人工血液代用品

人工血液代用品中國(guó)人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院野戰(zhàn)輸血研究所周虹

臨床用血需求快速增長(zhǎng)輸血是臨床常用的一種治療手段。近年來(lái)，隨著醫(yī)療技術(shù)的迅猛發(fā)展和人民群眾健康需求不斷提升，醫(yī)療機(jī)構(gòu)對(duì)血液的需求量呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。臨床用血需求量以每年10-15%的速度遞增。采血量由800余噸/年上升到3600噸/年。血液供應(yīng)不足--“季節(jié)性缺血”目前臨床用血量的99％以上來(lái)源于無(wú)償獻(xiàn)血。主要依靠街頭采血來(lái)補(bǔ)充其庫(kù)容量，受戶(hù)外環(huán)境變化、人群流動(dòng)規(guī)律等因素的影響較大，難以保證血液供應(yīng)的穩(wěn)定性。血液供需矛盾突出，尤其是2010年10月份目前昆明、江蘇、北京、南京等眾多城市集中出現(xiàn)的大面積的“季節(jié)性缺血”更是引起了全國(guó)性的廣泛關(guān)注。應(yīng)急突發(fā)事件亟需血液保障戰(zhàn)爭(zhēng)

我軍未來(lái)的主要戰(zhàn)略方向，均難以就地采血，必須依靠后方供血。因此，做好血液的保障至關(guān)重要。突發(fā)事件

美國(guó)“9·11”事件時(shí)，11日至14日共計(jì)采血251,370單位，約為平時(shí)的2.8倍。自然災(zāi)害汶川和玉樹(shù)地震時(shí)的傷員救治，也充分體現(xiàn)了血液保障的重要性。血液保障的特殊性大規(guī)模應(yīng)急血液保障的問(wèn)題亟待解決!血液代用品作為藥物，能夠克服來(lái)源受限的不足，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期保存，在大規(guī)模應(yīng)急血液保障中具有不可替代的優(yōu)勢(shì)。血液自身的特殊性保存期短運(yùn)輸條件苛刻血型配合安全風(fēng)險(xiǎn)……空降兵獨(dú)立作戰(zhàn)醫(yī)療保障單元二炮導(dǎo)彈旅獨(dú)立醫(yī)療保障單元陸軍步兵師、團(tuán)兩級(jí)野戰(zhàn)救護(hù)所野戰(zhàn)醫(yī)院/機(jī)動(dòng)醫(yī)療方艙后方血源及血液代用品運(yùn)血箱（大型）專(zhuān)用運(yùn)血車(chē)攜血箱攜血箱攜血箱第十九條第（三）項(xiàng)明確：團(tuán)救護(hù)所以后的階梯實(shí)施輸血。申領(lǐng)+前送前送“黃金救治時(shí)間”——血液代用品（血漿代用品）（血小板代用品）紅細(xì)胞代用品Hemoglobin-BasedOxygenCarriers,HBOCs1978年第一代氟碳化合物制品Fluosol-DA20TM用于臨床實(shí)驗(yàn)，1989年被FDA批準(zhǔn)在美國(guó)用于冠狀動(dòng)脈術(shù)后灌流。第二代氟碳化合物OxygentTM,已在美國(guó)、歐洲和加拿大進(jìn)入Ⅲ期臨床試驗(yàn)。10血紅蛋白氧載體：研究的目的集中在穩(wěn)定血紅蛋白四聚體結(jié)構(gòu)、降低氧親和力和延長(zhǎng)循環(huán)時(shí)間等幾個(gè)方面。游離血紅蛋白處于二聚體、四聚體的動(dòng)態(tài)平衡中，二聚體具有腎毒性。分子內(nèi)交聯(lián)和分子間聚合能夠避免解聚。Elmeretal.Resuscitation.2011Sakaietal.JInternMed.2007;263:4-15粒徑的適宜范圍開(kāi)展臨床試驗(yàn)的主要品種化學(xué)特性名稱(chēng)商品名研發(fā)公司雙阿司匹林交聯(lián)人血紅蛋白DCLHbHemAssistBaxter戊二醛聚合人血紅蛋白SFH-PPolyHemeNorthfield戊二醛聚合牛血紅蛋白HBOC-201HemopureBiopurePEG修飾人血紅蛋白MP4HemospanSangart第一代第二代Chenetal.Clinics.2009;64(8):803-13;Elmeretal.Resuscitation.2011理化特性比較理化特性血液第一代第二代氧親和力（P50）mmHg26~28~5-10血紅蛋白含量g/dL13-15~10-15~4粘度cP~5-10~1~2.5-4保存期和保存條件~45天（4℃）1-3年，4℃或室溫>1年膠體滲透壓mmHg252550分子量kDa>500~100血管內(nèi)半衰期31天~18-24h43h氧親和力↑粘度↑Elmeretal.Resuscitation.2011氣體結(jié)合-釋放能力與游離四聚體血紅蛋白、聚合血紅蛋白相比，微囊化血紅蛋白結(jié)合NO和CO、釋放O2的速率降低，接近RBCSakaietal.AmJPhysiolHeartCircPhysiol298:H956-H965,2010.代表品種——Hemopure?(HBOC-201)戊二醛聚合牛血紅蛋白Hb=13g/dlP50=40mmHgIso-osmotic,inamodifiedlactatedRingerssolutionpH=7.6-7.9Colloid(COP)~26mmHgAverageMolecularWeight=250KD(tetramer<3%)Viscosity=2.4centipoisePlasmahalf-life~19hoursEndotoxin<0.02EU/mlShelflife3yearsat2-30℃Essentiallyzeropossibilityofdiseasetransmission研發(fā)經(jīng)歷1984Biopure公司創(chuàng)立2001Hemopure?

