伊格 · 多诺斯来到当地一家献血中心准备献血。献血之前,伊格不仅要填写问卷调查表,而且还要做血液生物化学试验,这是一项严格的血液过滤程序。据信,美国是世界上供血最安全的国家之一。通过上述严格的操作程序,相信因输血而接触艾滋病,以及感染其他疾患的可能性则会大大降低。

然而,当血液送抵医院后,即使初始过滤再仔细,也恐难保证病人因血型经常搞错而发生致命性输血事故的可能。有时,如在急诊室内混乱的场景中,甚至是在一般配血操作时,因护士读错标签或误识了图表而导致输错血的事故也时有发生。例如,O型血患者因误输了A型或B型血后,则会出现严重的免疫反应,并迅速使患者致死。

改进配血操作程序,加强对操作人员的素质培训是防范此类事故发生的保证。但研究人员还相信,或许他们能够通过某种化学方式,找到一种十分安全有效,能将A型和B型红细胞转换成万能O型细胞的方法。这样,任何单位的血细胞都能直接输给任何病人,这样便可免除配血操作程序。

上述发明不仅能平衡不同血型的供血需求,且为降低输血成本及提高供血时效奠定了基础。经过科学家们15年来的潜心研究,该项技术已初见成效。美国各大医院及供血中心将于今年开始实施血型转换技术。

过去,每年都会有近1/12000单位以上的红细胞由献血人错输给被输血者。在多数误输血事故中,尽管还不曾出现过严重的伤害,这也只不过是万幸罢了。O型血输给任何血型的人,及A型血输给A型或AB型血的人,一般不会有太大的问题。

真正的危险来自于:如果O型血患者接受了A型或B型血,或A型血病人输了B型血时,由于外来血细胞表面分子与其患者的不同,进而便会诱发人体免疫系统发生障碍,使病人处于危急之中。其具体表现为:患者肾脏发生衰竭,因受血栓因子耗损的影响,则会导致病人七窍出血。

在美国,因输血(多数人是因为血液不一致)造成的死亡人数为1/10万。尽管因输血血型不同所导致的危害程度不是很高,但它一旦发生即会造成实质性的死亡,这跟飞机失事的道理是一样的。1/12000单位,这一统计数字的确令人担心,况且医院还有尚未披露的报告可供统计。

有些医院为了使某些忙碌的医生或护士避免犯致命性错误,就试图让他们向急诊室和较为敏感的医疗单位只贮存O型血液,但这种实践的结果是必会导致该地区闹O型血血荒。这样一来,5-10%的A型和B型血就会浪费掉,道理很简单,因为医院不可能在42天存血期内用完这些单位的血液。为了最低限度地减少可用血液的浪费,医院有时也将部分剩余血液运抵当地的其他用血单位。另外临近地区血库与血库之间也有相互交换血液的任务。没有人确切地知晓血液具体的转运次数,我们只知道它被转运了好多次了。如果将所有类型的血液转换成O型血,不仅可以平衡供血需求,而且还能减少血液的转运量。

血型转换技术是由纽约血液中心的杰克 · 格德斯蒂(Jack Goldstein)发明的。其基本原理是:利用一种可改变红细胞表面化学性质的酶来达到血型转换目的。人类具有四种血型——A、B、AB和O型,其细胞表面均由糖链所覆盖,它们的排序基本相同,末端为海藻糖,接下来为半乳糖。

血型之间的主要区别在于,从半乳糖上分支出来的糖链,其所处的位置是不同的。在A细胞上,糖的形式为N-乙酰半乳糖胺,而在B细胞上,它则属于另一种半乳糖形式。O细胞一点也没有多余的糖链,而AB血细胞则表现为具有A和B链的混合形态。在美国,约有45%人属于O型血型,A型血者占40%,B型血者占11%;而AB血型者只占4%。

A和B型血之所以不能输给O型血者,是因为额外的糖分支会刺激免疫系统抗体,去攻击外来细胞。从A和B细胞上剥离掉额外的糖分支,将其变成O型血后,就可以阻止免疫系统的应答。

研究人员从咖啡豆中分离出来用于B型血转换的酶—a-半乳糖苷酶。这种获取方法很简单,豆类及种子利用这种酶能将大分子分解成各自的糖,以这种形式提供能量。

用于A型血转换的酶—a-N-乙酰半乳糖苷酶,是从鸡肝中提取出来的,这些消化酶在自然界中无处不在,关键是我们的用法必须得当。刚开始时,研究人员在试验中为了获得必要的酶用量,所使用的一次性原料用量竟要各自耗费50磅的咖啡豆和鸡肝。现在,研究人员再也不需要成桶成桶的鸡肝和成堆成堆的咖啡豆了。利用现代生物技术,酶不仅可以被克隆,而且已经能够大批量人工合成了。

