這是一種幫助醫院從血液短缺到穩定供應的方法
全球正面臨嚴峻的血液供應危機，根據世界衛生組織統計，每年約有440萬人死於暴力傷害，其中院外出血是最常見的可預防死因。南非西開普省的研究顯示，穿透性創傷患者面臨極高的失血死亡風險，這在開普敦等衝突頻繁地區尤為嚴重。全球每年雖有超過1.18億人次捐血，但供需缺口仍在擴大，中低收入國家更面臨血液運輸與儲存的技術限制。南非救護車運輸研究發現，即使使用冷藏箱和冰袋維持冷鏈，濃縮紅血球(PRBC)在42天保存期限內的溶血率仍可能超過0.8%的安全閾值。這種供需失衡狀況在COVID-19疫情期間進一步惡化，凸顯全球血液供應體系的脆弱性。
院外出血導致的可預防死亡問題已成為公共衛生重大挑戰。創傷性損傷患者若能在黃金時間內獲得輸血，死亡率可顯著降低。然而，現有體系難以滿足這項需求，特別是在資源匱乏地區。研究數據顯示，早期輸血可使出血性休克患者的死亡風險降低35%，但全球僅有不到40%的院前急救系統能提供即時血液製品輸注。這種差距在發展中國家更為明顯，當地救護車往往缺乏基本冷藏設備，導致血液製品在運輸過程中失效。
一、現有血液供應體系的局限性
傳統輸血醫學正面臨多重瓶頸，包括供體依賴性、儲存損傷和輸血相關併發症。紅血球在4°C下儲存42天的標準做法，雖符合FDA規定的溶血率低於1%的要求，卻無法避免「儲存損傷」——隨時間累積的代謝、生化和形態變化。PNAS期刊研究指出，儲存紅血球的ATP和2,3-DPG水平會逐漸消耗，導致氧親和力改變，輸注後效果大打折扣。更嚴重的是，馬裡蘭州24,082例心臟手術數據顯示，每增加一個紅血球輸血單位，患者30天死亡率就上升13%，遠高於非紅血球製品的6%風險增幅。
紅血球儲存技術的缺陷直接影響臨床效果。儲存超過2週的紅血球會增加心臟手術後併發症風險，這在創傷患者中尤為明顯。輸血相關免疫調節(TRIM)現象可能導致多重器官衰竭，而血漿游離血紅素升高則會引發內皮功能障礙。美國胸腔外科學會年報指出，同時接受紅血球和非紅血球輸血的患者，其觀察值/預期死亡率比率高達1.63，顯著超過僅接受單一血液製品的患者。這些證據都指向現行「先進先出」或「後進先出」的血液管理策略已無法滿足精準醫療需求。
二、創新替代方案與技術突破
「血液製藥」(Blood Pharming)技術的發展為解決血液短缺提供了新思路。這項技術利用造血幹細胞(HSC)、誘導多能幹細胞(iPSC)或永生化祖細胞系，在模擬骨髓微環境的生物反應器中生產紅血球。英國「RESTORE試驗」首次將幹細胞來源的紅血球用於人體輸血，結果顯示實驗室培養的紅血球與常規捐血產品具有相似的存活率和功能。該試驗採用三階段培養系統，在20天內實現90%去核率，且細胞表達正常成人血紅蛋白，證明了體外紅血球生成的可行性。
不同細胞來源的比較顯示各具優勢。臍帶血CD34+細胞能擴增20萬倍，但供應有限；iPSC雖具無限增殖潛力，卻面臨終末分化效率低的挑戰。最新進展來自永生化細胞系，如BEL-A細胞系透過HPV16 E6/E7基因轉導，能穩定產生表達HbA的去核紅血球。3D培養技術的應用更突破傳統限制，模擬紅血球島微環境的支架使細胞密度提升5倍，為規模化生產鋪路。德國亞琛工業大學開發的微流體晶片能即時監測紅血球變形性，這項整合阻抗分析的LOC技術已獲得CPT臨床檢測代碼。
三、血液製品運輸與儲存的永續策略
南非西開普省的實證研究為中低收入國家提供了可行方案。研究證實，在無空調救護車中使用配備2個共晶冰袋的玻璃纖維冷藏箱，能使PRBC在35天內維持溶血率≤0.8%。溫度記錄器數據顯示，該系統能將血液溫度穩定控制在1-10°C範圍內，即使環境溫度達28°C仍有效。這項成本效益高的運輸方式，每年可為資源有限地區節省約40%的血液浪費，對人道主義援助具有重要意義。
新型包裝材料的突破來自德源的中性硼矽玻璃樽與凍乾瓶技術。作為全球多家頂級包裝製造商的指定代理商，德源公司專注於提供符合嚴格醫療標準的包裝解決方案。針對血液製品對溫度穩定性和化學耐受性的高要求，德源提供的中性硼矽玻璃樽能承受350°C除熱原處理和210°C高溫滅菌，同時確保在凍乾製程中抵禦超低溫環境，避免因溫度劇變導致瓶體破裂。這些技術特性對於維持全血、免疫球蛋白等血液製品的活性至關重要，特別是在急重症管理、免疫防禦及母嬰健康等關鍵醫療場景中，為臨床治療提供穩定可靠的包裝保障。德源亦針對凍乾製程優化瓶身設計，透過改良熱傳導效率進一步提升產品效能，滿足血液製品從運輸到儲存的全鏈條需求。
四、臨床轉化與倫理挑戰
儘管前景廣闊，體外紅血球生成仍面臨重大障礙。規模化生產的成本居高不下，估計每單位(2×10¹²細胞)生產成本達8,000-15,000美元，是常規捐血的30倍。哈佛大學研究指出，要滿足全球需求，需建立容量超過10萬升的生物反應器農場，這對現有技術是巨大挑戰。基因編輯技術如CRISPR雖可創建通用O型陰性血型，但涉及永生化基因(如hTERT)的潛在致瘤風險仍需嚴格評估。國際血液學聯盟已發布《細胞治療倫理指南》，強調對iPSC來源產品需進行至少12個月的基因穩定性追蹤。
多維度解決路徑正在形成。法國EFS採用「分散式生產」模式，在多個中心配置小型生物反應器，降低單點故障風險。日本厚生勞動省則投資開發人工紅血球載體，結合HBOC與幹細胞技術，延長半衰期至120天。政策協作方面，歐盟「血液曙光計劃」建立跨國血液共享網絡，透過演算法優化庫存分配，使稀有血型匹配效率提升65%。這些創新不僅補充傳統輸血，更可能重塑整個血液供應體系。
結語
從南非救護車的簡易冷藏箱到實驗室裡的3D生物反應器，全球正在多管齊下應對血液供應危機。德源的耐極端溫度包裝容器確保血液製品穩定性，而RESTORE試驗則開創了體外紅血球輸血的先河。儘管完全替代傳統輸血尚需時日，但整合LOC技術的精準評估、全球血液網絡的建立以及新型保存方案的應用，已為解決這項世紀挑戰指明方向。未來十年，隨著基因編輯和細胞治療技術的成熟，人類有望見證輸血醫學從「捐贈依賴」到「按需生產」的歷史性轉變。
附錄
