第三节 输血发展历史

血液由细胞与非细胞成分组成，前者包括红细胞、白细胞、血小板，后者即为血浆。血液具有运输各种物质、调节酸碱平衡、参与免疫及防御功能，并能维持细胞内、外间平衡和起缓冲作用。因而，输血能改善血液动力学，提高携氧量，维持氧化过程，补充血浆蛋白，维持渗透压；保持血容量；增加营养，改善机体生化功能；纠正凝血机制，达到止血目的；因为含有多种抗体，可增加机体抵抗疾病的能力，改善机体功能等。

一、输血的起始

血液在临床上开始输用，作为治疗手段已经过上千年的发展，但直到19世纪才将临床输血作为抢救生命，恢复健康的主要治疗手段之一，有时甚至比药物更为重要。

自古就有人想用血液作为治疗方法，古代埃及人提倡用血液来沐浴，旨在返老还童或恢复健康。罗马斗剑士在斗场上饮血，希望从中获得勇气与力量。15世纪后期，血液用于治疗精神病、癫痫、抑郁症、怪癖等，但未用于治疗失血和贫血。有—个时期认为精神错乱、抑郁、癫狂等都是因为血液中“有毒”，而用放血治疗，由理发师在患者前臂静脉上用针刺，将血放出来。直至17世纪，英国医学家Harvey发现了血液在体内环流与运行途径第一次发表了血液循环的论文，这才开始了往血管内注射药物的实验。

著名建筑家、天文学家和解剖学家Wren于1656年用银制成小管，将动物膀胱作为注射器，这是现代注射器的雏形。他将鸦片、催吐剂及其他药物注射至活狗的血流中，从此就有人开始尝试将很多东西，包括血液输入血流中。意大利医生Folli在1654年首先宣称“发明”了输血，1680年出版的书中记述了有关他用漏斗、金屑管进行输血的实验。

二、人体输动物血成功

第一次在人体输血成功是1667年，在英国和法国两地试用，因而，有很多文章讨论了谁是第一个在人体输血成功者。

英国牛津年轻的生理学家和医生Lower在Wren的实践基础上，企图将血液输至血流。Lower于1665年首先将狗的颈动脉与另一狗的颈静脉相连接，输血成功，受血狗立即恢复健康。这一实验给他增强了将动物血输给人的信念，并于1667年夏，他成功地将羊血输入人体。同年11月23日，他被英国皇家协会邀请，在许多专家面前对1名22岁的教会成员Coga输血，他自觉“不平衡”、“脑子有热”，志愿在他体内输血，以改变他的行为。当时的输血方法是在其肘前静脉先放少量血，再将肘前静脉与羊的颈动脉用银管相连接，经过2min后有羊血输入，患者自觉良好。6d后患者在皇家协会报道了他的自我感觉。此事发表在Pepy日报上，震动了当时的社会。

与此同时，法国哲学家、数学家和医生Denis经过狗的输血实验后，在1667年6月15日为1名15岁的男孩输血。他因长期发烧而昏睡，曾经20次放血治疗，仍不见好转，输羊血少许。以后Denis又对1例健康志愿者输羊血，受血者只感觉臀部发热，后有酱油色尿（血型不合导致的不良反应）。第三例是一位奄奄一息、频于死亡，要求输血的瑞典贵族。当时虽有人反对，但Denis为了治病救人于1667年12月9日还是给患者输了小牛股动脉血。输后患者情况好转，数日后又输了一次，输后发生了严重反应并有黑色尿（血型不合导致的不良反应）。为此，反对者上告法庭。法庭判决：自1668年4月17日起，未经巴黎医学部批准，不准再输血。10年后，法国议会还下令禁止在人体作输血试验，英国也下令禁止输血，如此持续了150年。目前公认是英国Lower首先进行了动物输血，法国Denis是第一个在人体输血成功者。

三、人血输给人

在以后的150年中，世界各地陆续有输血的个案报告。当时输血的适应证是治疗精神错乱、癫狂及长期治不好的疾病，且一直输用的是动物血。

至1774年Prietley及1777年Lavoisier在呼吸实验氧的作用研究时，认识到血液可以从肺将氧带到组织中，这一科学发现才确认输血是一个合理的治疗手段。1817—1818年英国生理学家及产科医生B1undell在狗身上作实验时，发现因出血濒死的狗，若输入另一条狗的血即可救治。在此基础上，他设计了一套输血器材（1把椅子、1个漏斗、注射器和管子），将人的血液输给严重大出血的产妇，共有10例，其中除2例已濒死和已死亡者未能救活外，另8例中5例救治成功。他是第一位用人血输给人的成功者，这让欧洲及美国为之震动。接着他又设计出输血用具，从而开创了直接输血法，这一方法一直延用了约100年。

