血液成分中病原體滅活技術(shù)及其研究進(jìn)展

康瀾 李世林 楊春暉

自輸血醫(yī)學(xué)學(xué)科成立以來，血液供應(yīng)的安全性就一直備受關(guān)注。在過去的幾十年里，無論是在發(fā)達(dá)國家還是發(fā)展中國家，血液安全都取得了重大改善。獻(xiàn)血者篩查、延期獻(xiàn)血、血液檢測以及對血液供應(yīng)鏈中的每一步進(jìn)行嚴(yán)格管控的策略都大大降低了輸血傳播疾病的發(fā)生率。但是，血液安全仍然是一個值得關(guān)注的問題，因為不斷有新的病原體出現(xiàn)來威脅血液安全。而現(xiàn)有的病原體篩查手段，仍不能解決病原體帶來的所有問題，這是因為（1）即使是最先進(jìn)的核酸檢測方法也不能完全消除“窗口期”的存在；（2）目前只能對已被認(rèn)識且可以進(jìn)行檢測的病原體進(jìn)行篩查和檢測，且并非所有公認(rèn)的威脅都能得到根本的解決；（3）從衛(wèi)生經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度考慮，對病原體的篩查不可能無限制地擴(kuò)大。因此，站在受血者的立場考慮，提高血液安全的理想策略就是引入病原體滅活，該技術(shù)可以廣譜消除血液中的病原體，有效預(yù)防新發(fā)再發(fā)病原體的傳播，彌補(bǔ)其他檢測手段的不足，進(jìn)一步降低輸血傳播病原體的殘余風(fēng)險。目前，血液病原體滅活技術(shù)已在多個國家得到了應(yīng)用，如我國部分血站使用的亞甲藍(lán)（methylene blue，MB）光化學(xué)法、在多個歐洲國家應(yīng)用的補(bǔ)骨脂素（amotosalen/S-59）光化學(xué)法和核黃素（riboflavin，RB）光化學(xué)法等。而另一些新的病原體滅活技術(shù)仍處于臨床實驗或研究探索階段，如S-303法、THERAFLEX UV、低溫等離子技術(shù)、飛秒激光/超短脈沖激光、高靜水壓技術(shù)等。我們將在下文中對這些病原體滅活技術(shù)的應(yīng)用及研究進(jìn)展進(jìn)行介紹。

1 已應(yīng)用的血液成分病原體滅活技術(shù)

1.1 光化學(xué)法：光化學(xué)技術(shù)是生物光動力敏化作用。在血液成分中加入光敏劑后，一定波長光的照射下，光敏劑可以吸收光能進(jìn)而發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，破壞核酸，阻斷病毒復(fù)制，從而達(dá)到滅活病毒的目的。

1.1.1 亞甲藍(lán)光化學(xué)法：MB是一種光敏性吩噻嗪染料。在歐洲用于單人份血漿的病原體滅活已有15年以上。MB對核酸和病毒表面具有親和力，它可以直接插入核酸分子螺旋之間，或結(jié)合在螺旋表面，進(jìn)而發(fā)生鳥嘌呤特異性切割。在缺乏氧氣環(huán)境的溶液中，直接電子轉(zhuǎn)移可能是造成磷酸二酯鍵斷裂的原因，使鳥嘌呤殘基處的鏈斷裂。在富氧溶液中，可形成活性氧（iO2，OH，超氧化物）[1]，導(dǎo)致鳥苷氧化。在可見光波長的存在下（MB在620～670 nm處有峰值吸收），Ⅰ型（氧化還原）和Ⅱ型（光氧化）反應(yīng)都可以發(fā)生，核酸分子的這些變化最終阻止了病原體的復(fù)制。MB技術(shù)已經(jīng)顯示出可以滅活包膜病毒和某些非包膜病毒，如丙型肝炎病毒（hepatitis C virus，HCV）、黃熱病病毒（yellow fever virus，YFV）、寨卡病毒（zika virus，ZIKV）等[2-3]。 但是，鑒于其具有一定的疏水性，該化合物無法穿透質(zhì)膜滅活細(xì)胞內(nèi)病毒，且不能破壞白細(xì)胞，因而不能降低輸血相關(guān)移植物抗宿主?。╰ransfusion associated graft versus host disease，TA-GVHD）的發(fā)生率，也無法應(yīng)用于紅細(xì)胞（red blood cell，RBC）成分的滅活。盡管MB不會使細(xì)胞內(nèi)病毒滅活，但是血漿的冷凍和解凍通常會破壞白細(xì)胞的細(xì)胞膜，從而釋放病毒顆粒，并使它們易受MB的影響。MB作為外來物質(zhì)，在滅活過程結(jié)束后會有殘留。通過使用MB過濾器，就能除去95%以上的殘留染料和光導(dǎo)副產(chǎn)物[4]。

