医疗科技：输血史话

曹秋巧

导读：

现代输血作为一项临床实用技术，成功的挽救了无数伤病员的生命，是医学史上重大事件之一。然而，人们从对血液的早期认识，历经无数艰难探索，令人不可思议，让人毛骨悚然的是，如今司空见惯的输血疗法源于狗-——人输血、牛——人输血……从鲁莽到文明，从经验到科学，直到现代输血新观念不断变革，经历了漫长阶段。

输血作为重要的临床挽救伤病员的治疗方法，无疑是近代医学的巨大成就之一。人类为此付出的400年漫漫求索之路，是一段充满曲折、艰辛、磨难，甚至以生命为代价，又具有传奇色彩的历史。

新学期开学以来，应邀为几所中学科普讲堂授课，阅读大量医学典籍，特作《输血史话》——

血液象征着生命，这对生活在今天的人们来说，是再自然不过的事了。血液的重要性无论怎么形容都不会过分，而任何一个合格的情报人员都知道，大规模的血液调度是战争将马上爆发的准确信号。今天，输血是外科手术中的一个基本程序，多少人因为输血技术而获救。然而，对人类健康影响巨大的输血疗法的开端，却是肇因于彻头彻尾的错误认识，这在医学史甚至整个科学史上，恐怕都难以找到第二个类似的例子。要了解这种匪夷所思的治疗，需要知道一点西方传统医学的经典——体液学说。

古代输血源于古老的体液学说与放血疗法

众所周知，血液是人体重要的液体部分，是体内物质交换的重要媒介，具有运输各种物质，调节酸碱平衡，参与免疫及防御功能，并能维持细胞内外平衡并起到缓冲作用。通过现代输血能有效地维持血容量，改善循环状况，提升血压；改善血液动力学，提高携氧量，维持氧化过程；补充各种凝血因子和血浆蛋白，达到止血和维持体液渗透压的目的。因此，有效拓宽了手术范围和新的治疗技术的开展，不断攻克原先认为属于不治之症的领地。

然而，由于人类在自然界的生存斗争中，严重出血可造成病人短时间内死亡。所以远古人类认为血液是极其珍贵神圣的，对血液充满了各种各样的幻想。古埃及人认为血液是人赖以生存的源泉，提倡用血液来沐浴，认为血液能促使人返老还童及恢复健康。古罗马斗剑士比斗前饮血，希望从中获取勇气和力量，而我国则认为鹿血是上好的补药，从汉朝开始皇家就有鹿苑，以供皇帝不时饮血之需。

早在15世纪初，当罗马教皇诺圣特八世病危时，群臣束手无策，有位叫卡鲁达斯的意大利医生提出给教皇输童男的热血以图挽救其生命。他残忍割开3位10岁男孩的血管，让血液流入铜质的器皿内后再混合名贵药草，用粗大针头输血于教皇，但教皇却立感胸闷而发生窒息，最后死亡。这是人类输血史上最早的记载，虽然从现代观点来看，这种输血无异于谋杀，但它毕竟开了人类输血之先河。

15世纪后期，曾一度认为精神错乱、抑郁、癫狂等病症都是血中“有毒”所致，因而放血疗法曾相当盛行。饮血祛病和放血疗法一直延续到16世纪，这是由于当时科学技术落后，人们对血液缺乏正确的认识所致，其治病救人的结果是可想而知的。直到1616年，英国医学家Harvey发现血液在体内是流动的，才为此后的输血奠定了基础，这一发现还启发了人们往血管内注射药物，借助流动的血液把药物带到全身，治疗疾病，即现在人们所熟知的输液。

人类输血的开端，就是从饮血和放血开始的。这一切都源于古人的体液学说和放血疗法。

体液学说由西方医学之父——希波克拉底创建，并统治西方医学实践数千年。其要义在于将疾病的发生归因于体液的失衡，而恢复平衡的主要手段则是呕吐、发汗、泻下和放血。其中放血疗法最被推崇，作为一种主要的“无所不能”的治疗手段，在至少2500年内被狂热地忠实地实践着。从十二世纪的一首广泛流传的歌谣中，可见一斑：

