血液运行全身，是让生命生生不息的生命之河。然而，有些患者因疾病需长期输血，或为罕见血型者，一旦遇到缺血就面临生命威胁。科学界多年来致力于发展人造血，希望能找到人体血液的替代选项，但相关技术却遇到瓶颈。尤其新冠疫情下全球闹血荒，年轻人捐血的人数呈现断崖式下滑，各地血库缺血严重的情况时有所闻。为了改善缺血困境，英国剑桥大学科学家耗费超过 10 年投入人造血研究，如今终于迎来人体试验阶段，成为全球首例。
从干细胞造血到培养皿生成的红血球细胞，人造血液迈向新里程碑
日前，由英国国民保健署（National Health Service, NHS）和布里斯托（University of Bristol）大学的联合研究-一项名为 RESTORE 的临床试验，将实验室制造的红血球细胞由供体的干细胞中培养出来，然后将红血球细胞输入到 RESTORE 随机对照组的志愿者体内。这是世上首次将在实验室培养的红血球细胞作为输血试验的一部分给予另一个人。
其实，在 2017 年时，布里斯托大学即在干细胞造血有突破性的发展。他们称之为“布里斯托成年红血球细胞”，或“BEL-A 细胞”（ Bristol Erythroid Line Adult, BEL-A ） ，以成人干细胞不断分化制造红血球，其携带和释放氧气的调控机制优于一般人造血，相当于人体自然红血球。
培养皿红血球细胞将有助于改善多项疾病的护理方式
但干细胞造血价格昂贵，因此无法大规模量产，仅能先以特殊疾病或稀有血型病人优先配对。在这样的困境下，如果 RESTORE 试验被证明是安全有效的，人造血细胞可以彻底改变包括镰状细胞疾病在内，与稀有血型等血液疾病患者的治疗方法。
镰刀型红血球疾病（Sickle-cell disease, SCD）是一组通常由双亲遗传而来的血液疾病。常见的镰状红血球贫血症（Sickle-cell anemia, SCA）会引起红血球中的载氧血红蛋白异常。患者可能会因此出现多种健康问题，例如突发的疼痛、贫血、细菌感染与中风，之后也会因年纪渐长而出现慢性疼痛。由于镰刀型红血球细胞会阻塞毛细血管，而限制流至器官的血量，因而导致局部缺血甚至血性坏死，即使在已开发国家中，患者的平均寿命也仅在40-60岁。
但本次这项具有挑战性和令人兴奋的试验是以干细胞制造血液为基石，首次输入来自同种异体供体的实验室培养的血液。剑桥大学输血医学教授和血液学顾问、英国国家医疗服务体系血液与移植中心首席研究员 Cedric Ghevaert 教授说：“我们希望实验室培养的红血球细胞，比来自捐血者的红血球细胞更长寿。若试验成功，意味着目前需要长期定期输血的患者将来需要更少的输血，有助于改变他们的护理方式。”
捐赠者是由 NHSBT ( Blood and Transplant, NHSBT) 的捐血者中招募来的。研究人员将他们捐献的血液中分离出干细胞，进一步将这些干细胞在实验室中培养以产生红血球细胞。而血液的接受者是从 NIHR BioResource ( National Institute for Health and Care Research ) 的健康成员中招募的。
至少 10 名参与者，接受了至少相隔四个月的两次小型输血，一种是标准捐赠的红血球细胞，一种是实验室培养的红血球细胞，以了解实验室制造的年轻红血球细胞是否比实验室制造的细胞持续时间更长。到目前为止，已有两人被输入了实验室培养的红血球细胞。受试者输入的实验室培养细胞数量各不相同，但约为 5-10 毫升。经过密切监测，他们并没有回报任何不良副作用且健康状态良好。
若研发成功将有助于减少接受输血者的困难度与并发症
此外，如果制造的细胞在体内持续更长时间，经常需要血液的患者可能不需要经常输血。这将减少频繁输血导致的铁过载，这可能导致严重的并发症。镰状细胞学会 ( Sickle Cell Society ) 首席执行官约翰·詹姆斯·奥贝 (John James OBE) 说：“这项研究为那些已经对大多数供血类型产生抗体，难以输血的镰状细胞患者提供了真正的希望。但是，我们应该记住，NHS 每天仍需要 250 次捐血来治疗镰状细胞患者，而且这个数字还在上升。”
该试验正在将实验室培养的细胞，与来自同一供体的标准红血球细胞进行存活时间的比较。因实验室培养的血细胞都是新鲜的，故试验团队希望它们比标准捐血的红血球细胞表现更好，包含其中不同年龄的细胞。
NHS 血液和移植部输血医学主任 Farrukh Shah 博士表示：“需要定期或间歇性输血的患者可能会产生血型抗体，这使得找寻可以输血而没有风险的供体血液相当困难，患者更可能因此危及生命。这项世界领先的研究，为制造红血球细胞奠定了基础，可以安全地用于镰状细胞患者。即使目前仍需通过正常捐血来提供绝大多数血液，但这项工作将使难以输血的患者受益匪浅。” 纵然在临床使用之前还需要进一步试验，但这项研究标志着在使用实验室培养的红血球细胞，来改善罕见血型者或有复杂输血需求者的治疗方面，迈出了重要的一步。
参考资料：
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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