目前，該技術(shù)主要用于單袋血漿病原體滅活，也是我國唯一批準(zhǔn)用于臨床的單袋血漿病原體滅活法，其也在奧地利，白俄羅斯、希臘、意大利等多個國家批準(zhǔn)使用[5]。

1.1.2 補(bǔ)骨脂素S-59光化學(xué)法：S-59是從芹菜、蘿卜等植物中發(fā)現(xiàn)的。補(bǔ)骨脂素是平面雜環(huán)芳香小分子，具有高度水溶性，可以快速通過細(xì)胞膜、細(xì)菌壁或病毒包膜，并容易嵌入到DNA或RNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)中。在紫外線A（UVA）照射下，其反應(yīng)基團(tuán)和嘧啶堿基形成單加合物，單加合物導(dǎo)致螺旋稍微展開[6]。核酸分子螺旋展開后，在UVA的持續(xù)存在下可以形成第二個加合物，它與原始加合物形成交聯(lián)。單加合物的不斷產(chǎn)生，加上交聯(lián)是無法逆轉(zhuǎn)的，使得病原體核酸無法復(fù)制，達(dá)到滅活病原體的效果。

Cerus公司將S-59與UVA結(jié)合，開發(fā)了INTERCEPT系統(tǒng)。早期，LILY LIN等[7]的實驗中就用數(shù)據(jù)證明補(bǔ)骨脂素和長波紫外光可滅活血小板濃縮液（platelet concentrate，PC）中多種致病細(xì)菌，如金黃色葡萄球菌、化膿性鏈球菌等，表現(xiàn)出預(yù)防血小板輸注相關(guān)菌血癥的潛力。多項研究[8-9]相繼證實通過使用補(bǔ)骨脂素和紫外線可滅活血漿和血小板中多種病毒和寄生蟲，如惡性瘧原蟲、YFV等，證實INTERCEPT系統(tǒng)具有降低各地區(qū)血漿和PC中病原體經(jīng)輸血傳播感染的風(fēng)險。瑞士是從2011年開始在全國范圍內(nèi)實施INTERCEPT系統(tǒng)的第一個國家，目前已在全球約30多個國家/地區(qū)常規(guī)使用[8]。

S-59能穿透細(xì)胞膜，相較于MB而言，S-59擁有破壞多種病原體及細(xì)胞內(nèi)核酸的優(yōu)勢。該技術(shù)可用于血漿和血小板，但不能用于紅細(xì)胞，因為血紅蛋白會吸收UVA，影響S-59的活化。光化學(xué)處理的血漿中大多數(shù)凝血因子在73%～98%范圍內(nèi)保存良好，Ⅷ因子水平雖然降至73%，但仍足以用于治療。此外，INTERCEPT系統(tǒng)能夠滅活殘留的供體白細(xì)胞[10]，包括T細(xì)胞，可以預(yù)防TA-GVHD。但是，用INTERCEPT系統(tǒng)進(jìn)行處理后有約20%的S-59及部分光副產(chǎn)物殘留[11]，這有可能成為潛在過敏原。

1.1.3 核黃素光化學(xué)法：核黃素是一種必需維生素（維生素B2），是一種三環(huán)平面結(jié)構(gòu)的芳香族化合物，可與核酸結(jié)合并插入DNA和RNA堿基之間。Ⅰ型和Ⅱ型光化學(xué)反應(yīng)均可以介導(dǎo)核黃素的作用機(jī)理。用紫外線或可見光激活后，核黃素通過直接電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)氧化DNA和RNA中的鳥嘌呤殘基，這種反應(yīng)發(fā)生在沒有氧氣的情況下。而在有氧情況下，則會產(chǎn)生超氧陰離子O–2和HO2[12]，導(dǎo)致鳥嘌呤的光氧化，從而破壞核酸，滅活病原體。Terumo BCT公司將核黃素與紫外線（280～400 nm）相結(jié)合開發(fā)了滅活血漿和血小板中病原體的Mirasol系統(tǒng)。已證明Mirasol系統(tǒng)對許多病原體具有不同程度的滅活作用[13]，尤其對包膜病毒最有效。