身体放血改新颜，

提神醒脑又亮眼。

思维清晰无悲愁，

运动内脏益睡眠。

听力敏锐精神旺，

声音洪亮每一天。

不可思议的牛血输入人体成功实验

人类首例成功输血案例今天听来让人毛骨悚然，因为人类首例成功输血是用小牛犊的血液输入人体。这一切要从人类输血史上的第一个著名病人莫里的故事说起。

在那个时代，血液经常和精神、性格、灵魂等等纠缠在一起，这激发了法国御医丹尼斯将动物血液输入人体以改变性格或精神状态的念头，为此丹尼斯写了一篇严谨的学术论文，从哲学假设开始，到人类获取和利用动物血液的正当性，最后动物实验显示输血的有益性，因此，在论文中他建议将动物的血液输给人类，以治疗一系列由于血液的缘故所导致的疾病，比如麻风、溃疡、疯病等等。

莫里住在巴黎附近一个小村庄，当他疯病发作时会非常狂暴地痛打自己的妻子，并沿路放火烧房子，这些行为让他十分出名。1667年冬天，莫里的疯病再次发作，以致于独自在巴黎裸奔。一个贵族发现了他，于是，莫里被带到御医丹尼斯的住所，因为他正在尝试将动物的血液输入人体以治疗人类疾病，尤其是精神性疾病。

在治疗莫里前，丹尼斯已经尝试过给一个少年和一个工人输血，没出现太大的不良效果，但也没取得什么大的成就。对丹尼斯而言，恐怕再也没有比莫里更适合充当检验他理论的人选了。12月19日晚6点，丹尼斯将280毫升的小牛血输入莫里体内，希望借助“温柔的小牛”的血液治疗莫里的疯狂。莫里一共接受了两次输血，输入的小牛血液在他体内引发了剧烈的免疫反应，使莫里处于濒临死亡的高烧、休克状态，幸运的是他熬过来了，而且在数月内暂时恢复了平静不再疯狂。这次奇迹般的治疗，在欧洲立刻引起了极大震动，输血疗法一时成为时尚。某些医生甚至认为，通过交换怨偶彼此的血液可以彻底解决婚姻中的不和谐。然而将动物血液输给人，是非常危险的一件事，死亡难以避免，这在当时引起了极大的恐慌，最终主教在全欧洲禁止了输血疗法。在此后150年中，输血只是一件奇事，仅供人们在理论上进行探索。

五花八门的输血实验

17世纪的实验科学兴起，人体生理解剖学有了许多重要发现。1628年英国科学家威廉·哈维发表了《血液循环论》，提出了心脏是一个泵，血液是由心脏泵出，经动脉流至全身，再由静脉回到心脏。哈维的发现改变了陈旧的医学观念，根据他的循环理论，血流可携带液态药物送往人体各部以治疗体内疾病。英国牛津大学年轻生理学家和医生查德·劳尔于1665年2月与助手一起演示了动物间的输血。通过银管连接两狗的颈动脉和颈静脉，血液流通后，接受输血的狗成活了。成功的试验坚定了他将动物血液输给人的信念。由于当时人们认为羊温顺、圣洁，故而羊血是最合适的血源。1667年11月23日，劳尔受皇家协会邀请为一名22岁的自觉“不平衡”、“脑子热”的男子输入少量的羊血以求改变其行为，神奇的是，输血后病人无任何不良反应。6天后病人在英国皇家协会报告了他的自我感觉，其结果震动了当时的社会。在医学史上，劳尔被公认为最早试行输血的先行者之一。

法国医生吉恩·丹尼斯经过狗的输血实验后，于1667年6月15日为一长期发热昏睡经20次放血仍不好转的15岁男孩输入羊血，病人身体有所恢复，获得了一定成功。虽然输以少量的羊血可以侥幸存活，但大多数病人却因输血而死亡，故而输血只限于身患绝症之人。后有一位瑞典患狂犬病男孩要求丹尼斯为其输血，输入羊血后，病人出现黑色尿而死亡。虽然巴黎宗教法庭宣布其无罪，但巴黎医师会权威成员不与认同，一致反对这类输血。10年后，法国议会、英国皇家学会相继禁止人体作输血试验，随后罗马也禁止输血，输血从此中断了一个半世纪之久。

偶然成功的人——人输血疗法

19世纪英国生理学家及产科医生詹姆斯·布伦道发现濒死的狗若能及时输入另一只狗的血液即可获救，由此产生了将人的血液输给严重大出血的产妇以挽救其生命的设想。

1818年，年青的产科医生布朗德尔博士无法忍受产妇因大出血而频频死亡，经周密思考和系统的动物实验后，布朗德尔博士总结出两项输血基本原则：只能使用人血；只能使用于大出血而濒临死亡的人。

