血细胞分离技术及其应用的研究进展

常群英，曹 卉，闫梦佩

现代血细胞分离技术开始于20世纪初，且在20世纪40～50年代得到了快速发展，该技术的最大优点在于仅提取血液中所需特定成分，并将其他成分无损保留并完全归还患者。血细胞分离术可治疗各类导致血液成分改变的疾病。治疗性血液成分单采能使患者因血细胞或血浆中质和(或)量异常而产生的相关症状很快去除，是一种简便安全的治疗方法。因此，血细胞分离技术是近20年来医学界里程碑性质的技术进步之一[1-2]。血细胞分离技术基础是通过离心分离原理，将血液中的不同成分依照比重差异进行精密分离，可以“获取”或“去除”相应血液成分，从而达到“采集”或“治疗”相应疾病的功能。现将血细胞分离技术在血液成分采集、去除置换等方面的临床应用进展综述如下。

1 基于血细胞分离技术的血液成分采集

1.1外周血造血干细胞(PBSC)采集技术 经过动员剂将骨髓中的造血干细胞(HSC)动员释放入外周血，通过精密连续式血细胞分离技术将外周血微量的HSC提取收集，并将其他血液成分无损归还供/患者。因干细胞具有分化成各类血液细胞的能力，移植到白血病患者体内的HSC可分化增殖替代病变的各类血液细胞，恢复它们的正常功能。近年来，随着血细胞分离机应用于PBSC的采集，PBSC动员、分离和采集技术的改良，PBSC移植(PBSCT)已成为治疗恶性血液病和某些实体瘤的重要方法，且发展极为迅速，逐步代替了骨髓移植BMT[3-5]。

PBSCT因细胞植入率高、造血和免疫功能重建快、移植相关并发症少等优点，临床应用日益广泛。从供者骨髓中动员足量的HSC是成功的关键。PBSCT后造血功能的重建及移植物抗宿主病(GVHD)的发生等，与采集的HSC质量与数量密切相关。如何使用血细胞分离机通过最少采集次数而采集到足够高质量的PBSC，最大限度地控制供/患者其他血液成分的损失；同时满足HSCT植成功的需要，减轻患者的经济负担，是采集PBSC追求的目标[6-7]。PBSC是存在于外周循环血液中的一种具有自我更新、分裂增收和分化功能的细胞，正常成人PBSC占外用血液单个核细胞的1‰左右，经适当动员处理可提高至10‰。费森尤斯血细胞分离机具有业界最高的CD34+干细胞采集效率，并可根据供/患者的具体情况，选择不同的血细胞分离机采集模式，以达到最佳的PBSC采集效果[8-9]。

1.2外周血白细胞采集技术 通过血细胞分离技术迅速、安全的采集外周血液中的白细胞或类白细胞(单核细胞、淋巴细胞、中性粒细胞)，回输其他血液成分并同时补充液体维持血容量平衡。采集的白细胞为自体治疗疾病或为其他人员提供血源。免疫细胞疗法是通过对免疫细胞进行体外改造，以激发或增强机体抗肿瘤免疫应答杀伤肿瘤、抑制肿瘤生长。使用细胞的类型包括淋巴因子激活的杀伤细胞(LAK)、自然杀伤细胞(NK)、树突状细胞(DC)、细胞因子诱导的杀伤细胞(CIK)、杀伤性T 细胞(CTL)、肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)、嵌合抗原受体T细胞(CAR-T)、嵌合T 细胞受体T 细胞(TCR-T)等。

近年来，CAR-T治疗技术在临床取得了良好的抗肿瘤效果。CAR-T 细胞已成为当前免疫细胞疗法研究的焦点，并于2017 年8 月正式投入市场，该技术主要通过提取患者体内 T 淋巴细胞，经过体外培养改造形成CAR-T，被重新编码的T细胞就能获得特异性识别和攻击杀伤肿瘤细胞的能力，将该处理并扩增后的免疫细胞进行人体回输，发挥精准杀伤肿瘤细胞的作用。目前对急性白血病和非霍奇金淋巴瘤的治疗效果显著，被认为是最有前景的肿瘤治疗方式之一[10]。免疫细胞疗法产业主要包括疗法、药物研发和相关服务、器材供应，产业体系已初步成型，涵盖免疫细胞分离、富集、激活、基因改造、体外扩增或全过程自动化处理及存储运输等环节[11]。免疫细胞采集是生物治疗的关键一环，T细胞等主要从捐献者或患者收集外周血中采用密度梯度离心法和免疫吸附法获得，包括费森尤斯等血细胞分离技术显示了高效的人体免疫细胞采集效率，在免疫细胞精准治疗领域作用独特。

1.3外周血红细胞采集技术 通过血细胞分离机迅速、安全的采集压积红细胞，回输其他血液成分并补充液体维持血容量平衡，采集的压积红细胞为术前自体备血提供血源[12-14]。与同等身体条件而使用传统采集自体全血方式的手术患者相比，术前深度单采自体红细胞有以下优点：降低异体血液使用量，减少需要输注异体血的患者比例；缓解高血压，降低心脏负荷，改善心功能；避免输血后免疫抑制，维持或提高了患者免疫力；缩短术后住院时间，术后恢复快；术前单采深度自体红细胞可降低患者血液红细胞黏稠度、减少血管阻力、提高血液向组织供氧等[12]。临床实践证明一次深度采集的自体红细胞，可使>90%择期手术患者脱离对异体血液的依赖，有助于缓解当前血源供不应求的矛盾。