核黃素被美國食品藥品監(jiān)督管理局（food and drug administration，F(xiàn)DA）鑒定為GRAS化合物（指安全的化合物）。相對于INTERCEPT系統(tǒng)而言，血漿和血小板經(jīng)Mirasol系統(tǒng)處理后，不需要對殘留物及代謝產(chǎn)物進(jìn)行額外的去除步驟。FⅡ、FⅧc和FⅤ的活性保留率分別為80%、75%和73%?？鼓浮⒌鞍譙、纖溶酶原和α2-抗纖溶酶活性保持率在91%到100%之間[14]。FⅧc是血漿中最不穩(wěn)定的蛋白之一，通常受各種病原體滅活過程的影響最大。核黃素和紫外線處理的血漿也顯示FⅧc水平降低（75%的保留率），相比之下，MB處理的血漿中FⅧc保留率降至67%[14]。Mirasol系統(tǒng)用于紅細(xì)胞病原體滅活也仍在開發(fā)中。因為紅細(xì)胞存在儲存損傷現(xiàn)象，RB/紫外線可加速紅細(xì)胞存儲損傷并促進(jìn)紅細(xì)胞程序性死亡[15]。

1.2 有機(jī)溶劑/去污劑法（solvent / detergent，SD）：SD滅活技術(shù)于1985年第一次許可用于處理凝血因子濃縮物。SD法是通過有機(jī)溶劑（如三正丁基磷酸鹽，TNBP）和去污劑（如聚乙二醇辛基苯基醚，TritonX-100）相結(jié)合來破壞病原體的膜，直接達(dá)到滅活目的。該方法的靶標(biāo)是脂質(zhì)，對于包膜病毒、胞內(nèi)病毒、細(xì)菌和真菌的滅活都非常有效[16]。雖不能使非包膜病毒失活，但可以有效阻止這些病原體的傳播。

SD法目前主要用于滅活血漿，處理步驟多，不適用于單一供體處理。最常見的兩種血漿產(chǎn)品一是來自單個獻(xiàn)血者的新鮮冷凍血漿（fresh frozen plasma，F(xiàn)FP），二是經(jīng)過SD法處理的匯集血漿SDFFP。通過使用SD-FFP對凝血因子缺乏癥、免疫性血栓性血小板減少性紫癜等進(jìn)行的研究證明了SD-FFP的耐受性和安全性[17-18]。SD法是目前對匯集血漿進(jìn)行病毒滅活的唯一技術(shù)，也是使用最廣泛的病原體滅活技術(shù)。

SD治療的好處在于，除了可滅活常規(guī)篩選分析中未檢出的包膜病原體外，還能夠保留血漿蛋白的功能活性。SD血漿的一個缺點是SD過程不可避免地降低了α2-抗纖溶酶和蛋白S的水平[19]，并可能增加肝纖維化期間發(fā)生過度纖維蛋白溶解或血栓栓塞事件的風(fēng)險。但尚無針對此類不良事件的詳細(xì)資料，也未發(fā)布有關(guān)高纖蛋白溶解或血栓栓塞的發(fā)病率數(shù)據(jù)。

表1 病原體滅活技術(shù)在血液成分中的應(yīng)用

2 尚未進(jìn)入臨床使用的血液成分病原體滅活技術(shù)

2.1 THERAFLEX UV技術(shù)：THERAFLEX UV是由法國Macopharma公司開發(fā)的，該技術(shù)僅依靠短波（254 nm）紫外線C（UVC）通過與核酸的直接相互作用來滅活病原體。UVC通過誘導(dǎo)嘧啶二聚體的形成，阻止核酸轉(zhuǎn)錄本的延長[20]，且大多數(shù)二聚體是在相鄰的嘧啶之間形成的。此外，它也會產(chǎn)生涉及位于不同DNA鏈上的堿基損傷。盡管啟動DNA修復(fù)可以抵消這種有害影響，但若病毒、細(xì)菌或細(xì)胞DNA或RNA的損傷程度超過修復(fù)能力，則病毒、細(xì)菌將死亡或宿主細(xì)胞將無法允許相應(yīng)病毒的復(fù)制。這種作用機(jī)制對細(xì)胞外和細(xì)胞內(nèi)經(jīng)輸血傳播的病原體具有廣泛作用，如日本腦炎病毒[21]（japanese encephalitis virus，JEV）、戊型肝炎病毒[22]（hepatitis E virus，HEV）等。

