Substytut krwi (zwany również surogatem krwi) to nazwa szeregu substancji, które mogą pełnić niektóre funkcje krwi. Substytuty krwi są często stosowane w transfuzjach krwi, gdy prawdziwa krew nie jest dostępna. Utrata dużej ilości krwi może oznaczać, że nie pozostało jej wystarczająco dużo, aby utrzymać transfer tlenu do niektórych narządów lub mózgu. Taki stan jest nagłym przypadkiem medycznym, ponieważ może prowadzić do niewydolności narządów i śmierci. Substytuty krwi mogą pomóc w takich sytuacjach.

Definicja i cele stosowania

Substytut krwi to dowolna substancja medyczna, której celem jest zastąpienie niektórych funkcji krwi — najczęściej przenoszenia tlenu i/lub uzupełnienia objętości krążenia. Nie wszystkie substytuty pełnią wszystkie role krwi; niektóre służą tylko jako rozszerzacze objętości, inne próbują przenosić tlen w sposób podobny do erytrocytów.

Rodzaje substytutów krwi

  • Rozszerzacze objętości — nie przenoszą tlenu, ale utrzymują objętość krążenia i perfuzję narządów. Dzielą się na:
    • krystaloidy (np. roztwory soli, płyny z glukozą),
    • koloidy (np. albumina, syntetyczne substancje kolidalne jak hydroksyetyloskrobia — HES; część z nich ma ograniczenia stosowania z powodu działań niepożądanych).
  • Tlenowe środki syntetyczne — zaprojektowane, by przenosić tlen:
    • Hemoglobinowe nośniki tlenu (HBOC) — oparte na wolnej, modyfikowanej hemoglobinie (pochodzenia ludzkiego, zwierzęcego lub rekombinowanej). Mogą przenosić tlen podobnie jak erytrocyty, ale wolna hemoglobina ma inne właściwości farmakologiczne niż hemoglobina wewnątrz erytrocytu.
    • Emulsje perfluorowęglowodorowe (PFC) — związki chemiczne rozpuszczające duże ilości tlenu; są podawane jako emulsje i wymagają często zwiększonego stężenia tlenu w powietrzu, by były skuteczne.
  • Specjalistyczne nośniki do przechowywania i perfuzji narządów — dodatki do płynów używanych przy przeszczepach i przechowywaniu organów, które poprawiają dostarczanie tlenu i ochronę tkanek podczas transportu.
  • Produkty weterynaryjne i eksperymentalne — część substytutów ma zastosowanie w weterynarii lub była testowana w badaniach klinicznych; nie wszystkie przeszły pełne procedury rejestracyjne dla ludzi.

Zastosowania kliniczne

  • ratownictwo i medycyna pola bitwy — gdy dostęp do krwi dawcy jest ograniczony, a szybkie uzupełnienie objętości i/lub tlenu jest konieczne;
  • chirurgia i intensywna terapia — pomoc w okresach ostrego krwotoku, ograniczenie potrzeby transfuzji krwi od dawców;
  • transport i przechowywanie narządów do przeszczepu — poprawa perfuzji i ochrony tkanek;
  • sytuacje, gdy transfuzja krwi jest niemożliwa lub odrzucona — np. z powodów religijnych (np. niektórzy wyznawcy odrzucają przetoczenia krwi), lub gdy istnieje ryzyko niedostępności zgodnej grupy krwi;
  • zastosowania ratunkowe w regionach o ograniczonych zasobach medycznych lub w katastrofach.

Zalety

  • brak konieczności dopasowania grupy krwi — wiele substytutów nie wywołuje reakcji zgodności grupowej;
  • niższe ryzyko przenoszenia niektórych zakażeń krwiopochodnych;
  • dłuższy termin przechowywania i mniejsze wymagania logistyczne w porównaniu z krwią dawcy (niektóre produkty nie wymagają zamrażania czy nawet chłodzenia);
  • szybka dostępność w warunkach polowych i awaryjnych.

Ograniczenia i ryzyka

  • wiele substytutów nie odwzorowuje w pełni funkcji erytrocytów (np. brak elastyczności, brak magazynowania tlenu, krótszy czas krążenia);
  • potencjalne działania niepożądane — m.in. nadciśnienie, skurcz naczyń (często związane ze zdolnością wolnej hemoglobiny do wychwytywania tlenku azotu), zmiany w funkcji nerek, oksydacyjne uszkodzenie tkanek;
  • niektóre produkty w badaniach klinicznych wykazały sygnały zwiększonej śmiertelności lub powikłań sercowo-naczyniowych, co spowodowało wstrzymanie badań i ostrożność regulatorów;
  • emulsje PFC często wymagają podawania tlenu w podwyższonym stężeniu, by były skuteczne;
  • różnorodność produktów i ograniczona liczba długoterminowych badań utrudniają jednoznaczne wskazania terapeutyczne.

Bezpieczeństwo i status regulacyjny

Do tej pory nie istnieje jeden, powszechnie zaakceptowany „surogat krwi” zastępujący w pełni koncentraty krwinek czerwonych. Niektóre produkty hemoglobinowe lub perfluorowęglowodorowe uzyskały dopuszczenia do stosowania w wybranych krajach lub do zastosowań weterynaryjnych, a inne są dostępne jedynie w badaniach klinicznych lub w trybie „compassionate use” (dostęp kontrolowany poza standardowymi rejestracjami). Z tego powodu stosowanie takich preparatów odbywa się zgodnie z lokalnymi wytycznymi, protokołami klinicznymi i nadzorem regulatorów.

Perspektywy rozwoju

Badania nad substytutami krwi trwają nadal. Główne kierunki to:

  • bezpieczniejsze i bardziej stabilne modyfikacje hemoglobiny (np. polimeryzacja, PEGylacja), które zmniejszają wychwytywanie tlenku azotu i toksyczność;
  • ulepszone emulsje perfluorowe o lepszej biokompatybilności i mniejszym zapotrzebowaniu na dodatkowy tlen;
  • nośniki tlenu do perfuzji narządów i nowych technik przechowywania organów;
  • terapie komórkowe i technologie inżynierii tkankowej zmierzające do produkcji erytrocytów „na żądanie”.

Podsumowanie

Substytuty krwi mogą być przydatnym narzędziem w medycynie ratunkowej, chirurgii i sytuacjach, gdy transfuzja krwi od dawcy jest niemożliwa lub ograniczona. Jednak żaden z obecnie dostępnych preparatów nie zastępuje w pełni naturalnej krwi i każdy z nich ma swoje specyficzne zalety i ograniczenia. Decyzja o ich użyciu powinna być oparta na aktualnych wytycznych klinicznych, ocenie korzyści i ryzyka oraz dostępności alternatyw. Wciąż prowadzone badania mogą w przyszłości doprowadzić do bezpieczniejszych i skuteczniejszych rozwiązań.