美国军队血液保障技术发展情况介绍

外军卫勤系列研究(127)

美国军队血液保障技术发展情况介绍

阎少多，赵 慧，张玉华，薛 荃，闫 魁，王东根

［摘要］ 血液是战伤救治环节中不可或缺的重要医疗物资，输血治疗对于降低战场伤死率具有重要意义。该文从战时血液保障 特点及血液采集、安全、储存、输注和新型血源技术等方面，简要介绍了美国军队战时血液保障技术的现状和未来发展趋势，总结了其 血液保障相关技术与产品的研究开发做法，如在作战需求牵引、法制标准建设、军地联合攻关、军民成果转换等方面的经验，并对我军 未来血液供应保障的科技发展路径进行了初步思考。

［关键词］ 美国军队；血液保障；技术；发展 ［文献标识码］ A

［中国图书分类号］ R 821

［文章编号］ 1000-9736(2019)04-0311-04

美国军队在长期的海外军事行动中，积极优化和 改进其战现场急救、战场血液供应等的勤务保障方式， 提升了作战人员的战场存活率，有效维护并再生了战 斗力。探究美国军队战时血液供应保障技术、产品的 研发进程，有利于深化对其血液供应保障科技发展体 系的认识，对于改进我军血液供应保障系统的科技发 展思路，完善我军血液供应保障系统具有积极意义[1] 。 现就美 国军 队血 液保 障技 术 发 展 现状及 启示报 告 如下。

1 战时血液保障特点

在复杂的现实作战环境中，军队医疗机构不可能 像后方大型综合医院那样拥有完善、规范的医疗条件。 军队医疗机构所具备的救治能力，尤其是战场环境中 的战伤救治技术与实践，必须简洁、实用、高效[2] 。美 国军队常年向海外派驻大量武装力量，其后勤保障系 统也具备全球部署、综合高效的保障实力。全球化的 保障体系，要求其战时血液供应保障系统具备全域投 送、全态储存、全类输注和全员保障的综合能力，并随 时准备应对未来作战样式和作战环境带来的新挑战。

2 战时血液保障技术发展现状

2. 1 血液采集技术

2. 1. 1 应急采血 在阿富汗战争的前期，美国军队野

基金项目：军队医药卫生科技成果扩试计划项目 (17WKS19) ; 军事医学科学院军事医学创新基金(2017CXJJ12)

作者单位：100850 北京，军事科学院军事医学研究院卫生勤 务与血液研 究所（阎少 多，张玉华，薛 荃，闫 魁，王 东根）； 北京，中国医科大学航空总医院口腔科（赵 慧）

通讯作者：王东根，E-mail:wdgbox@126. com

战医院医疗救治用血几乎全部来自美国本土的两家武 装部队全血加工所[3] 。2002 年，在某次军事行动中，由 于缺少现场应急血液采集技术，数名美军士兵因失血 过多死亡。该事件后，美国国防部全面启用了战场环 境下的应急血液采集和输注相关技术。现阶段，美国 军队在部署地按照血型组建了应急献血队，并先期对 献血队员的献血资格进行建档审核。在血液应急采集 和输注前，战地医院会再次对档案信息进行审核，并现 场进行交叉配血和献血员血液质量检测；通过相关审 核检 测 程 序 后，立 即 采 集 献 血 员 新 鲜 全 血 400 ~ 500ml , 并输注给需血伤员；从血液采集到输注的全流 程简化为仅需 20~30min[4] 。

2. 1. 2 血小板单采 严重创伤，尤其是复合外伤、大量 失血和弥散性血管内凝血(DIC) 等伤病员，急需输注大 量新鲜血小板。但通常情况下，血小板在 20~24℃振 荡条件下仅能存放数天。为了能向伤病员提供足量的 新鲜血小板，有效提升新鲜血小板的供应范围和频次， 美国 军 队 曾 投 入 大 量 空 运 力 量 进 行 血 小 板 运 输。 2004 年起，美国陆军逐步采用现场血小板单采技术代 替原有的离心分离采集技术；血小板单采机的应用，可 以在战场环境下更加便捷、高效地采集和供应血小板。 2. 2 血液安全技术

2. 2. 1 血型检测 开展输血治疗前，首先须查明供血 者与受血者的血型。美国陆军远程医疗与先进技术研 究中心曾为 Micronics 公司提供科研基金支持，用以验 证该公司研发的一套基于“微流控”技术的免疫血型快 速检测装置(ABORhCard 血型检测卡）。该检测卡可 在数分钟内快速检测 ABO 和 Rh 血型，有效提升战现 场应急条件下血型检测的时效性和便利性。该检测卡 于 2010 年获得美国食品药品监督管理局(FDA)的运营 许可（编号：BK100008) , 目前已装备部队使用。