1824年先后给8位在分娩大出血的产妇输入人血，其中5例救活成功，成为第一位同种输血的成功者。后来，他一共给11个大出血病人输血，使其中5人获救。布朗德尔的成功，再一次激起医学界对输血研究的兴趣，为了方便输血，医生们甚至发明了不少器械。虽然很多医生都遵循布朗德尔的原则，但并非每个人都如此，有人甚至把牛奶输入病人血液中，可以想象这样做将引起什么样的结果，然而也有人进行不必要的输血。毫不奇怪，伴随着输血疗法的再次兴起，批评和反对它的声音也随之而起，许多著名医生指责输血疗法是哗众取宠。但1873年波兰医生基塞留斯收集了此前数十年的所有他能获取的输血记录，统计显示44%的病人因输血获救，但他们本来是必死无疑的。这项研究使得支持输血的声音在医学界占据了上风，然而让输血疗法声威大噪的却是1912年的诺贝尔奖获奖者——卡雷尔博士。

卡雷尔博士是法国人，但他不满于法国外科学界的保守，先去了加拿大，最后定居在美国的纽约，并进入新创建的洛克菲勒医学研究中心，做血管吻合方面的研究，是他开创了今日的显微外科领域。为了进行血管吻合的研究，卡雷尔发明了特殊的针和线以及特别的吻合技术。但让他获得诺贝尔奖的直接原因，却起因于他的助手兰伯特博士深夜的一次紧急求助。

1908年3月，兰伯特博士的女儿降生了，和所有初为父母的夫妻一样，兰伯特夫妇自然也十分兴奋和激动。然而好景不长，数天来婴儿出现原因不明的口鼻持续渗血，且没有任何办法能够止住出血，这让年青的父母深感惊恐，虽然兰伯特的两个弟弟都是外科医生，可是谁也不敢也无法在这样小的婴儿身上进行输血。绝望的兰伯特想到了卡雷尔博士正在从事的血管吻合术研究，这是惟一能够给小家伙进行输血的手术了。看到自己的孩子一步步地迈向死亡，顾不得已是深夜，兰伯特和他的兄弟们赶到卡雷尔家，将他从睡梦中唤醒。虽然卡雷尔表明他在纽约并无行医执照，而且将供血者的动脉与受血者的静脉吻合，很可能导致供血者出现严重的问题。但兰伯特显然愿意为此承担一切法律责任和后果，于是卡雷尔迅速收拾好工具，赶往兰伯特家。

据卡雷尔回忆，当时场景甚是凄凉，兰伯特的妻子紧挨着她那昏迷不醒、脸色极度苍白的小女儿，似乎想把自己的生命传输给她的孩子，但她也早已经心力憔悴、极度虚弱到几乎不能动弹了。看到孩子的状况后，卡雷尔非常担心婴儿在手术前就可能死去。经过短暂的争执，卡雷尔选择了兰伯特充当供血者，他小心的分离出兰伯特左手的桡动脉，将他和婴儿身上惟一可利用的静脉吻合在一起，经过几次失败后，手术终于成功。婴儿获救了，兰伯特的手部循环也恢复良好没有瘫痪的迹象。满心感激的兰伯特妻子致信洛克菲勒研究中心，感激他们资助了卡雷尔博士的研究，因为正是研究的成果拯救了她的女儿。作为被人诟病的大财阀，洛克菲勒出资建立了洛克菲勒研究中心以改变世人对其集团的印象，这件事对成立不久的洛克菲勒研究中心而言简直是“飞来的横财”。信件立刻被转给了各大报社，引起了巨大轰动，卡雷尔迅速成名。而他所创立的血管吻合术，一时之间也成为输血疗法中的被竞相模仿的技术手段。虽然很难掌握，为此有人甚至发明了一些辅助器具，以帮助外科医生进行血管吻合。

人类血型的发现

随后法国生理学家马根迪，路易斯，布朗等均支持布伦道的发现和提出的观点（同种输血）。摒除异种输血后，又遇到另一个绕不过去的难题——如何解决血液凝固的抗凝问题。

不过，在欧洲、北美为卡雷尔所取得的成就欢呼时，一项对输血疗法具有革命性贡献的科学研究已经完成，但却默默无闻。1901年，维也纳的年青病理学家兰士台纳发现了人类的血型。这得从1900年说起，在一次研究中，兰士台纳发现不同人之间的血液混合时，有时候血细胞会发生凝聚现象。为此他写了一篇论文讨论此现象究竟是由于细菌污染还是由于个体间差异引起，紧接着他设计了一系列精巧的实验，抽取了自己和助手们的血液，静置到血浆和红细胞分离后，将它们分开。然后在一系列试管中，将血浆和其他所有人的红细胞混合。观察结果后，兰士台纳发现，实验结果可以分为三种情况：被标记为A组的血浆可以引起标记为B组的红细胞凝聚，反之也然，即B的血浆可引起A的红细胞凝聚，但兰士台纳本人的红细胞与标记为A、B的血浆混合后都不凝聚，但他的血浆却可以将A和B组的红细胞都凝聚。起初他称第三种类型为C，后来不知什么原因，他将其改称为O。这就是今日几乎人人皆知的A、B、O血型系统的来源。两年后，兰士台纳的同事在更大规模的一次交叉实验中发现了AB型，人类最基本的血型系统的研究到此即告一段落。