四、消毒和输血方法的改进

由于当时输用动物血或人血的反应发生率较多，主要表现为：局部或全身感染的危险性；血液凝固和动物或种属间的免疫不合，许多学者对此进行了大量的研究和改进工作。1867年英国外科医生Lister采用了消毒法，将器具进行消毒，手术时实施无菌技术，解决了感染问题。

对于血液凝固问题，当时发现在输血时若时间较长，血液即成凝块；如能缩短时间就可避免血液凝固，因而想将献血者的动脉与受血者的静脉很快地连接起来，就可避免血凝。法国革新者Car-rel在美国Rockefeller研究所将动物体内的动脉与静脉端缝合做器官移植成功后，在1908年对1例出生后5d出血不止的垂死女婴的腘静脉与其父的挠动脉相接，手术获得成功，女婴出血停止，转危为安。这是美国纽约第一次输血成功。美国cleveland的外科医生Crile于1898年进行了直接从动脉到静脉的输血。他发明了一种接头管，将受血者的静脉与献血者的动脉相连接，避免了血管的缝合。当时的输血是受血者和献血者一起躺在手术床上，由1个有经验的5人小组用此法连接血管，进行输血。至1909年，Crile先后对55例患者，61例次输血成功，但约有35%的病例发生溶血。此后，发明了注射器、石蜡油管、注射针头、小接管、三通管、活塞等，改进了输血的方法。

五、抗凝剂的应用

血液凝固现象给输血带来了困难，仅用加快输注时间避免血液凝固的作用是有限的。1821年法国科学家Prevost和Dumas发现去纤维蛋白可使血液不凝固，成为液态。1835年Bischoff证明，将去纤维蛋白血给濒死动物输注，可使动物起死回生，故开始输用去纤维蛋白的血液。

1774年英国解剖学家Hewson发现中性盐类有抗凝作用，但未应用于临床。1868年英国产科医生Hicks受Hewson工作的启发，在血液中加入磷酸钠溶液，使血不凝，将其输给3名产科大出血的患者，但产妇均死于休克。1894年英国病理学家Wright提出某些酸性可溶性盐类可无限期地延缓血液凝固。瑞士两位生理学家Arthus和Pages于1890年首先提出血液中加少许草酸盐或枸橼酸盐可以与钙离子结合，使血液呈液态。但经过24年后才应用于临床。1914年比利时人Hustin发现枸橼酸钠可以防止血凝；7个月后阿根廷的Agota用枸橼酸盐抗凝作输血。此后进一步发现，红细胞在偏酸的条件下能更好地保存，加葡萄糖可作为能量来源，可进—步改善红细胞活力，因而发展了一种带酸性含葡萄糖的抗凝剂。以后又在此基础上不断改进。1943年Loutit和Mollison等终于配制出枸橼酸葡萄糖（ACD）血液保存液，解决了输血中的血液凝固问题。

六、血液保存

抗凝剂的问世，使血液保持液态，解决血液凝固问题，使输血得以顺利进行。第一次世界大战期间，输血在抢救伤员中占有重要地位，需用血量很大，用随时抽随时输的办法给工作带来了一定困难。当时，加拿大军官Robertson在Rous和Turner（1916年）的配方基础上用枸橼酸葡萄糖溶液可将血液保存21d。1939年De Gowin等用类似枸橼酸葡萄糖液使血液保存38d，以后又发展有A1sever's溶液。1943年Loutit和Mo11ison发明了ACD（Acid-dextrose，包括枸橼酸三钠和葡萄糖）保存液，它可保存血液达21d；在第二次世界大战期间，欧洲以此溶液保存了38万单位血液，太平洋地区也用它保存了18万单位血。1957年Gibson研制出枸橼酸磷酸盐抗凝剂（CPD citratephosphatedextrose,），它比ACD的酸度减低，用于保存血液，减轻对红细胞的损伤，使保存液延长至28d。Gabrio和Nakao在ACD的基础上加少量核苷类物质如次黄嘌呤核昔或腺嘌呤，可延长保存期至35d，若再适当调整其pH值，又可使红细胞的保存延长至42d或以上。

