红细胞代用品研发现状和趋势的分析
李宁1 吴卫星2 宋斌1
（1.南京军区福州总医院 福州 350000
2.军事医学科学院 北京100850）
红细胞代用品研发的主要动力是：（1）血液供需存在着巨大缺口，全球每年采集7500万单位血液，只能满足40%的需求量[1]；（2）输血存在风险，包括血型错配、经血传播传染病和免疫性疾病，虽然现在输血比以往要完全，但仍无法将血型错配、血源疾病传染及免疫性疾病等风险降为零；（3）在特殊环境下，如创伤失血性休克的院前急救、战争及突发事件，大量伤员需要同时输血治疗时，难以组织足量血液及时到位；（4）红细胞寿命有限，我国血库标准4℃保存红细胞35天，使红细胞无法大量储存。因而，很久以来，人们一直致力于红细胞代用品的研究与发展，希望能克服红细胞固有的缺点，能够通用使用时无需配型，在室温下至少存放1年以上，没有传播传染病的风险。但是，事实说明红细胞代用品远比人们想象的要复杂。目前，全世界范围内仅有2个产品上市，5个在临床III期或II期临床研究。无论上市或临床研究中的产品都存在着难以克服的问题，不是疗效不如人意，就是毒性较大。几乎所有在国际上上市的红细胞代用品研发公司都已经或正在失去战略投资[2]。很明显，红细胞代用品的商业化路程还很长，但由于其巨大的市场潜力（预计市场超过每年70亿美元），研发的努力不会放弃。那么，未来红细胞代用品研发的出路何在？
1 红细胞代用品发展现状
红细胞代用品的发展主要集中在2个方面，一是以血红蛋白为基础，另一是以氟碳化合物为基础的红细胞代用品，两种类型的代用品都取得了一定程度的成功。最近“化学血”研发的进展引起了医药界的关注。
1.1以血红蛋白为基础的红细胞代用品
以血红蛋白为材料一直是红细胞代用品研发的焦点。早在1944年，Amberson医生就曾用过没有任何修饰的人血红蛋白，结果出现严重的副作用，包括急性肾衰、血管收缩和腹痛。游离血红蛋白的毒性源于[3]：在游离状态下由四聚体结构迅速解析为二聚体和单体，导致肾功能受损；进入血管壁内皮细胞间隙清除一氧化氮，从而诱导系统或肾血管收缩造成血压升高，可能造成致命后果；通过单核细胞途径引发炎性反应；游离状态血红蛋白的2，3二磷酸甘油酯（2，3-DPG）不稳定，脱落后破坏血红蛋白精巧的氧结合和释放平衡。所以，必须通过修饰调整血红蛋白的有效分子半径，同时对粘滞度和氧结合及释放平衡等进行优化，才能制备有效安全的代用品。
目前，有四种以血红蛋白为基础的红细胞代用品上市或进入临床研究。美国BioPure公司的Hemopure（戊二醛交联的牛血红蛋白多聚体）已在南非上市，也是迄今为止唯一以血红蛋白为基础的商业化红细胞代用品，适应症是除心脏外的其它手术[4，5]。但在英国上市（适应症是80岁以下成年人矫形手术的急性失血）却遭到有关部门质疑，担心产品的毒副作用、质量保障和临床疗效，这将影响到该产品是否能在英国上市[6]。Hemopure在美国的开发也遭遇阻力，美FDA的一个委员会近期认为尚无足够数据引用联邦法规21 CFR 50.24（无须知情同意给患者使用药物），否定了海军提出的1100人的III期临床研究申请，建议再次进行小规模II期研究 [7]。美国Northfield Labs的PolyHeme（戊二醛交联的人血红蛋白多聚体）刚刚结束III期临床研究，其结果令人大为失望[8，9]。该研究在美国18个州的32个I级创伤救治中心进行，共有712位患者受试，适应症是有输血指正却没有血液可用的严重创伤和失血。结果分析显示实验组的死亡率高于对照组（标准救治方案），与该产品早期成功复苏极低浓度血红蛋白（<3g/dl）病人的结果[8]相去甚远。
两种其他方法修饰的血红蛋白正在关键临床研究阶段。美国Sangart公司的Hemospan（MP4，聚乙二醇（PEG）修饰的人血红蛋白）为新一代红细胞代用品。PEG与水相互作用力较强，使血红蛋白表面形成一层水“防护膜”，能够消除免疫源性、增加有效分子半径、延长体内半衰期和提供与血液相似的粘滞度，防止血管收缩，保持正常运送和释放氧气的能力。实验证实，Hemospan在毛细血管前能够有效地保留氧，在毛细血管床释放氧气，选择性地向氧分压低的组织释放氧气。在美国和瑞典已经完成了II期临床研究[10，11]，疗效如何还要看III期临床研究。德国Curacyte公司的PHP（表面聚氧乙烯结合的人血红蛋白）II期临床研究已经结束，适应症是败血症休克，能够减少血管活性药物的使用。美国Hemobiotech公司的Hemotech（牛血红蛋白与磷酸腺苷和0-腺苷交联的产物）的动物试验结果令人鼓舞，但还没有开始临床研究[10]。
还有其他手段修饰的血红蛋白，结果不很理想。加拿大公司Hemosol的Hemolink（O-棉子糖结合人血红蛋白，O-R-polyH）在2000年就完成了II期临床研究，但公司在2005年底申请破产，该工作停止[12]。有人尝试用2,3-DPG类似物吡多醛-5’-磷酸或双阿司匹林与血红蛋白结合，由于疗效差或副作用大停止研发。还有人探索用金属和血红蛋白的混合体，如镍-铁非对称混合物，未见临床研究报道。微囊包裹血红蛋白是一种较新的技术。含有血红蛋白的微囊通过聚碳酸酯膜突出挤压（extrusion）的技术形成，表面与容量比高于红细胞，可以快速摄取和释放氧气。动物实验显示，90%的血液置换为这种微囊也能保持循环和呼吸系统正常功能[10]。未见临床研究报道。
