紅細(xì)胞存儲損傷的研究進(jìn)展

[摘要]"通過紅細(xì)胞輸注，紅細(xì)胞脫落細(xì)胞核和其他細(xì)胞器并在細(xì)胞質(zhì)中包裝高濃度血紅蛋白實現(xiàn)高效供氧。體外低溫存儲的紅細(xì)胞隨著保存時間延長，發(fā)生形態(tài)、生化與功能等改變，即“存儲損傷”。近年來隨著組學(xué)等技術(shù)的發(fā)展，關(guān)于紅細(xì)胞存儲損傷的機(jī)制、提高保存質(zhì)量的措施、損傷標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)及臨床后果一直是該領(lǐng)域研究熱點，本文結(jié)合國內(nèi)外紅細(xì)胞存儲損傷的研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述。

[關(guān)鍵詞]"紅細(xì)胞；存儲損傷；輸血；血液保存

[中圖分類號]"R457.1""""""[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]"A""""""[DOI]"10.3969/j.issn.1673-9701.2025.14.023

輸血在改善機(jī)體組織供氧和凝血功能、挽救生命的過程中具有無法替代的地位和意義，成分輸血以儲存紅細(xì)胞（red"blood"cells，RBC）輸注為主。RBC和網(wǎng)織RBC逐漸失去細(xì)胞核和細(xì)胞器，通過在細(xì)胞質(zhì)中包裝高濃度血紅蛋白實現(xiàn)高效能量生產(chǎn)，同時RBC失去線粒體使高濃度的血紅蛋白維持還原狀態(tài)。RBC在人體的壽命約120d，通過氧化磷酸化過程為組織細(xì)胞提供氧氣，直至累積損傷后被清除。RBC在血庫中儲存長達(dá)42d至維持質(zhì)量對治療各種急慢性疾病是必要的[1-3]。體外冷藏的RBC可失去其進(jìn)化適應(yīng)能力，產(chǎn)生存儲損傷，包括形態(tài)、生物化學(xué)、代謝及功能的一系列損傷，大量RBC輸注治療對患者的損害一部分來自于存儲損傷的累積。

1""RBC存儲損傷的影響因素

獻(xiàn)血者的個體差異是影響RBC質(zhì)量最主要的原因，包括獻(xiàn)血者的性別、年齡、生活方式和遺傳疾病影響。研究表明抽煙、酗酒、飲食等可改變RBC抗氧化、抗炎水平[4-5]；高效液相色譜技術(shù)檢測發(fā)現(xiàn)糖化血紅蛋白含量較高的RBC氧化應(yīng)激增加，糖化血紅蛋白含量與存儲RBC的質(zhì)量密切相關(guān)[6]。遺傳病如鐮狀RBCs病、遺傳性血色病等患者RBC抗氧化能力降低，溶血率增加[7-8]。同時，獻(xiàn)血者性別對血紅蛋白濃度和氧化還原水平有影響，女性抗氧化能力及自由血紅蛋白含量顯著低于男性[9]。血液采集及成分制備過程同樣影響RBC存儲損傷，輻照、白細(xì)胞過濾及制備前保存方法會改變RBC代謝及氧化還原能力[10-11]。

RBC存儲損傷的根本原因分為兩類：①RBC脫離血液循環(huán)與血漿分離，保存在含添加液的血袋中；②暴露在氧氣下的體外存儲中，細(xì)胞氧化應(yīng)激增加且RBC失去在血液循環(huán)中進(jìn)化而來的對抗能力。RBC氧化損傷及代謝障礙是導(dǎo)致RBC存儲損傷的重要生理特征。氧化損傷包括血紅蛋白、脂質(zhì)結(jié)構(gòu)蛋白和晚期糖基化終末產(chǎn)物蛋白質(zhì)氧化損傷，代謝障礙導(dǎo)致乳酸過度累積、三磷酸腺苷（adenosine"triphosphate，ATP）及2，3–二磷酸甘油酸的耗竭[12]。

