近日，軍事醫學科學院野戰輸血研究所、全軍干細胞與再生醫學重點實驗室裴雪濤團隊歷經10年集智攻關，建立了“人工血液”制備工藝，并通過干細胞技術成功制備出了“人工紅細胞”。
本項技術經軍地衛生和藥監權威機構檢測， “人工紅細胞”與正常紅細胞的血紅蛋白含量、攜氧能力和滲透脆性等各項指標基本一致，是干細胞來源、體外制備最接近臨床應用的生物科技成果，擴增率可達10萬倍以上，明顯優于以往技術水平，為規模化生產奠定了重要基礎，使我國干細胞制備“人工血液”的研發水平進入國際一流行列。
基于造血干細胞技術的“人工血液”研發是指利用造血干細胞(主要來源為骨髓及臍帶血)的高度增殖能力和多向分化潛能，通過細胞工程的技術對干細胞進行體外擴增、定向誘導分化、功能激活與調控等，在短時間內大量獲得早期造血干/祖細胞及各階段的造血前體細胞，以及定向誘導擴增大量的紅細胞以及巨核細胞/血小板、淋巴細胞等功能性血細胞和免疫活性細胞，并可對部分細胞的功能進行激活和調控，誘導分化的細胞將最終用于血細胞輸注和造血細胞移植。此次成功制備出的“人工紅細胞”就是“人工血液”研發的一部分。
優化完善臍帶血和骨髓擴增誘導程序取得突破
在紅細胞的體外制備方面，從造血干細胞起始，步驟相對簡單，程式也已基本固定，主要是利用臍帶血和骨髓來源的造血干/祖細胞進行擴增和誘導。
臍帶血是胎兒娩出、臍帶結扎并離斷后殘留在胎盤和臍帶中的血液，通常是廢棄不用的。近三十年來的醫學實踐表明，臍帶血中含有可以重建人體造血和免疫系統的造血干細胞，可用于造血干細胞移植，治療80多種疾病。因此，臍帶血和骨髓都是造血干細胞的重要來源。
利用臍帶血和骨髓的程序化誘導方案大致可總結分解成三個階段，首先是譜系分化的定向誘導，誘導造血干細胞向紅系發育，第二階段是對紅系前體細胞的擴增，第三階段則是紅細胞的脫核與成熟。
為實現最好的擴增率，研發團隊開展了一系列技術體系的優化和完善，包括采用小分子添加劑提高細胞擴增效率、通過表面活性劑提高紅系分化效率和細胞活性、采用無基質培養體系誘導紅細胞脫核及三維培養培養體系進行擴增等等。
這套技術另外一個特點在于更貼近應用，通過對生產工藝的優化，利用提高終末細胞產量、將整個生產過程流水線化等方式，有可能降低整體生產成本，在稀有血型的基礎上制備“通用型”血細胞也將進一步降低血液篩查所需的成本，推動和加快“人工血液”應用的進程。