“万能血”来了！中国学者为血细胞穿上“硅甲”，或开启跨物种输血时代！
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作者：摩西 | 主编：摩西
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有没有想过，未来或许我们可以用任何一种血液来进行输血，不再需要考虑血型？这听起来像是科幻小说中的情节，但一项新研究可能正在把这种想象变为现实。
近日，在《美国国家科学院院刊》PNAS上发表的一项研究中，科学家们已经找到了一种方法，为红细胞披上一层“硅外骨骼”，让它们能够在血液保存和输血中变得更加坚韧、通用，并且可以在不同物种之间进行输血！
什么是“硅化红细胞”？
红细胞是我们身体内运输氧气的重要载体，就像是血液中的“小货车”。但是，这些“小货车”很容易在存储和使用中受到损害，比如在保存器官的过程中，血细胞可能因为温度变化、机械压力而破裂，这不仅浪费了宝贵的血液资源，还限制了血液在医学上的广泛应用。
为了解决这个问题，华南理工大学、浙江大学、安徽医科大学、广东省医学科学院、南部战区总医院的科学家们联合美国科学家，开发了一种名为“纳米级无定形硅外骨骼红细胞”（SARNAS）的技术。这项技术为红细胞提供了一层由纳米硅组成的“护甲”，让它们在面对环境压力时能够更加坚韧，同时保护红细胞的抗原不被识别，这样一来，不同血型的血液就可以互相兼容了。
工程血细胞成功跨物种输血
硅外骨骼如何保护血细胞？
研究团队通过一种生物兼容的硅化方法，将红细胞表面进行工程改造，使其被一层薄薄的无定形硅所覆盖。这层“硅甲”不仅可以保护红细胞不受损伤，还能够屏蔽血型抗原。抗原是什么呢？抗原是红细胞表面的一些特殊分子，就像是它们的“身份证”，在输血时，如果两种不同“身份证”的血液混合在一起，免疫系统就会将其识别为“外来者”并发起攻击。
现在，想象一下：这种硅化血细胞就像一个穿上了隐形斗篷的冒险家，免疫系统根本无法识别它的“身份”。这意味着，这种新型的硅化红细胞可以用作“万能血”，不仅适用于同种异体输血，还可以在跨物种之间进行输血！
红细胞硅化过程及硅化红细胞功能的示意图。(A) 图中展示了自然界中的硅藻如何拥有外源性的硅骨架，能够有效抵御有害物质。(B) 示意图展示了硅化红细胞的几个主要特征：抗毒性能力、抗原-抗体屏蔽能力，以及在通用输血中免疫原性为零的能力。
研究人员首先在小鼠身上进行了实验。在第一组实验中，一组小鼠接受了正常人类红细胞的输血，另一组则接受了硅化红细胞（Si-RBCs）的输血。结果显示，接受硅化红细胞的小鼠在肝脏和肾脏等关键器官上几乎没有检测到损伤。
第二次实验更进一步，研究人员将输血量增加到小鼠总血量的20%。同样的，接受硅化红细胞的实验组表现出正常的生理行为和良好的生物安全性，而接受普通红细胞的组则显示出肝损伤和炎症迹象。
这项突破有什么意义？
硅化红细胞技术的突破有望解决当前血液供应中的几个重大问题。首先，它可以极大地延长红细胞的保存时间，减少血液浪费。其次，这种新型红细胞能够突破血型的限制，成为“万能血”，极大地增加了血液的可用性。最激动人心的是，这项技术还可能使跨物种输血成为可能，打开了一扇通向未来医学的新大门。
2024 年 1 月，美国红十字会宣布出现紧急血液短缺
想象一下，未来你不再需要担心自己的血型是否罕见，因为无论你需要什么样的血液，硅化红细胞都可以为你提供。而对于那些需要器官移植的患者来说，这种技术也将带来巨大的希望，因为它可以提供更安全、更高效的器官保存液，从而提高移植成功率。
这项研究表明，硅化红细胞作为一种新型的血液改造技术，具备了改变未来医学的潜力。通过赋予红细胞新的保护能力和通用性，它们可能在未来成为我们对抗血液短缺和提升医学治疗效果的重要工具。科学家们的这一发现不仅为未来医学提供了新的思路，也让我们看到了一个更加灵活和充满可能性的医疗未来！
引用文献：
Lei, C., et al. (2024). "Improving normothermic machine perfusion and blood transfusion through biocompatible blood silicification." Proceedings of the National Academy of Sciences, Vol. 121, No. 35, e2322418121. DOI: 10.1073/pnas.2322418121.
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