色的人造血（由血紅蛋白研製而成）或者牛奶樣的人造血（碳氟化合物），而不是無私者捐獻的血。」
引發倫理關注但人造血也引起了倫理上的關注，比如，用胚胎幹細胞研製人造血的試驗中，有研究人員提出質疑稱，這種人造血液是否來自一些從不存在的人。另外，公眾是否願意輸入「假血」也是一個問題。
不過也有研究人員表示，人造血將給那些在意外事故中大量失血，並需要在現場進行輸血的受害者帶來最大利益，儘管這些失去知覺和重度昏迷的病人不可能對是否接受人造血作出答覆，但是，醫生認為，如果人造血能給病人帶來最大利益，這種未經允許的產品從倫理上說是可以被接受的，但公眾是否同意這一觀點，還有待進一步觀察。
(責任編輯：羅園)