克服三大障碍，输血疗法开始普及

兰士台纳意识到所谓输血综合症——接受输血的病人有时候会发生发热、寒战、肾脏剧痛、黑尿甚至死亡，正是因为人类有不同的血型。而某些血型之间彼此不能相溶，才导致了这一切，他将此写入科研论文中。但兰士台纳过于内向，以至于这项重大成果，外科学界几乎没有人知道，只有纽约的奥藤伯格博士看到他的论文后，率先在输血前进行血型匹配，从而避免了输血综合症。虽然奥藤伯格大力提倡血型匹配，但只有很少的医生响应，直到输血疗法的另外一项革命性技术的出现，将输血这个从前的大型高难度手术，转变为任何一位乡村医生都可以实施的手术后，血型匹配才真正受到重视。

由于血液一旦离体就极容易凝固，使得输血十分困难。卡雷尔的血管吻合可以避免这个问题，但他的技术有很大的缺陷，一是对供血者的手有潜在的极大伤害，二则无法知道供血者输出了多少血，有时候甚至出现供血者失血太多差点死亡的事情。在这种情况下，很少有人愿意当供血者，并不是所有的亲属都愿意为了亲人冒如此巨大的风险。鉴于此，两位医生发明了两套系统，通过抽取血液或者直接用针将血液引流出来后定量，然后输给受血者，这些系统的使用极大地降低了供血者的风险和痛苦。当然为了防止凝血需要医生动作要快，而且需要诸多助手。

事实上，医学输血科技研究的步伐始终没有停止过。在摒除异种输血后，为解决血液凝固的抗凝问题，英国产科医生希克斯首次使用磷酸钠抗凝剂，随后瑞士生理学教授亚瑟斯改用草酸盐作抗凝剂，最终选择了无毒的柠檬酸盐。

然而，难题一个接着一个。输血的抗凝完成后，溶血反应无疑又是最大难题。德国病理学家潘弗克和兰多伊斯进行系列研究。1874年潘弗克提出血红蛋白尿源于供血者的血球破坏。兰多伊斯对大量输血病例分析研究于1875年发表论文，认为输血失败是“血液不合”或“血液相异”导致溶血反应。致此，安全输血曙光初露。

后来，奥藤伯格的同事卢因森博士开始向血液凝固发起进攻，并在1915年发现0.2%的柠檬酸既可以防止血液凝固又对人体无害。这项关键性发现，使得输血这个从前需要专家才能做的手术，转变为一个普通的小手术。于是输血疗法在所有医院迅速开展，其结果自然是输血综合症的发病数量也急剧增加。经过无数惨痛的教训后，终于在1920年，输血前必须进行交叉配型成为标准操作。至此输血的三大障碍皆被一一克服，有了合适的输血设备，保证安全的交叉配型以及防止血液凝固的柠檬酸。而1930年，兰士台纳也获得了他应该获得的荣誉——诺贝尔医学奖。

血库的建立，引领医学输血科技日臻完善

在第二次世界大战中，由于战争的需要，血库的概念进入输血领域；Dr.Charles Drew发起组织血源，其后发展成为美国红十字会；在战争的激励之下，第一个可以长期保存血液的保养液配方ACD（酸性枸橼酸钠和葡萄糖）也被研制出来，全血用ACD保存可达21天。

上世纪60年代初期，发明了塑料袋，这使得全血和血液成分可以分别在最适条件下采集和保存。现在，红细胞在适当的保存液中可保存42天，血小板在22℃～24℃可保存5天，血浆在-18℃下可保存一年。

到了上世纪90年代，输血医学发展更快，红细胞的代用品已研制出来，如可以载氧的氟碳化合物，无基质血红蛋白液等；各种凝血因子的基因工程产品也逐渐增多，血小板膜和冻干血小板也可用来替代新鲜的血小板浓缩液。这些进展掀开了输血医学新的一页，改变了输血医学的从属地位，使其成为医学领域的一个新分枝正在蓬勃发展。

【编辑：木子】