THERAFLEX UV技術(shù)所采用的光波長較短，它的反應(yīng)性在混濁或者含有蛋白質(zhì)的溶液中容易被淬滅，只有在相對透明的介質(zhì)中最有效，所以目前主要用于滅活血小板中的病原體。已證明用254 nm的波長和0.2 J/cm2的能量劑量進(jìn)行處理可有效減少病毒、細(xì)菌和寄生蟲，同時保持可接受的血小板質(zhì)量水平[23]。該技術(shù)簡單、便捷且無需添加任何化合物，很容易在現(xiàn)有的血庫程序中實現(xiàn)。

由于無需添加任何光敏劑，THERAFLEX UVPlatelets系統(tǒng)處理后無需過濾，因此無需進(jìn)行常規(guī)藥代動力學(xué)和毒理學(xué)評估，沒有光產(chǎn)物或雜質(zhì)產(chǎn)生不利影響的風(fēng)險。在第一階段的臨床試驗中，研究人員對所有志愿者重復(fù)輸注自體經(jīng)UVC處理的血小板濃縮物，沒有觀察到與輸血有關(guān)的不良反應(yīng)，也不會誘導(dǎo)產(chǎn)生相應(yīng)抗體。目前，THERAFLEX UV-Platelets系統(tǒng)正在進(jìn)行3期臨床試驗。

2.2 S-303法：S-303是一種專為紅細(xì)胞病原體滅活而設(shè)計一種烷基化劑，屬于一類“易碎錨連接效應(yīng)子”（FRALE）化合物。FRALE化合物由三部分組成，包含插入DNA和RNA螺旋區(qū)域的嵌入基團(tuán)（核酸錨）、允許核酸共價連接的效應(yīng)基團(tuán)和協(xié)調(diào)化合物降解的中央易碎鍵[24]。FRALE化合物不依賴于光來激活，而是通過從較低的pH儲存環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)檩^高的pH來活化。錨通過選擇性地靶向核酸并可逆地結(jié)合到DNA和RNA的螺旋區(qū)域，效應(yīng)基團(tuán)與鳥嘌呤堿基發(fā)生不可逆反應(yīng)，產(chǎn)生加合物和交聯(lián)，防止核酸復(fù)制、轉(zhuǎn)錄或翻譯。這種作用模式可在數(shù)小時內(nèi)滅活細(xì)胞內(nèi)外病原體。

在第一代S-303系統(tǒng)中，發(fā)現(xiàn)少數(shù)接受S-303 RBC輸血的患者體內(nèi)存在抗S-303 RBC抗體。隨后，第二代S-303系統(tǒng)加入了谷胱甘肽（Glutathione，GSH）并增加其用量，解決了抗體形成問題。S-303/GSH也證明了對多種病原體具有有效的滅活作用，可滅活紅細(xì)胞成分中的登革病毒（dengue virus，DENV）、ZIKV、基孔肯雅病毒（chikungunya virus，CHIKV）以及惡性瘧原蟲等。

有實驗證明，第二代S-303 RBC在生理和代謝上均能夠儲存35天后進(jìn)行輸血，符合FDA關(guān)于RBC生存能力的指南[25-26]。其反應(yīng)副產(chǎn)物的遺傳毒性和致癌潛力已進(jìn)行了評估，在體外或體內(nèi)均未顯示出遺傳毒性，也不具有致癌性，不會誘導(dǎo)染色體畸變[27]。該技術(shù)的臨床前病原體滅活研究、血清學(xué)評估、紅細(xì)胞存活率評估等已經(jīng)完成，目前已啟動Ⅲ期臨床療效研究[26]。

2.3 PEN110法：PEN110是由美國VITEX公司開發(fā)出的一種INACTINE化合物，是一種化學(xué)上與二元亞乙基亞胺有關(guān)的化合物，被稱為亞乙基亞胺低聚物。該分子小且具有高度的水溶性，因此很容易在細(xì)胞膜中擴(kuò)散。PEN110中的取代烷基鏈通過與核酸的磷酸基團(tuán)形成離子鍵發(fā)揮定位作用，通過氮雜環(huán)丙烷基團(tuán)的質(zhì)子化激活分子。然后，其活性形式可以使近端親核中心烷基化，例如DNA中鳥嘌呤的N7位置。這導(dǎo)致鳥嘌呤的咪唑環(huán)結(jié)構(gòu)打開，在鏈中產(chǎn)生斷裂，核酸失去活性。

