据报道，英国国家医疗服务体系与布里斯托大学等研究机构不久前联合开展了一项临床试验，首次将实验室培养的红细胞注入人体内。已经有两名志愿者接受了5至10毫升人造血液，成人体内血液，目前身体状况良好，尚未报告任何不良反应。
对于人造血液的追求，人类其实已经走过数十年的历史，而英国的新试验意味着人造血液研发进入了新时代。我们邀请知名科普作者张田勘一起来聊聊这个话题。
人造血液尝试始于七十多年前
每个人体内的血液量，是根据各人的体重来决定的。正常成人的血液总量，男子约占体重的8%，女子约占体重的7.5%左右。血液是在心脏和血管腔内循环流动的一种组织。成人的血液约占体重的十三分之一，相对密度为1.050～1。.
1900年，奥地利医学家卡尔·兰德斯坦纳发现了ABO血型，让输血救人成为了可能。
然而输血既受到献血者人数和献血量的限制，还受制于血型。特别是第一次和第二次世界大战期间，由于伤员失血过多却没有足够的血源输血，使一些本来可以挽回的生命丧失了。因此，研发人造血液以替代人自身血液的想法便产生了。到了20世纪中后期，由于献血和输血造成一些传染病如艾滋病、乙肝、丙肝等的传播和流行，也让人对输血用血产生恐惧，因此研发安全的人造血液更成为一种现实的选择。
1947年，右旋糖酐首次应用于临床，这其实是最早的人造血液，因为右旋糖酐在人体内水解后会转变成较低分子量的化合物，与血浆具有相同的胶体特性，会迅速代谢成葡萄糖，并能扩充血容量、维持血压，因此可用于出血及外伤休克时急救。
氟碳化合物乳剂也称氟碳代血液，是由全氟化合物组成的胶体超微乳剂，具有良好的携氧能力，在一定浓度和氧分压条件下，其氧溶解度为水的20倍，比血液高2倍，因此在携氧功能上被认为可以替代血液。之后，这类氟碳化合物乳剂有了多种类型。
一个很健康的人他身体内的总血量大约占到了自身体重的8%，按照体重是六十千克来计算的话，那么它的总血量就是4800毫升。然而，我们一次的献血量在200毫升到400毫升。只是占到了全身血量的1/24或者是1/12，在献完血之后。
人造血红蛋白出现
另一种HBOC产品是Oxyglobin，在美国和欧洲获准应用于治疗狗的贫血（兽用人造血），但有不良反应，包括导致血管收缩、血压升高、氧化应激，损伤血脑屏障内皮细胞，引起细胞凋亡，以及导致内皮、神经、肾铁沉积等。
2019年，日本防卫医科大学医院的一个研究小组研发出了一种人造血液，包括人造红细胞与人造血小板，被包裹在脂质体的囊泡之中。
把这种人造血液输入受到严重伤害的兔子体内时，10只兔子中有6只幸存了下来，这个比例与接受真正血液输血的兔子存活率相似。在该过程中，既没有出现血液凝固，也没有产生任何其他负面影响。这种人造血液可以在室温下储存超过一整年，并且没有血型限制。
上述所有人造血液的使用都有限，也并未普及，因为与真正的红细胞和血液相比，还有很大差距。
英国人造血液新试验
英国此次的人造血研究，除了现在的两位受试者，之后还将有至少8名志愿者参加这项试验。所有志愿者将间隔至少4个月接受两次少量红细胞输入：一次为人造红细胞，另外一次为天然红细胞。英国这次的人造红细胞是由人的干细胞衍生而来，因此，从来源的丰富性和人体所能接受的程度来说，都要比以前的人造血液更好。由于这些特点，来源于干细胞的人造血液被视为人造血液的新分水岭。
这次研究是在几年前一项研究的基础上进行的。2017年，杨·弗雷恩等人在《自然通讯》上发表的一篇文章指出，从成人和脐带血祖细胞体外生成红细胞的方式尚未成熟，因此他们提出另一种生成红细胞的方式，让早期成体红细胞永生化，从而可以连续供应红细胞。永生化的红细胞可有效分化为成熟的功能性网织红细胞，并通过过滤分离而获得。
研究发现，这些从永生化细胞系分化而来的成熟红细胞与体外培养的红细胞在功能和分子水平上没有差异，也没有异常的蛋白表达。
但是，这些人造红细胞是否能达到与人体红细胞一样的功能，还有待试验期间和之后的观察。由于人造红细胞是由造血干细胞培育而来，比从献血者中获得的红细胞更新鲜，因此人造红细胞输血可维持更久的时间，相同时间内患者需要输血的次数更少。
另外，人造红细胞的服务对象是镰状细胞病、造血障碍和稀有血型失血者，一则这些病人难以获得匹配的献血，二则献血输血可能造成输血反应，如受血者体内的抗体对献血中的外来抗原相互作用产生溶血反应。
但是，英国现在试验的这种人造红细胞也有缺点，一是产量少，二是价格昂贵，因而在使用上可能会受到限制。
研究发现造血新来源
对英国这种人造血液的缺点，也有解决方案，而且正在探索之中。普通人平均每200毫升血液中有2万亿个红细胞。这就需要对人造红细胞从来源和生成方式上加以改进，才能获得更多的人造红细胞，以供输血之用。
美国哈佛大学和波士顿儿童医院的研究团队发表于2022年6月15日《自然》上的一篇文章指出，血细胞并非只来自血液干细胞，而是可能也来自胚胎多能祖细胞。胚胎多能祖细胞会在胎儿时期到成年的过程中产生大部分血液，然后随着年龄增长逐渐减少。
这个发现为血液生成提供了新的来源。让成体血液干细胞转化为红细胞是一种来源，但是，这种来源单一，而且量少。过去有研究人员提出，利用诱导多能干细胞（iPSC）来制造血液，但是也要经过一系列的诱导和基因转化，直到现在也还没有获得成功。
现在发现了胚胎多能祖细胞意味着造血有了新的来源。其一，可以通过生长因子或免疫信号因子延长人体内胚胎多能祖细胞的寿命，这就有了制造血液的新来源。其二，可以用基因修饰的方式处理造血干细胞，使它们更像胚胎多能祖细胞，这样也能制造血液。
每个人体内的血液量，是根据各人的体重来决定的。正常成人的血液总量，男子约占体重的8%，女子约占体重的7.5%左右。血液是在心脏和血管腔内循环流动的一种组织。成人的血液约占体重的十三分之一，相对密度为1.050～1。.
更重要的是，利用胚胎多能祖细胞制造血液能获得全血形式的血液，由它们产生的血液包括红细胞、白细胞和血小板等。因为，胚胎多能祖细胞实际上是比正常血液干细胞更丰富的淋巴细胞来源。淋巴细胞在免疫反应中发挥着关键作用，包括B细胞和T细胞。这也意味着，如果能从体外培养胚胎多能祖细胞并制造出人造血液，可能比目前的人造红细胞更全面、更实用，因为培养出来的人造血液既有红细胞，也会有白细胞和血小板等。
图片来源：视觉中国
成人的血液约占体重的十三分之一，相对密度为1.050～1.060，pH值为7.3～7.4，渗透压为313毫米每升。铁是血红蛋白中的主要成分。血红蛋白携带氧气和二氧化碳的功能是通过血红蛋白中的铁的结合作用来完成的。如果铁量不。
