教科书说容量复苏首选晶体液,难道错了吗?「全血输血」技术的前世

导读

全血输血 (Whole blood transfusion，WBT) 始于 1667 年，被首先用于治疗精神疾病，但不出预料的毫无效果！

最初，WBT 的推广使用受到输液技术和防腐技术的不足限制。

目前公认，英国产科医生 James Blundell，在 1825 年实施了第一例人类的同种异体输血。

直到 20 世纪初，随着设备的改进、消毒和血型鉴定的出现，WBT 才变得安全有效。

在第一次世界大战中，出现了柠檬酸盐保存血液和血库保存技术，使得献血者和受血者可以分离。

在二战期间，Elliott 和 Strumia 率先将全血分离，并提出了成分血液疗法 (blood component therapy，BCT)，同时他们生产经过干燥处理的血浆成分作为「创伤性休克」的复苏使用。

到了 20 世纪 70 年代，传染病、血液分离技术和经济的发展推动了输血治疗从 WBT 到 BCT 的转变。此后，高容量晶体补液和 BCT 复苏一直是治疗休克的主流方案。

2000 年左右，在损伤控制的理念下，为了避免休克复苏造成的医源性损伤，治疗失血性休克的输血策略由 BCT 逐渐再度转向 WBT。

现代研究已经将 WBT 的使用扩展到急性创伤性凝血障碍和血管内皮细胞受损的的急性的治疗上。

美国许多创伤中心现在将 WBT 和 BCT 并用，作为失血性休克患者的一线治疗。

展望未来，WBT 很可能再次成为失血性休克患者的首选液体复苏疗法。

背景

全血输血 (Whole blood transfusion，WBT) 出现于放血疗法大行其道的年代，那时候的医生认为大多数的疾病病理生理与「体液失衡」有关，对 WBT 的科学性的认知有限。

随后，在战争、临床实践和实验研究的不断推动下，经历了几个世纪，在几代人的努力下，输血的理论基础和应用终于攻克了三个中心环节：血型、防腐和保存，WBT 借此跨过了从实验到应用治疗的门槛。

曾经

目前，每年医院内，创伤相关的死亡中，有近一半是由失血性休克造成的。

但在医学不发达的年代，输血的理由不明，风险不明，好处也不清楚。

一位 17 世纪的英国内科医生，Richard Lower，最早将血液视为治疗出血的潜在方法。1666 年，他成功地从一只麻醉后的狗的颈动脉取血，然后输注到另一只狗的颈静脉，首次证明输血可行。

几年后，路易十四的法国医生 Jean-Baptiste Denys 为一名 15 岁的发烧男孩输入了少量羊血，虽然这个男孩在异种输血中幸存下来，但第二名患者在反复异种输血后死亡，丹尼斯被冠以谋杀罪受审。虽然丹尼斯最终被无罪释放，但巴黎医学院限制他进行任何更进一步输血治疗。

这些大胆的尝试在医学发展历史中占据着重要地位，从理论上表明了输血治疗的可能性，但失败的代价是惨痛的，因此，当时的社会和教会对这种做法感到恐惧。

历史学家 Zimmerman 和 Howell 认为，鉴于对无菌、免疫学和凝血过程的认识不足，在行政和教会的反对压力下，人们停止了输血的进一步尝试，未尝不是一种幸运。

接下里的 150 年，WBT 再没有任何进展，直到 1829 年，英国产科医生 James Blundell 开始第一次成功地输血。

Blundell 在伦敦盖伊医院 (Guy's Hospital) 工作时，观察到多人死于产后出血。他认为，输血应该作为这些患者最后的救命手段。

在动物研究结果的支持下，Blundell 用自己发明的名为「重力器」的装置（图 1），成功采用输血救治了一名产后严重出血的病人。

他曾在 1820 年说道：「输血在经历了被忽视、反对和嘲笑的磨难之后，终于证明了这是一种可行和有用的治疗方法，它将在医学界占据一席之地！」

Blundell 共报告了 10 次成功的输血，并在 1829 年向《柳叶刀》发表了他的成果《输血观察》。

在 Blundell 成功大约 30 年后，美国内战期间 (1861-1865 年)，外科医生 Bentley 和 Fryer 报告了两个成功进行了 WBT 的案例。在这两个案例中，他们将输血用作抢救措施，使用少量血液来治疗战场中截肢后出现脓毒症的患者。

在此期间，Joseph Woodward（对 Abraham Lincoln 进行尸检而闻名的联邦陆军外科医生），因提出了标准化的医院护理实践流程而声名斐然。

Joseph Woodward 针对 WBT 的不可预测性，称：「输血可能会导致死亡率比预期的更高，所以我将抗议目前官方任何关于输血的建议。」

大跨步前进

人类最早的输血是 Alexis Carrel 在 1908 年实施的，他们解剖显露供体和受体血管，再用鹅毛笔建立起一个连接动脉和静脉的通路，将血液在供体和受体之间传输。