該化合物主要被用于紅細(xì)胞濃縮液病原體滅活。研究證明使用PEN110可以滅活RBC中的產(chǎn)氣莢膜梭菌、西尼羅病毒（west nile virus，WNV）、惡性瘧原蟲、人類免疫缺陷病毒（human immunodeficiency virus-1，HIV-1）、人巨細(xì)胞病毒（cytomegalovirus，CMV）等多種病原體。但是，PEN110同S-303一樣，具有輕微的毒性，所以需要在滅活后進(jìn)行再次處理。

INACTINE技術(shù)在經(jīng)過Ⅰ、Ⅱ期臨床試驗后，于Ⅲ期臨床研究中發(fā)現(xiàn)受試者體內(nèi)產(chǎn)生了針對PEN110 RBC的抗體。由于未找到好的解決方案，目前該技術(shù)的研發(fā)已被停止。

2.4 低溫等離子技術(shù)：近幾年低溫等離子技術(shù)在滅活病原體中的應(yīng)用逐漸發(fā)展成研究熱點。據(jù)目前現(xiàn)有的報道，低溫等離子技術(shù)不僅能夠滅活病原體，還能促進(jìn)細(xì)胞生長。

等離子體通常被稱為物質(zhì)的第四種狀態(tài)，隨著其能級的增加將其狀態(tài)從固體最終轉(zhuǎn)換為氣體的“電離”狀態(tài)，即“等離子體”。冷等離子體是在30～60℃的溫度下產(chǎn)生的，沒有熱力學(xué)平衡[28]。由于低溫等離子的處理是在室溫下進(jìn)行的，因此可以將對生物組織和不耐熱基質(zhì)的破壞作用降至最低，同時仍保持消毒和殺菌功效[29]。當(dāng)前有各種類型的等離子體產(chǎn)生源，如輝光放電，射頻放電，電暈放電，電介質(zhì)阻擋層放電等。低溫等離子會產(chǎn)生許多活性氧（ROS）和活性氮（RNS）[30]，例如過氧化氫（H2O2）、單線態(tài)氧（1O2）、臭氧 (O3)、一氧化氮（NO）和羥基自由基（·OH），以及電子、離子和光子，形成一種“活性物質(zhì)混合物”，協(xié)同發(fā)揮對多種微生物的滅活作用，如孢子、病毒等[30-32]。低溫等離子有兩個主要影響：（一）損傷細(xì)胞壁/膜[33]。ROS、RNS可以使細(xì)菌細(xì)胞壁肽聚糖的C-O、C-N、C-C化學(xué)鍵斷裂，破壞細(xì)胞壁對細(xì)菌的保護(hù)作用。ROS、RNS也會使細(xì)胞膜上的脂質(zhì)、蛋白質(zhì)氧化引起局部損傷。此外，電子和離子對細(xì)胞壁的轟擊會破壞化學(xué)鍵，通過蝕刻造成腐蝕，在細(xì)胞膜上形成損傷和開口，導(dǎo)致低溫等離子體進(jìn)一步滲透到細(xì)胞內(nèi)，引起細(xì)胞內(nèi)大分子物質(zhì)（蛋白質(zhì)、DNA）、鉀的泄漏。（二）活性物質(zhì)（主要是單線態(tài)氧）損傷DNA和蛋白質(zhì)，如DNA可能自身或與蛋白交聯(lián)，堿基（尤其是鳥嘌呤）的氧化，蛋白質(zhì)交聯(lián)、蛋白質(zhì)氧化降解等[34]。

該技術(shù)的一些優(yōu)勢是操作溫度低、水的消耗少、耗時短、生產(chǎn)過程中沒有化學(xué)殘留以及成本低等優(yōu)勢。目前該技術(shù)廣泛應(yīng)用于減少食物腐敗微生物，食源性病原體等方面[35-36]。正由于其有效、便捷、無毒無害，且能促進(jìn)細(xì)胞生長等特點，或許對血液中各種細(xì)胞成分有幫助。但目前缺乏相關(guān)的實驗證明該技術(shù)是否會破壞血液中的有效成分，需要進(jìn)一步的研究。