低温技术的应用使血液保存工作发展到一个新阶段。-78℃下可使红细胞保存10年，-190℃下红细胞的保存时间更长。

七、人血型的发现

1900年维也纳大学病理解剖研究所助教Landsteiner首先发现人类红细胞的血型，这一划时代的发现，为以后血液的安全、有效输用作出了重大贡献，为此他获得了1930年诺贝尔奖。此后他与自己的学生一道又发现了MN、P、Rh等血型，赢得了“血型之父”的誉称。

八、血浆及其成分分离

1927年Strumia和McGraw已提出血浆采集法，用枸橼酸钠作为抗凝剂，经离心后采其上层血浆。以后Flodorf和Mudd提出冷冻新鲜血浆，在高压真空下，除去水分，制成干粉状态，可在室温下保存，需要时加消毒生理盐水即可使用。这就解决了战时在世界各地，不同气候条件下的贮存及运输问题，急救时可随时应用，使创伤患者缩短了渗透压与血浆容量恢复的时间。

因血浆用量大，就考虑到使用牛血浆以替代人血浆；但有血清病反应。美国哈佛大学医学院物理化学家Cohn受国家研究院的委托研究如何使牛血浆更好地为临床应用。他组织了化学家、医学家、公共卫生学家及医生等共同研究。首先，他将血浆中的主要蛋白进行分离并成功地创立了从血浆分离蛋白系统。该系统中主要是控制了氢离子浓度（pH）、离子强度、乙醇浓度、蛋白浓度及温度5种能影响蛋白质的因素。以后，血浆蛋白的结构与分子特性、分子大小、形状、电荷等均逐渐被了解。Cohn不但分离了血浆蛋白的主要成分，并进行纯化及研究其分子特点。随后，法国、瑞士、德国、美国等国进一步用免疫学、物理、化学等方法进行研究，发现牛血浆之所以引起反应，主要是某些球蛋白，而不是白蛋白；并发现白蛋白的负电荷大，有较大的扩容作用，纯化、结晶化后用于临床，可作为血液代用品，但仍不可避免迟发性血清病的发生。以后Cohn自邻近医院的血库中，用他自己创制的分离系统，取人血进行分离，获得了人白蛋白。其生理效应与特性和牛白蛋白相同，而免疫性不同，应用后无任何反应。在第二次世界大战结束前，共采集130多万名志愿献血者的血，其中有1000多万名献血者的血用作制备血浆，220余万名的血浆制作白蛋白，可见血浆及其制品在外伤抢救中发挥了巨大的作用。

血浆成分分离工作的开展，同时也促使了成分输血治疗，即将血浆以外的细胞成分进行分离、保存，在稳定状态下进行针对性治疗，使每一份血都能经济、合理地应用。血浆成分与细胞成分的浓缩又增加了临床效果。

九、自身输血

自1818年Blundell曾给1例产后出血的妇女回输自身血液成功。但由于技术困难，一直未能推广，1917年Loockwood对l例出血性疾病患者行脾切除术时，将其自身血液用机器回输成功。1921年Davis和Cushing用水唧简法收集自身血，用于神经外科手术患者。至20世纪30年代手术时采用自身输血已有几百例报告，自胸腔、腹腔（宫外孕、脾破裂等）及神经外科的自身输血。但以后较少报道，为了安全而采用同种异体输血。20世纪60年代由于战伤及意外伤亡，血源困难，此法又逐渐开展起来。由于采用自身血液，可以不感染其他输血相关疾病，无同种免疫，容易获得，可立即输用，特别是血的再利用，可大大减少血库血的应用，现已召开了多次国际性会议，将有更新、更好的技术问世，自身输血技术将会有更大发展。

回顾输血发展的历史，突出的一点是不断地有所进步，虽然多年的进步是不均衡的，也不是一往直前的，但是用输血方法治疗疾病，挽救危重患者的生命，为保障广大人民的健康起到了重大作用。近20年来，全自动血细胞分离机的问世，成分输血的推广，特别是临床外周血造血干细胞的大量运用和血液成分置换的开展，输血已由简单的输全血到科学合理输成分血，同时已延伸到开展去除病理成分的治疗性输血，因此，输血学已发展成为一门医学、医学伦理等知识互相融会贯通的综合性学科。