2. 2. 2 病原体检测 美国武装部队血液保障局曾于 2014 年发文，强调血液病原体快速检测技术的重要意 义，并向加拿大麦美华公司提供了 800 万美元资金支 持，用于研发一种可在 3~5 min 内快速检测全血、血清 或血浆中乙型肝炎病毒(HBV) 、丙型肝炎病毒(HCV) 和人类免疫缺陷病毒(HIV) 等多种病原体的检测装置 (Multiplo 检测卡）。该检测卡 的相关临床试验已于 2017 年完成，目前正在等待美国 FDA 的运营许可[5] 。 2. 2. 3 病原体灭活 全血和血液制品的病原体灭活 技术，是预防经输血传播疾病的有效手段。2008 年，美 国军方与多个病原体灭活技术研发商研讨了全血病原 体灭活技术的可行性。其中，Cerus 公司建议使用补骨 脂素光化学法进行病毒灭活，Navigant 公司建议使用 核黄素光化学法进行病毒灭活。经过两年的综合评 估，美国军方最终决定深入推进核黄素光化学法血液 病原 体 灭 活 技 术[6] 。 为 了 更 好 地 推 进 该 项 研 究， 2013 年，美国国防部和美国陆军医学研究与卫生物资 部分别部署基金项 目，支持医疗器械生产商 Terumo BCT 公司开展全血病毒灭活设备(Mirasol PRT病毒灭 活系统）的研发[7] 。2014 年，该设备作为应对埃博拉疫 情血液传播的合作推广项目，在非洲的加纳共和国启 动了临床试验研究，并通过了欧盟的 CE 认证。 目前， 该设备已获得美国 FDA 批准，于 2018 年 4 月在美国 招募了首例临床试验病例。Terumo BCT 公司预计，将 在 2021 年完成临床试验病例 100 例的研究，并在获得 FDA 运营许可后列装美国国防部医疗单元。

2. 3 血液储存技术

2. 3. 1 4℃红细胞保存液 美国军方与 Hemerus 医疗 公司合作，将 4℃悬浮红细胞的储存时间由 42 天延长 至 56 天。若储存时间延长 14 天，可使美国空军运输系 统更加从容地将美国本土采集的安全红细胞（病毒感 染及输血不良反应风险低的悬浮红细胞）运往世界各 地，这 对 于 其全 球 血 液供应保 障系统意义重大。 2012 年，该新型 4℃红细胞保存液(SOLX 红细胞保存 液）完成 临床试验，并 获得 欧盟 CE 认证。2015 年， SOLX 红细胞保存液获得美国 FDA 运营许可（编号： BN110059) , 允许其用于 42 天的悬浮红细胞储存。有 关 56 天保存时间的研究工作仍在推进中，近期的研究 结果显示，该保存液在有效延长 4℃悬浮红细胞储存时 间的同时，可维持正常的红细胞形态和质量。

2. 3. 2 4℃冷藏血小板 通常情况下，新鲜血小板在 20~24℃振荡条件下可储存 5 天。如能将血小板储存 在 4℃环境中，则有利于降低细菌生长风险，延长血小

板储存时间；有研究[8-10] 显示，4℃冷藏血小板对大出血 患者的治疗效果更佳。如果 4℃冷藏血小板的储存时 间能够超过 10 天，美国空军运输系统就能把在本土采 集的安全血小板运达世界各地，从而显著降低作战环 境下血小板输注的安全风险。 目前，美国军方已批准 临床输注储存 10 天以内的 4℃冷藏血小板。

2. 3. 3 冰冻血小板 冰冻血小板技术是解决海军长 航条件下血小板供应困难的有效方式。美国海军波士 顿血液研究所长期从事冰冻血小板制备研究，通过将 血小板悬浮在 6%二甲基亚砜溶液(DMSO) , 并浓缩至 20~35ml 毫升的悬液中，血小板可在-80℃冷冻保存 条件下储存长达 2 年，输注前只需快速复融即可[11] 。 2009 年，冰冻血小板技术获得美国 FDA 许可，进入临 床试验阶段。美国陆军医学研究与卫生物资部 已于 2016 年完成 DMSO 冻存血小板的第一阶段安全性试 验研究（临床试验编号：NCT02078284) 。

2. 3. 4 冻干血浆 二战期间，美国军方研制出冻干血 浆，并在欧洲、太平洋战场中广泛使用。但伴随出现的 经血液传播疾病问题日益严重，使冻干血浆的使用受 到严格限制，并于 1960 年完全退出市场。近年来，由于 火线输血救治理念和冻干血浆在储存、运输等方面的 突出优势，美国国防部再次将冻干血浆产品作为其研 究重点。现阶段，法军输血研究中心和德国红十字血 液中心有冻干血浆的生产能力。为缓解美国军队对冻 干血浆的需求，目前，执行特种作战任务的美国军队可 从法军输血研究中心采购一定数量的冻干血浆[12-13] 。

2. 4 血液输注技术 美国军队现行的血液战备储备 数量，是根据预计的战场伤亡数计算的；按照作战行动 中每例伤员预储红细胞 4 单位、血浆 0. 08 单位、血小板 0. 04 单位的标准执行。伊拉克和阿富汗战场的输血实 践显示，在伤员年龄和损伤程度相似的情况下，严重创 伤且大出血的伤员按照红细胞、血浆和血小板 1∶1∶1的 比例进行输血治疗，可有效防止伤病员凝血功能障碍 的发生[14] 。美国军方的新版《损伤控制复苏临床操作 指南》中已明确推荐重度失血伤员按照红细胞、血浆和 血小板 1∶1∶1的比例进行输血救治[15] 。