2.5 飛秒激光/超短脈沖激光技術(shù)：使用超短脈沖激光進(jìn)行選擇性消毒已成為一種潛在的無化學(xué)方法，其作用機(jī)理是通過脈沖受激拉曼散射（ISRS）激發(fā)病毒衣殼內(nèi)分子振動。

ISRS已被證明是在液體溶液中產(chǎn)生分子大振幅振動模式以及在固體系統(tǒng)中產(chǎn)生晶格振動的一種可行方法。YAN[37]等人證明ISRS是一個過程，通過這個過程，只要足夠短的激光脈沖通過拉曼活性固體或分子液體或氣體，就會激發(fā)相干晶格或分子振動。因此，在這個ISRS過程中，如果沉積在病毒顆粒衣殼上的激光能量或激發(fā)共振模式的振幅足夠大，就會破壞蛋白質(zhì)之間的薄弱環(huán)節(jié)（例如氫鍵或疏水接觸），從而破壞病毒顆粒的衣殼，導(dǎo)致病毒失活。

超短脈沖激光對細(xì)菌的滅活機(jī)制有兩方面：一是激光照射導(dǎo)致細(xì)菌中的超螺旋DNA發(fā)生松弛，使DNA損傷；二是激光照射刺激細(xì)菌中內(nèi)源性卟啉分子產(chǎn)生活性氧（ROS），主要是單線態(tài)氧，從而導(dǎo)致DNA損傷和細(xì)菌死亡[38]。

研究人員證明了使用超短脈沖激光滅活人血漿中包膜和非包膜病毒的作用，可使血漿中的HIV、甲型肝炎病毒（hepatitis A virus，HAV）、CMV的滴度下降[39]。且超短脈沖激光處理后人血漿蛋白的功能也得以保留，相對于對照樣品，因子Ⅱ、Ⅴ、Ⅶ、Ⅸ和Ⅹ顯示≥90%的保留。因子Ⅻ和纖維蛋白原顯示≥70%的保留。因子Ⅷ和Ⅺ是最敏感的，分別顯示68%和54%的保留率。鑒于該技術(shù)的特性，使其具有以下優(yōu)勢：

（1）對包膜/非包膜病毒、DNA/RNA病毒以及細(xì)菌均有滅活效果。

（2）沒有引入任何外來的化學(xué)物質(zhì)，可以安全環(huán)保地減少病原體，將潛在的副作用降至最低。

（3）該技術(shù)不同于UV，不會破壞蛋白質(zhì)和核酸內(nèi)的共價鍵，不會影響血液中的有效成分，如血漿蛋白、凝血因子等[39]，并且降低了產(chǎn)生新抗原的可能性。

（4）該技術(shù)主要依賴于改變病毒結(jié)構(gòu)來達(dá)到滅活的目的，對病原體核酸突變不敏感，因此可用于滅活野生型和突變/耐藥菌株。

可見，超短脈沖激光技術(shù)代表了一種血液成分病原體滅活技術(shù)發(fā)展方向。

2.6 高靜水壓技術(shù)：高靜水壓技術(shù)是一種物理病原體減少技術(shù)，是指采用超過100 MPa的靜態(tài)液壓壓力減少病原體，也稱為超高壓。

包膜病毒必須經(jīng)過膜融合才能將其基因組傳遞到宿主細(xì)胞中。包膜病毒上介導(dǎo)融合的蛋白在天然非融合狀態(tài)下處于亞穩(wěn)態(tài)構(gòu)象，通過動力學(xué)屏障與較低的自由能狀態(tài)（融合構(gòu)象）分開。當(dāng)病毒-細(xì)胞相互作用觸發(fā)融合時，屏障就會被超越。而超高壓處理后病毒包膜蛋白的構(gòu)象發(fā)生改變，疏水區(qū)域暴露，融合活性顯著增強(qiáng)，病毒包膜由亞穩(wěn)定狀態(tài)向更穩(wěn)定的膜融合狀態(tài)轉(zhuǎn)變[40]。即超高壓處理包膜病毒，包膜穩(wěn)定性增強(qiáng)，可以保護(hù)病毒衣殼，使病毒核酸無法釋放，失去感染性。然而，無包膜病毒對超高壓表現(xiàn)出不同的敏感性。腦心肌炎病毒（encephalomyocarditis virus，EMCV，HAV的模型病毒）在200 MPa壓力下2 min即可輕松滅活，而豬細(xì)小病毒（porcine parvovirus，PPV，人類細(xì)小病毒B19的模型病毒）對壓力不敏感。有研究人員通過病毒蛋白和基因組RNA兩方面探究超高壓對輪狀病毒（rotavirus，RV）的滅活機(jī)制，他們發(fā)現(xiàn)，超高壓不能破壞RV的基因組RNA，但能破壞衣殼蛋白使病毒顆粒喪失完整性[41]。對于有些細(xì)菌而言，在一定壓力下，蛋白質(zhì)復(fù)合物的解離可能在細(xì)菌的生長抑制中起決定性作用，因為這些復(fù)合物中的許多都參與了基本的細(xì)胞過程，例如復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯[42]。目前該技術(shù)已被用于滅活食品中的病原體[43]。