在南非上市2009Biopure公司破產(chǎn)，2010被OPKBiotech公司收購(gòu)1700余例臨床應(yīng)用10年22次臨床試驗(yàn)（836例

），南非上市（約850例），慈善捐助（54例）SavedLivesRBCHBOC-201n338350心臟病變922P=0.0266全部85歲及以上85歲以下HBOC-201RBCHBOC-201RBCHBOC-201RBCn3503381010340328死亡(%)10(2.9%)6(1.8%)5(50%)1(10%)5(1.5%)5(1.5%)P=0.45心臟病變發(fā)生情況統(tǒng)計(jì)死亡情況統(tǒng)計(jì)第十三屆國(guó)際血液代用品會(huì)議July27-29,2011AnesthesiaCenterforCriticalCareResearchMassachusettsGeneralHospitalandHarvardMedicalSchoolBoston,MA(USA)臨床前毒性評(píng)價(jià)在3g/Kg劑量下，未引起獼猴心肌損傷，未發(fā)現(xiàn)異常在豬血液置換的模型中，血壓短暫性輕度升高；心臟、腦和腎臟等重要器官血流灌注未減少；骨骼肌和肺血管床血管阻力增加；重要器官氧供得到維持或有所增加心臟保護(hù)作用在豬的冠脈結(jié)扎模型、心絞痛患者球囊導(dǎo)管或PCI患者術(shù)中經(jīng)冠脈給予氧合的HBOC-201，未發(fā)現(xiàn)心臟毒性通過(guò)心臟泵功能、心電圖和心肌缺血的指標(biāo)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)心肌氧供得到維持能夠替代血液的氧氣運(yùn)輸功能未發(fā)現(xiàn)再灌注損傷和心肌功能異常靜脈注射HBOC-201，未發(fā)現(xiàn)冠脈或微血管收縮心臟保護(hù)作用在豬的冠脈結(jié)扎模型、心絞痛患者球囊導(dǎo)管或PCI患者術(shù)中經(jīng)冠脈給予氧合的HBOC-201，未發(fā)現(xiàn)心臟毒性通過(guò)心臟泵功能、心電圖和心肌缺血的指標(biāo)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)心肌氧供得到維持能夠替代血液的氧氣運(yùn)輸功能未發(fā)現(xiàn)再灌注損傷和心肌功能異常靜脈注射HBOC-201，未發(fā)現(xiàn)冠脈或微血管收縮

我國(guó)，起步于20世紀(jì)70年代。在“九五”、“十五”期間，凱正生物工程公司在國(guó)家863計(jì)劃支持下，已開(kāi)發(fā)出PEG-bHb，形成了一套有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的中試放大工藝路線(xiàn)，目前己完成Ⅰ期第一階段臨床試驗(yàn)，是我國(guó)目前唯一進(jìn)入臨床試驗(yàn)的紅細(xì)胞代用品。西北大學(xué)研究的戊二醛交聯(lián)豬血紅蛋白也已基本完成臨床前研究，準(zhǔn)備開(kāi)展臨床試驗(yàn)。微囊化血紅蛋白（即人工紅細(xì)胞Artificialredbloodcells,ARBC）。目前被認(rèn)為是最安全、最有應(yīng)用前景的紅細(xì)胞代用品，目前廣泛用無(wú)毒性的脂質(zhì)體(liposome)作為成膜材料,但制備脂質(zhì)體的難點(diǎn)在于脂質(zhì)體包封率低（游離血紅蛋白必須少于0.26-0.72g/L，因此包封率應(yīng)在99%以上，而普通脂質(zhì)體類(lèi)產(chǎn)品包封率在80%以上）、粒徑均一性差、產(chǎn)品不穩(wěn)定。微囊化血紅蛋白——一種全新結(jié)構(gòu)的納米藥物載體——Lipodur，將脂質(zhì)體內(nèi)、外相改造成凝膠態(tài)結(jié)構(gòu)。凝膠態(tài)內(nèi)相降低了傳統(tǒng)脂質(zhì)體液態(tài)內(nèi)相流動(dòng)性大引發(fā)的滲漏、結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的問(wèn)題，而外相凝膠態(tài)又克服傳統(tǒng)脂質(zhì)體液態(tài)外相中，液體流動(dòng)性大脂質(zhì)體粒子易發(fā)生聚集、融合、沉降等問(wèn)題。外相凝膠態(tài)脂質(zhì)體中，脂質(zhì)體粒子鑲嵌于凝膠三維結(jié)構(gòu)中，不可能發(fā)生聚集、沉降、融合現(xiàn)象。因此，從結(jié)構(gòu)上Lipodur是一穩(wěn)定體系，解決了傳統(tǒng)脂質(zhì)體物理不穩(wěn)定等問(wèn)題。包封率：99%，游離血紅蛋白為0，P50值：12.21mmHg，低于人血（26mmHg），說(shuō)明氧親和力比人血增高。滲漏實(shí)驗(yàn)：血紅蛋白微囊與生理鹽水混合，4℃保存，90天無(wú)血紅蛋白滲漏。20%失血大鼠輸注，72小時(shí)存活率100%。無(wú)血尿等異?，F(xiàn)象。膠體滲透壓：42.8mmHg，高于人血（25mmHg）。肝脾腎心在