血液運行全身，是讓生命生生不息的生命之河。然而，有些患者因疾病需長期輸血，或為罕見血型者，一旦遇到缺血就面臨生命威脅。科學界多年來致力於發展人造血，希望能找到人體血液的替代選項，但相關技術卻遇到瓶頸。尤其新冠疫情下全球鬧血荒，年輕人捐血的人數呈現斷崖式下滑，各地血庫缺血嚴重的情況時有所聞。為了改善缺血困境，英國劍橋大學科學家耗費超過 10 年投入人造血研究，如今終於迎來人體試驗階段，成為全球首例。
從幹細胞造血到培養皿生成的紅血球細胞，人造血液邁向新里程碑
日前，由英國國民保健署（National Health Service, NHS）和布里斯托（University of Bristol）大學的聯合研究-一項名為 RESTORE 的臨床試驗，將實驗室製造的紅血球細胞由供體的幹細胞中培養出來，然後將紅血球細胞輸入到 RESTORE 隨機對照組的志願者體內。這是世上首次將在實驗室培養的紅血球細胞作為輸血試驗的一部分給予另一個人。
其實，在 2017 年時，布里斯托大學即在幹細胞造血有突破性的發展。他們稱之為「布里斯托成年紅血球細胞」，或「BEL-A 細胞」（ Bristol Erythroid Line Adult, BEL-A ） ，以成人幹細胞不斷分化製造紅血球，其攜帶和釋放氧氣的調控機制優於一般人造血，相當於人體自然紅血球。
培養皿紅血球細胞將有助於改善多項疾病的護理方式
但幹細胞造血價格昂貴，因此無法大規模量產，僅能先以特殊疾病或稀有血型病人優先配對。在這樣的困境下，如果 RESTORE 試驗被證明是安全有效的，人造血細胞可以徹底改變包括鐮狀細胞疾病在內，與稀有血型等血液疾病患者的治療方法。
鐮刀型紅血球疾病（Sickle-cell disease, SCD）是一組通常由雙親遺傳而來的血液疾病。常見的鐮狀紅血球貧血症（Sickle-cell anemia, SCA）會引起紅血球中的載氧血紅蛋白異常。患者可能會因此出現多種健康問題，例如突發的疼痛、貧血、細菌感染與中風，之後也會因年紀漸長而出現慢性疼痛。由於鐮刀型紅血球細胞會阻塞毛細血管，而限制流至器官的血量，因而導致局部缺血甚至血性壞死，即使在已開發國家中，患者的平均壽命也僅在40-60歲。
但本次這項具有挑戰性和令人興奮的試驗是以幹細胞製造血液為基石，首次輸入來自同種異體供體的實驗室培養的血液。劍橋大學輸血醫學教授和血液學顧問、英國國家醫療服務體系血液與移植中心首席研究員 Cedric Ghevaert 教授說：「我們希望實驗室培養的紅血球細胞，比來自捐血者的紅血球細胞更長壽。若試驗成功，意味著目前需要長期定期輸血的患者將來需要更少的輸血，有助於改變他們的護理方式。」
捐贈者是由 NHSBT ( Blood and Transplant, NHSBT) 的捐血者中招募來的。研究人員將他們捐獻的血液中分離出幹細胞，進一步將這些幹細胞在實驗室中培養以產生紅血球細胞。而血液的接受者是從 NIHR BioResource ( National Institute for Health and Care Research ) 的健康成員中招募的。
至少 10 名參與者，接受了至少相隔四個月的兩次小型輸血，一種是標準捐贈的紅血球細胞，一種是實驗室培養的紅血球細胞，以了解實驗室製造的年輕紅血球細胞是否比實驗室製造的細胞持續時間更長。到目前為止，已有兩人被輸入了實驗室培養的紅血球細胞。受試者輸入的實驗室培養細胞數量各不相同，但約為 5-10 毫升。經過密切監測，他們並沒有回報任何不良副作用且健康狀態良好。
若研發成功將有助於減少接受輸血者的困難度與併發症
此外，如果製造的細胞在體內持續更長時間，經常需要血液的患者可能不需要經常輸血。這將減少頻繁輸血導致的鐵過載，這可能導致嚴重的並發症。鐮狀細胞學會 ( Sickle Cell Society ) 首席執行官約翰·詹姆斯·奧貝 (John James OBE) 說：「這項研究為那些已經對大多數供血類型產生抗體，難以輸血的鐮狀細胞患者提供了真正的希望。但是，我們應該記住，NHS 每天仍需要 250 次捐血來治療鐮狀細胞患者，而且這個數字還在上升。」
該試驗正在將實驗室培養的細胞，與來自同一供體的標準紅血球細胞進行存活時間的比較。因實驗室培養的血細胞都是新鮮的，故試驗團隊希望它們比標準捐血的紅血球細胞表現更好，包含其中不同年齡的細胞。
NHS 血液和移植部輸血醫學主任 Farrukh Shah 博士表示：「需要定期或間歇性輸血的患者可能會產生血型抗體，這使得找尋可以輸血而沒有風險的供體血液相當困難，患者更可能因此危及生命。這項世界領先的研究，為製造紅血球細胞奠定了基礎，可以安全地用於鐮狀細胞患者。即使目前仍需通過正常捐血來提供絕大多數血液，但這項工作將使難以輸血的患者受益匪淺。」 縱然在臨床使用之前還需要進一步試驗，但這項研究標誌著在使用實驗室培養的紅血球細胞，來改善罕見血型者或有複雜輸血需求者的治療方面，邁出了重要的一步。
參考資料：
1. https://www.cam.ac.uk/research/news/first-ever-clinical-trial-underway-of-laboratory-grown-red-blood-cells-being-transfused-into-another
2. https://www.nhsbt.nhs.uk/news/first-ever-clinical-trial-of-laboratory-grown-red-blood-cells-being-transfused-into-another-person/
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