1.4外周血血小板采集技术 随着血小板自身的组织修复特性和内含多种生长因子的发现，血小板相关治疗技术的已经拓展了多项临床用途。通过血细胞分离机迅速、安全的采集血小板， 回输其他血液成分并同时补充液体维持血容量平衡，采集的血小板为术前自体备血或局部治疗提供血源[15-18]。人体每天可生产约1200亿个血小板，约0.5个治疗剂量，采集1个治疗剂量的自体血小板，患者2 d即可完全恢复到采集前水平。血小板的采集技术还应用于心胸外科的血小板凝胶制备，美容治疗中的PRP生长因子组织修复，糖尿病足的皮肤修复，慢性关节炎的关节腔修复[19-20]。

1.5血浆采集技术 通过血细胞分离机迅速、安全的采集血浆，回输其他血液成分并同时补充液体维持血容量平衡。采集的血浆为术前自体备血或自体组织体外培养修复提供来源 。

2 基于血细胞分离技术的血液成分去除

2.1红细胞去除技术 治疗性红细胞去除是指分离和去除血液中的病理性红细胞，回输其正常成分的治疗技术；主要用于真性和继发性红细胞增多症的治疗。真性红细胞增多症是一种获得性克隆性多能干细胞的骨髓增殖性疾病，临床表现是多血质，全血容量增多，血液呈高黏滞状态，易形成血栓、脾肿大及合并一系列血管神经症状。除红细胞异常增高外，常伴有白细胞及血小板数量增多。治疗性红细胞去除可在短时间内迅速使红细胞容量降低从而全血容量正常，达到缓解症状的目的[21-22]。

2.2白细胞去除技术 白血病因免疫失衡及血白细胞过高(白细胞或幼稚细胞>100×109/L)可导致白细胞淤滞。治疗性白细胞去除是指分离和去除患者血液中病理性白细胞，回输其正常成分的治疗技术。许多淋巴细胞去除术尤其是在激素治疗无缓解或不能耐受激素治疗的自身免疫性疾病患者。常见需行白细胞去除的疾病包括：白血病或类白血病引起的白细胞增多症。血细胞分离技术可精准采集白血病患者过多的特定种类异常增高白细胞，并将其弃除，达到特异性去除异常增生白细胞的作用。基于血细胞分离技术的白细胞去除方法在发达国家作为白血病治疗的基础方案之一，可有效纠正该类患者血液细胞平衡，应对白细胞淤滞[23-24]。

2.3血小板去除技术 治疗性血小板去除是指分离和去除患者血液中的病理性血小板，回输其正常成分的一种迅速、安全的治疗技术[25]。主要适应于由于血小板生成素的过量分泌引起的罕见的家族性疾病，以及由一系列的基础性疾病引起的反应性血小板增多症，慢性骨髓源性白血病引起的骨髓增生异常，血小板数目迅速增高。同时，原发性血小板增多症的爆发性增长，也使Com.Tec血浆吸附治疗套件作为已知最高效的物理性血小板去除方法，填补了单纯药物治疗疗效慢，不良反应大的治疗壁垒。

2.4血脂等去除技术 近年来，由于健康人群血脂异常和儿童青少年高胆固醇血症患病率的明显升高，预示未来中国成人血脂异常患病及相关疾病负担将继续加重[26]；但临床常用降脂药物治疗高脂血症尤其是家族性高胆固醇血症(FH)的效果差，LDL-C达标率低，故脂蛋白血浆置换可作为此类患者的一种有效治疗方式，显著降低LDL-C 水平并延缓动脉粥样硬化进程。脂蛋白血浆置换可使纯合性家族性高胆固醇血症患者的LDL-C 水平降低55%～70%[27]。血浆置换是通过血滤机将血浆分离弃去高浓度脂质血浆并将分离出的血液有形成分输回体内，可有效去除血浆中过高的甘油三酯；并给予异体血浆、免疫物质、白蛋白和凝血因子等补充，改善术后内环境紊乱，降低胆红素和内毒素水平，改善患者临床症状；该技术不添加任何亲和吸附化学药物，一次治疗可降低血黏度30%，血脂30%～60%，可调整体内脂肪分布，改善脂肪肝程度，治疗高脂血症疗效好[28-30]。

血脂清除技术除去脂外还可去除脂溶性毒物，降低自由基及炎性因子而应用于美容领域。血浆置换技术可去除各类体内毒物，微量血浆置换(<1500 ml不需供者血浆的置换技术)在临床广泛用于各类毒物去除：药物中毒清除及毒蘑菇、百草枯、蛇毒的抢救。血浆吸附作为近年血液净化领域的先进科技代表，在风湿免疫性疾病的抗体吸附，缺血性脑卒中疾病辅助治疗及重症肝病的胆红素吸附领域具有广泛应用。Com.Tec血浆吸附治疗套件可适配接纳各类目前几乎已知的所有“吸附体和(或)吸附柱”，帮助治疗各类由于血浆异常物质导致的各类全身系统疾病。费森尤斯血细胞分离机具备独家技术可广泛兼容上百种吸附体/吸附柱。

3 小结

血细胞分离技术是通过对血液成分的采集及纠正，快速治疗各类疾病的新兴手段。随着该技术不断改进，双重甚至多重血浆置换技术的优化，其安全性更高，技术稳定性更强，覆盖领域更广。在成分血液(红细胞、血小板、血浆等)有效采集以保障临床血液供应的同时，因其在干细胞和免疫细胞精准治疗中的作用，可在白血病、高脂血症、自身免疫性疾病、中毒急救、神经系统疾病、肝肾疾病等临床治疗中具有广泛应用前景[31-36]，有助于临床开展各类治疗，减轻疾病痛苦，挽救患者生命。