2. 5 新型血液替代技术

2. 5. 1 血液代用品 战场救护环节中，在缺少血液的 情况下，急性失血性休克的伤病员急需具有携带和释 放氧功能的血液代用品救治。在美国国防部和美国海 军医学研究中心的共同支持下，Biopure 公司研发了一 种具有携（释）氧功能的红细胞代用品**—**— 戊二醛聚合 牛血红 蛋 白 (Hemopure 红细胞代用 品）。 该产 品在

2003 年被批准列装为美国海军和陆军战备物资，并获

准在南非和俄罗斯上市销售[16-17] 。

2. 5. 2 人工血液 2008 年，美国 Arteriocyte 公司获得 美国国防高级研究计划局(DARPA) 资助，研发用于战 场输注的通用型红细胞[18] 。该项目应用脐带血造血干 细胞及生物相容性纳米孵育系统(NANEX) 模拟体内 造血微环境，制备大量人工红细胞，可从一条脐带的造 血干细胞中生产出人工红细胞约 20 单位[19] 。2010 年， 该公司又进一步生产出了 O 型 Rh 阴性人工红细胞。 但规模化生产制备和高额的生产成本，仍是制约人造 血液应用的关键问题。

3 启 示

3. 1 战时血液保障技术 的发展应坚持 “ 实战需求牵 引” 的原则 美国军队在血液安全保障实践中，特别注 重实战需求牵引，根据不断拓展的战略需要，将研发重 点集中于火线输血急救能力、血液成分长效储存和血 液替代等方面。通过实战经验的积累，不断丰富、创新 血液供应保障技术手段，基本满足了美国军队在全球 范围内的血液供应保障需求，产生了显著的军事效益。 2016 年，我维和部队官兵曾在某驻外营区遭遇恐怖分 子袭击，造成人员伤亡。及时有效的现场急救和输血 救治，是保障我驻外人员生命健康的有效措施，如何满 足现阶段我驻外人员在紧急条件下的输血救治需求，是 我军血液供应保障系统急需解决的现实问题，而外军丰 富的实战化、全球化保障经验，可为我们提供良好借鉴。 3. 2 战时血液保障技术的发展须突出“ 法规标准” 的 建设 信息化条件下的现代战争，法规标准体系在国 防和军队建设中的作用日益突显。美国军队建立的作 战任务规划系统，就是按照统一的标准，针对特定的作 战使命，将各层面需求、各领域要素进行筛选、提取和 组合，并快速形成作战及保障方案。在血液供应保障 系统的标准化体系建设中，美国军方也严格遵循美国 FDA、血库协会和军队卫生部门的规定和要求。相对 于我军武器装备的军用标准化程度而言，血液供应保 障，尤其是战时血液保障的军用标准体系还稍显落后。 我军血液供应保障系统应围绕战时血液保障关键环 节，以“最大限度地救治伤病官兵”为技战术指标的设计 原则，紧贴战场实际，依靠科技创新，进一步加强标准化 工作，更好地发挥法规、标准的规范、引领和保障作用。

3. 3 战时血液保障技术的发展应发挥“ 军地联合” 的 优势 美国军方在血液保障技术产品研发方面注重军 地联合。从任务部署方式看，其十分依赖企业的研发

能力，强调军方需求论证与企业竞标研发相结合的成 果产出模式。通常做法是，在实际作战中发现急需解 决的现实问题，快速凝练形成应用型研究任务，组织军 地机构启动立项研讨，邀请相关领域多家企业共同竞 争研发，经过综合评定最终明确产品研发路径，并积极 参与产品的推广和市场转化。现阶段，我军逐步建立 健全了军事需求的体系设计和生成机制。我军血液供 应保障系统的科技攻关也应遵循“调研发现问题→ 凝 练生成需求→分解立项攻关→ 结题实现目标→ 成果鉴 定扩试→装备部队使用→ 实战检验评估”的全链条军 事需求生成流程，形成问题导向、需求牵引、实战检验 的良性机制。

3. 4 战时血液保障技术的发展须强化“ 军民融合” 的 意识 美国军方在血液保障技术产品研究中注重新研 发产品的应用转换，强调对市场上现有产品的选型应 用和军队新研发产品的商业转化。一方面，积极从市 场上选取技术成熟、应用性强的血液技术、产品用于军 事用途；另一方面，积极为军方主导研发的血液保障技 术、产品在民用市场寻找出口。从而促使大多数产品 获得军事、经济和社会的多方面综合收益。我军在血 液保障技术产品的研发中，同样应推行这种灵活高效 的军民转换方式。在血液供应保障相关技术、产品的 需求凝练中积极探索“两条腿走路”的模式，一方面做 好现有市售产品的选型、评估与装备应用，另一方面做 好军方新研产品的市场转化，努力达到“一份投入，多 份产出”的效果。

参 考 文 献

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（收稿：2018-11-24 修回：2019-01-26 编校：李 荣）

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（收稿：2018-10-22 修回：2019-02-11 编校：蒋铭敏）