高靜水壓技術(shù)同飛秒激光一樣，也具有不引入任何化學(xué)物質(zhì)的優(yōu)勢。此外，還具有操作簡便、處理時間短和高通量的特點。這些優(yōu)點使得該技術(shù)具有滅活血液成分中病原體的巨大潛力。該技術(shù)已在不同的條件下證實可使血漿中的HIV-1、偽狂犬病病毒（pseudorabies virus，PRV）、EMCV的滴度降低[44-45]，也能使血漿中金黃色葡萄球菌失活[46]。此外，研究人員在對將高靜水壓技術(shù)用于血漿病原體滅活的探索中發(fā)現(xiàn)，壓力大小、溫度和循環(huán)頻率等條件對病原體的滅活具有累加作用[47]。高靜水壓技術(shù)在滅活病原體的同時也會給凝血因子的活性帶來一定的損失。雖然優(yōu)化后的高靜水壓技術(shù)能有效穩(wěn)定血漿中凝血因子的活性，保持蛋白質(zhì)的含量，但如何平衡滅活效果和有效成分活性，還需要進(jìn)一步的探究。

3 小結(jié) 多年來，由于獻(xiàn)血者詢問、篩查和血液病原體滅活技術(shù)等策略的引入，輸血傳播疾病的殘余風(fēng)險大幅下降，尤其是在發(fā)達(dá)國家。然而，在很多發(fā)展中國家，由于基礎(chǔ)衛(wèi)生條件較差，再加上經(jīng)濟(jì)條件的限制，無法負(fù)擔(dān)先進(jìn)但昂貴的血液篩查技術(shù)，使得輸血傳播疾病仍然嚴(yán)重威脅著血液安全。過去二十年出現(xiàn)的一些新發(fā)再發(fā)病原體，如中東呼吸綜合征冠狀病毒[48]（Middle East Respiratory Syndrome Coronavirus，MERS-CoV）、DENV[49]、SARS-CoV-2[50]等，研究人員通過使用PI技術(shù)同樣能夠?qū)⑺鼈冇行缁?，這也更加突出應(yīng)用血液病原體滅活技術(shù)的必要性。目前，PI技術(shù)雖已得到了一些應(yīng)用，但仍存在一定的局限性?？偟膩碚f，血漿和血小板的PI技術(shù)較為成熟，而針對紅細(xì)胞和全血的滅活仍期待著更加成熟的技術(shù)，細(xì)小的無包膜病毒的滅活也存在挑戰(zhàn)。此外，PI技術(shù)的應(yīng)用成本也阻礙了一些發(fā)展中國家的使用。因此，PI技術(shù)的發(fā)展需要研發(fā)更加安全有效低成本的方法。低溫等離子技術(shù)、飛秒激光、高靜水壓技術(shù)對多種病原體顯示出的滅活作用和具有操作溫度低、控制性強(qiáng)、不會引入有毒物質(zhì)以及成本低等優(yōu)勢，使它們具有用于滅活血液成分中病原體的潛力，但目前缺乏大量相關(guān)的實驗來揭示這些技術(shù)對血液中有效成分的影響，所以有待進(jìn)一步的開發(fā)和研究。

病原體滅活技術(shù)相較以前已取得了顯著進(jìn)展，其對病原體的滅活作用也在血液成分中得到許多實驗驗證。這提示我們，病原體滅活技術(shù)在降低輸血傳播疾病方面具有非常重要的地位。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突