George Crile 在 1909 年通过金属套管改进了这一复杂的设计。

在这个过程中，两名患者都面临血管损伤的风险，在输血结束时需要结扎动脉和静脉。

在世纪之交，三项重大发现使输血技术跨过了从实验到应用的门槛，即：血型鉴定、防腐和保存技术。

血型鉴定

1875 年，Landois 详细描述了 A 型、B 型和 C 型血型。

1875 年， Landsteiner 的学生 Decastello 和 Stürli 进一步的研究，形成了当代的 ABO 血型系统。因为这些发现，Landsteiner 在 1930 年被授予诺贝尔奖。

1901 年，维也纳大学的病理学家 Karl Landsteiner 发现 ABO 血型。

1940 年，Landsteiner 在纽约洛克菲勒医学研究所与 Levine 和 Wiener 一起研究了恒河猴 (Rh) 抗原，为 RH 血型的提出打下了基础。

防腐技术

1842 年，匈牙利产科医生 Ignaz Semmelweis 发现他工作过的 2 家医院中产妇患产褥热的死亡率相差很大，他经过调查发现，死亡率高的那家医院的工作人员在上完尸体解剖课后立刻去帮产妇接生，另一家医院则是由专门的助产士接生。

通过这一观察，他在 1861 年发文称，用氯化石灰洗手可以降低产后死亡率。

后来，巴斯德提出现代细菌理论。再之后，约瑟夫·利斯特 (Joseph Lister) 设计出了石炭酸无菌外科技术，为现代外科学的无菌术打下了基础！

保存技术

实施输血的另一个困难是抗凝，以及供者和受者的分离。

1909 年，盖伊医院 (Guy's Hospital) 的博伊科特 (Boycott) 和道格拉斯 (Douglas) 将兔子血液血液与一种弱酸柠檬酸混合在一起，可以储存和安全地保存血液，延迟输血时间。

此后，从 1914~1915 年，Hustin，Agote，Weil 和 Lewisohn 分别描述了在给人类输血之前向全血中添加不同浓度的柠檬酸盐以保存血液的方法。

1916年，洛克菲勒研究所 (Rockefeller Institute) 的病毒学家佩顿·罗斯 (Peyton Rous) 在 1916 年提出，在柠檬酸盐 (Rous-Turner 溶液) 中添加葡萄糖可保持细胞完整性约 4 周。

战场推动技术进步

第一次世界大战 (1914~1918) 的爆发带来大量伤亡，战场上的危重战士可能需要输血以拯救生命，给医生和研究者提供了新的挑战。

输血技术从实验室向临床的跃进，变得迫在眉睫。

奥斯瓦尔德·H·罗伯逊 (Oswald H.Robertson) 是一位出生于伦敦的美国医生，曾就读于哈佛大学医学院，并在佩顿·罗斯 (Peyton Rous) 的实验室进行研究。他于 1917 年参军，作为一名军医驻扎在法国格雷维莱斯的 3 号士兵伤亡统计站 (CCS)。1918 年，在他出版的《红细胞输血的保存》一书中，他描述了「在紧急情况下获取足够的血液进行多次输血」的困难。 

为了克服这一挑战，罗伯逊使用一个大容量的容器 (即温彻斯特瓶子，2000 mL 容量)，在 Rous 和 Turner 使用的防腐液 (850 mL，5.4% 葡萄糖；350 mL，3.8% 柠檬酸盐)中加入了 500 mL 全血(图 2)。

储血瓶被保存在用木屑隔热，冰层包装的双层盒子里。

含有高浓度柠檬酸盐的上清液血浆将被虹吸出来，用明胶 (即霍根液) 或生理盐水将红细胞沉淀物体积补充到 1L。

罗伯逊在 20 名患者身上应用了这一创新技术，共报告了 22 次输血。

患者接受的输血量相对较小 (500 mL~1L)，全部为 O 型血。11 名患者出院，8 名患者死于坏疽，未报告溶血反应。

罗伯逊因这项工作在 1919 年战时被授予杰出服役勋章。

局限

尽管有了巨大的创新，战时保存血液的方法还需要进一步改进。

在温彻斯特瓶中，唯一可用的成分是红细胞 (800~900 mL)，只有在冷沉淀 （1~3℃）4~5 天后才能输注。

罗斯认为，对于紧急出血，可能需要其他成分来替代输注红细胞的治疗，也就是说，「在一般的急性出血病例中，虽然可以输注红细胞，但红细胞并不是必须的」。

罗斯的理论基础是兔子的出血模型，即使抽去动物血容量的 25~50%，只要有血浆替代、血压能够恢复正常，这种动物就可以存活下来。

虽然这种模型并不能完全代表战伤患者的病理生理改变，但皇家陆军医疗队上尉戈登·R·沃德 (Gordon R.Ward) 也对输注血浆技术表现出了浓厚兴趣。1918 年，他在给《英国医学杂志》的一封信件中指出，只输注「含柠檬酸的血浆」可以绕过 RBC 输血供应不足的困难。

参考文献：Carmichael SP 2nd, Lin N, Evangelista ME, Holcomb JB. The Story of Blood for Shock Resuscitation: How the Pendulum Swings. J Am Coll Surg. 2021 Aug 12:S1072-7515(21)01236-9. doi: 10.1016/j.jamcollsurg.2021.08.001. Epub ahead of print. PMID: 34390843.

排版：张洁

投稿：zhangjie4@dxy.cn