在细胞表面,大量的糖链及其不同的定向不仅为血型转换提供了前提条件,而且还具有真正意义上的挑战性。专家发现,B型细胞表面的糖链超过50多万个,而A型细胞则为该量的两倍。有些糖链与其表面正交,其他的则与之平行相对。

据研究人员介绍,找到了酶仅仅是试验的开始,关键还得要找到能使酶足以发挥其作用的适宜条件。例如,在进行B型血转换时,在高酸性条件下酶的促发效果最佳,而血细胞载氧却需要中性条件。因此研究人员尚需考虑要寻求到一种平衡,即不仅使酶能有效地剥离掉额外的半乳糖,同时还不能损害红细胞的功能。结果专家发现,其反应发生的温度是在26℃,而不是血细胞习惯于的高温状态,这时的pH值略显酸性,在5.5或5.6左右。

刚开始试验时,还真没有人在这么低的pH值下对红细胞进行过处理。专家指出,并非每枚细胞上的每个糖链都会发生变化。但只要剥离的充分,人体就会接受这种细胞。

马萨诸塞州一家公司(Zyme Quest)目前正就所转换血型用于临床试验。他们发现,转换后B细胞与普通O型细胞在医疗应用上无差异,且不会引发免疫反应。

该公司目前掌握着上述血型转换专利,并设计开发出一台用于B转O自动血型转换机。这种机器非常适用于当地供血中心,每天能够处理一定量的血液。据专家估计,该公司在得到美国食品与药物管理局批准后,将于1998年对外公开销售这种血型转换机。

用于A转O的类似技术现在也已经开发成功,但该项目的具体实施日期尚待一年以后,因为若想有效地将A型细胞转换成O型细胞,要比转换B型细胞的方法麻烦一些。因为约有75% A型血者,其细胞表面均有两种糖链形式。在每枚A型细胞结构中,每百万人中就有5万人具有二次复制的三-糖排列顺序,它们包括N-乙酰半乳糖胺。这即意味着每个人都得采用不同手段去进行剥离。研究人员称,找出解决这一问题的措施已为时不远了。

一旦A和B型血转换技术确立后,转换AB型细胞的日子就会为期不远了。A型、B型及AB型血液转换成O型血液所需的成本比现行血液运输费要低。

任何一种旨在将血液转换成万能血型的技术都必须要考虑到另一种特性,即Rh因子的存在,一种首次在恒河猴血液中发现的一种细胞表面蛋白质。有些人血液中不能正常携带这种蛋白质,则Rh因子能够引发免疫反应。血红细胞上附着有这种蛋白的人,则被认为呈Rh阳性,相反,则被视为Rh阴性。

据专家介绍,A、B、O型血液不相容性的麻烦远比Rh不相容性要严重得多。在美国,大约在84%以上的人,其血液呈Rh阴性。而且,具有Rh阴性者均能经受得起一次意外的Rh阳性输血事故的发生,因为Rh阴性待3~4个月之后才会出现抗Rh抗体反应。由于他们在第一次输血时已经具有了抗体,因此在进行二次输血时,则会变得相当严重。一名为Rh阴性的妇女,在生过一个Rh阳性孩子后就会具有抗体产生,待下次再怀上含Rh阳性儿童,或接受Rh阳性输血之后,她便会面临危险。

研究人员称,在某些试验室中,科研人员已经克隆出Rh因子,但是,还没有人能够充分理解它们的三维结构。因此,研究人员现阶段只能开始探究Rh转换技术。如果研究人员能辨别出究竟是蛋白的哪一部分在刺激免疫应答,则他们或许就能够改变这部分,使其血细胞有效地转换成Rh阴性。最终,研究人员就能生产出O型血,Rh阴性血,以及能够适应各类人所需的血型,使被输血者在何时何地都不会因输血而产生任何不良反应。

尽管这项技术前景十分诱人,但其供血贵决不会因此而出现供大于求的可能。保持供血量的关键因素是:仍需有效地得到献血者的支持。我们只有得到健康献血者的支持,才能保证这个国家的供血系统。没有献血者的奉献,国家供血系统就会瘫痪。虽然说人造血替代品也能解一些燃眉之急,但人类终究不能只靠化学方法合成出具有人类红血细胞功能那样的分子来。人类的红细胞具有一种神奇的结构,世上没有任何一样物质所能替代得了的。

[Science News,1997年1月11日]