2""代謝組學(xué)在RBC存儲損傷研究中的應(yīng)用

糖酵解途徑是RBC產(chǎn)能的唯一途徑，磷酸戊糖途徑產(chǎn)生的還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（nicotinamide"adenine"dinucleotide"phosphate，NADPH）主要用來維持谷胱甘肽的還原狀態(tài)。RBC通過上述代謝途徑維持其形態(tài)、功能、胞內(nèi)鈣環(huán)境穩(wěn)定和膜脂質(zhì)更新。了解RBC代謝具有重要臨床意義，組學(xué)技術(shù)的引入為RBC損傷的研究帶來大量新的內(nèi)容。首先，代謝組學(xué)分析發(fā)現(xiàn)糖酵解、谷胱甘肽、嘌呤、硫代謝和羧酸鹽這些途徑與供體個體差異相關(guān)，如性別、年齡、生活習(xí)慣等，導(dǎo)致貯存前就已存在差異[13]。研究發(fā)現(xiàn)獻(xiàn)血者糖化血紅蛋白含量與存儲損傷程度相關(guān)[6]。其次，代謝損傷與體外貯存時間存在明顯的正相關(guān)。最后，損傷程度與能量代謝也密不可分，4℃條件下代謝酶動力下降，溫度敏感離子泵的失效增加細(xì)胞為完成鉀離子和鈣離子主動運(yùn)輸對ATP的需要，進(jìn)而導(dǎo)致糖酵解速率減慢[14]。除溫度外，糖酵解速率減慢是多因素的：①在血袋密閉系統(tǒng)中，乳酸持續(xù)累積導(dǎo)致胞內(nèi)外酸化，pH敏感的酶動力降低，如磷酸果糖激酶、糖酵解限速酶和戊糖磷酸途徑等[15-16]。②隨著ATP和2，3–二磷酸甘油酸消耗，在儲存21d后活性氧（reactive"oxygen"species，ROS）累積增加，ROS攻擊血紅蛋白的功能殘基與糖酵解酶，氧化應(yīng)激導(dǎo)致功能酶和結(jié)構(gòu)蛋白不可逆氧化，如膜蛋白帶3蛋白（Band3）的斷裂失去與糖酵解酶結(jié)合的能力[17]。同時，Band3的斷裂使儲存的RBC在體內(nèi)不能像新鮮RBC一樣，通過激活戊糖磷酸途徑響應(yīng)氧化應(yīng)激[18]。代謝組學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，儲存第2周的RBC磷酸戊糖途徑激活，外源性補(bǔ)充的鞘氨醇1–磷酸（sphingosine-1-phosphate，S1P）抑制磷酸戊糖途徑激活糖酵解，最終加重RBC溶血。小鼠體內(nèi)S1P合成酶sphk1基因敲除緩解RBC存儲損傷并提高輸血質(zhì)量[19]。

在儲存的人類和小鼠RBC中發(fā)現(xiàn)，次黃嘌呤的積累是RBC存儲損傷的生物標(biāo)志物和輸血后恢復(fù)的預(yù)測因子，該現(xiàn)象在其他靈長類動物和哺乳動物中也有所發(fā)現(xiàn)。高通量代謝組學(xué)技術(shù)的實施現(xiàn)在正在為新型存儲添加劑的數(shù)據(jù)驅(qū)動開發(fā)提供信息[20]。與存儲時間一致，血液儲存溶液的異質(zhì)性導(dǎo)致的代謝差異同樣是調(diào)節(jié)儲存損傷的關(guān)鍵參數(shù)[21]。

3""RBC保護(hù)液的補(bǔ)充劑及保存方法緩解RBC存儲損傷

多項研究嘗試通過向RBC保養(yǎng)液中添加化學(xué)物質(zhì)或改變保存方法以減少存儲病變[16-22]。為應(yīng)對儲存RBC環(huán)境的酸化，有研究通過加入低氯化物或無氯化物、重碳酸鹽等促進(jìn)堿化，從而有利于糖酵解和能量代謝減少RBC損傷[16-18]。儲存RBC抗氧化能力減弱，厭氧保存促進(jìn)糖酵解和戊糖磷酸途徑，并有助于維持谷胱甘肽內(nèi)穩(wěn)態(tài)緩解存儲損傷[19-22]。添加抗氧化劑，如茶多酚、維生素C、柚皮苷或姜黃素等可抑制ROS生成，促進(jìn)能量代謝，降低滲透脆性與溶血率[23-26]。乙醇可穩(wěn)定細(xì)胞膜，研究發(fā)現(xiàn)低濃度乙醇能減少小鼠RBC存儲病變，乙醇保存的RBC輸注減輕小鼠炎癥反應(yīng)[27]。Pulliam等[28]將保存14d的小鼠RBC洗滌后儲存7d后，RBC存儲損傷減少。同樣對犬全血洗滌同樣減少RBC儲存損傷[29]。一種新型緩沖高黏度存儲溶液EAS-1587通過促進(jìn)糖代謝和抑制氧化損傷減少存儲病變，并抑制小鼠輸注后炎癥反應(yīng)[30]。存儲RBC"miRNA失調(diào)是存儲損傷的生物標(biāo)志物，研究表明白細(xì)胞過濾可抑制miRNA失調(diào)減少存儲損傷[31]。儲存RBC時可產(chǎn)生大量含有正電荷或負(fù)電荷的損傷相關(guān)分子模式，研究者開發(fā)一種含?；撬岷瓦灌さ碾娮蛹徏{米纖維片，通過清除損傷相關(guān)分子模式保持細(xì)胞完整性，維持RBC形態(tài)減少存儲病變，延長RBC保存時間[32]。血袋增塑劑鄰苯二甲酸二（2-乙基己基）酯從聚氯乙烯基質(zhì)中浸出并結(jié)合細(xì)胞膜磷脂雙分子層，研究發(fā)現(xiàn)對苯二甲酸二（2-乙基己基）酯是一種適合于保存X射線輻照細(xì)胞應(yīng)力后RBC的增塑劑[33]。

4""存儲病變與臨床后果的聯(lián)系

一些不良事件可直接歸因于輸血，然而RBC存儲損傷是否影響臨床輸注結(jié)果仍存在諸多爭議。Lacroix等[34]一項隨機(jī)對照臨床研究發(fā)現(xiàn)，輸注保存時間少于8d的新鮮RBC并不會降低重癥監(jiān)護(hù)病房的死亡率；Steiner等[35]發(fā)現(xiàn)心臟病手術(shù)后輸注短期或長期儲存的RBC，多器官障礙綜合征的發(fā)生沒有明顯區(qū)別。研究發(fā)現(xiàn)RBC存儲時間點的長短與清潔–污染手術(shù)后感染風(fēng)險的增加無關(guān)[36]。一項Meta分析顯示，與輸注儲存少于10d的RBC相比，患者接受儲存時間超過30d的RBC死亡風(fēng)險增加[37]。Hod等[38]在動物模型和健康志愿者中研究血管外溶血，特別發(fā)現(xiàn)輸注貯存末期的RBC導(dǎo)致游離鐵增加；隨后，在60名健康志愿者中依據(jù)RBC存儲時間調(diào)查輸血后恢復(fù)和血管外溶血標(biāo)志物儲存數(shù)周后的功能[39]。結(jié)果觀察到儲存時間帶來的顯著差異，保存時間較久的RBC輸注與輸血后RBC恢復(fù)減少、RBC壓積降低和血清鐵蛋白升高有關(guān)。同時該研究團(tuán)隊深入探究其背后原因，重點研究存儲過程中積累的小RBC在健康志愿者中輸血后恢復(fù)與小RBC比例呈明顯負(fù)相關(guān)[40]。通過人體脾臟的離體實驗完成，在小鼠模型中，存儲累積的小RBC通過積聚在脾臟中迅速清除并被巨噬細(xì)胞加工。研究表明儲存損傷對RBC的循環(huán)和潛在的輸血效率有明顯影響。

5""小結(jié)

供體之外儲存于血庫冰箱中的RBC可發(fā)生存儲損傷。盡管研究者持續(xù)關(guān)注這一問題，但仍有大量患者需要輸注儲存的RBC。另外，回顧性研究中并沒有明確儲存的RBC時間與輸血安全關(guān)系。因此，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)與后勤等多方面改進(jìn)RBC處理/存儲方法減少存儲病變?nèi)杂泻荛L的路要走。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突。

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（收稿日期：2024–12–15）

（修回日期：2025–04–15）