本文摘選自《中國輸血行業發展報告(2021)》B27，作者 李劍平，遼寧省血液中心副主任，主任醫師;朱江，山東威高集團醫用高分子制品股份有限公司，總監;李曉豐，遼寧省血液中心研究所主任、科教科長，主任技師;

【摘要】血液輻照技術，作為預防輸血相關性移植物抗宿主病(TA-GVHD)最可靠和最有效的血液處理技術，近年來迎來了新的發展浪潮，這主要得益于新興的X射線血液輻照技術的發展和完善。相比于傳統的同位素血液輻照技術，X射線血液輻照技術具有安全性、經濟性、環保性等優點，同時也具有射線穿透性較低，劑量均一性較差等弱點。本文對比了兩種輻照技術的效能，分析了X射線血液輻照技術的優勢、挑戰及其應對方案，為讀者了解這一新興技術，提供了全面的視野和詳實的資料。此外，本文也對輸血相關性移植物抗宿主病的特點和我國的血液輻照技術應用的現狀及與國外情況進行了概述，對于我國血液輻照技術應用的前景和方向進行了展望。

好消息：《輸血服務藍皮書》第六部 《中國輸血行業發展報告(2021)》出版發行(以下為正文)

輸血相關性移植物抗宿主病(TA-GVHD)是一種嚴重的輸血相關并發癥，其死亡率高達90%，它發病快，缺乏良好的診療方法，預后差。血液輻照是臨床常用的一種血液及血液成分處理方法，主要原理是通過電離輻射對血液或血液成分進行輻照，有效滅活血液或血液成分中的具有免疫活性的T淋巴細胞，輸注經輻照的血液或血液成分，可以有效預防TA-GVHD的發生。各國對于血液輻照的劑量也進行了明確規定，目前公認的劑量范圍為25-50Gy。

血液輻照技術經過了數十年的發展。在2015年之前，國際上通常使用的血液輻照技術，都是以放射性同位素(鈷60或銫137)為輻照源的同位素輻照技術。放射性同位素發出的γ射線，具有能量高、穿透性好、劑量均勻等優勢，但同時也具有屏蔽困難、需要嚴格監管、同位素廢料處理困難等劣勢。近年來，X射線血液輻照技術逐漸發展完善和成熟，該技術在保證有效性的前提下，相較同位素輻照技術，其安全性、使用和管理成本等方面都有了長足的改善，為血液輻照技術的使用和推廣提供了有力的保障。

血液輻照技術自上世紀末引入我國以來，由于前期受到的重視程度不夠，以及同位素血液輻照儀嚴格的監管流程，因此只在較小比例的采供血單位和醫院開展。這與我國巨大的血液輸注量不相匹配，臨床單位的輻照血需求也未能得到滿足。

本文通過系統化的梳理血液輻照的應用、血液輻照技術的原理、特點和改進過程，全方位地展示這一領域的技術變遷，同時對我國當前的這一領域的現狀進行了闡述，對我國血液輻照技術的未來發展進行了展望。

一 輸血相關性移植物抗宿主病及其預防

輸血相關性移植物抗宿主病(TA-GVHD)是一種嚴重的輸血不良反應，它是由于受血者不能清除輸入血液中具有免疫活性的淋巴細胞，使其在體內植活、增殖，將患者的組織器官識別為非己物質，并作為靶目標進行免疫攻擊、破壞的一種致命性輸血并發癥。它起病突然，不易診斷，進展迅速，療效較差，死亡率為90%以上。

TA-GVHD的臨床表現缺乏特異性，與藥物治療或者腫瘤的放、化療的不良反應相似，因此極易漏診和誤診。

TA-GVHD在普通人群的發病率約為0.01%～0.1%，但在高危人群達到0.1%～1%，甚至更高;例如有文獻報道在放化療免疫功能低下血液病患者中，發病率達到2%。

TA-GVHD的確切發病機制尚未明了，早期通常認為TA-GVHD的高風險人群主要為免疫力低下的病人，但后續的報道發現，情況要復雜得多，在一些免疫功能正常的患者身上也發現或提示TA-GVHD，如日本的部分心臟手術患者;在心肺復蘇和其他心血管手術中、膽囊切除術、子宮切除術、剖宮產術和膝關節置換術，也報道過同類病例;另外，親屬間輸血也會提升發病的概率。這些病例表明，除了免疫功能低下外，TA-GVHD還存在著一些其它危險因素。

HLA單倍型純合子的血液成分容易引起TA-GVHD。在供血者基因型為a/a純合子,受血者基因型為a/b雜合子的情況下，即使受血者免疫功能正常，受血者的免疫系統也有可能不能識別供者的淋巴細胞為非己細胞，而導致外來淋巴細胞在體內的植活和擴增，產生對自體的免疫攻擊。

綜合這些情況，對于TA-GVHD最有效的應對方法是預防而非治療。目前國際上公認的有效的預防手段，就是對含有活性淋巴細胞的全血和血液成分進行輻照，包括全血、紅細胞、血小板和粒細胞。

血液輻照的效果，目前已被廣泛的證明和認可。以作為TA-GVHD高發地區的日本為例，自從對所有血液成分進行輻照后，日本紅十字會(JRC)再未接到確診的TA-GVHD病例報告。目前通常認為，先天性免疫缺陷的病人、骨髓與造血干細胞移植病人、器官移植病人、放化療造成免疫力低下的病人、早產兒病人、宮內輸血與宮內換血病人等為TA-GVHD高危病人;需要大量輸血的心血管手術病人、高齡手術病人、親屬間輸血病人、人類白細胞抗原(HLA)配型的血液成分輸注病人，也具有較高風險。這些病人都建議使用輻照血。另一方面，由于免疫功能正常的受血者接受無關供者血液輸注時，也有發生TA-GVHD的可能性，因此近年來輻照血的使用范圍有逐年擴大的趨勢。

二 血液輻照技術的發展歷程

血液輻照技術，是指采用一定劑量的電離輻射(γ射線、X射線)對全血或成分血進行照射，滅活其中的活性淋巴細胞，同時保持其他細胞和血液成分的功能活性。輸注輻照過的血液或血液成分可有效預防輸血相關移植物抗宿主病(TA-GVHD)的發生，提高輸血的安全性。

血液輻照的劑量范圍十分重要，既要保證完全抑制T淋巴細胞的增殖，又要確保不影響其它血液成分的質量。目前大部分國家規定的血液輻照劑量為25～50Gy。

我國《血站技術操作規程》2019版第3.7.5.3 條款規定：“血液輻照最低劑量為 25 戈瑞(Gy)，血液任何位點的輻照劑量不宜超過 50 Gy。”

(一)γ射線血液輻照技術

γ射線血液輻照技術是從二十世紀七十年代開始發展的，它主要是利用鈷-60(60Co)或銫-137(137Cs)等放射性同位素作為輻射源，輻照全血或血液制品。

γ射線血液輻照儀的主要工作原理，是將射線源密封在高密度材料(通常是鉛)屏蔽的容器內，樣品罐(Canister)放置在旋轉裝置(或傳動裝置上)，傳送到射線源的旁邊進行輻照。設備的輻照區域都包含在足夠厚度的屏蔽鉛房中。

γ射線血液輻照儀經過四十多年的發展，已經非常成熟，安裝和使用的范圍也遍布了世界各國，但是由于其使用了較強的放射性同位素源，其γ射線危險性較高，防護較為困難，并且放射性同位素的射線一直處于放射狀態，需要做好輻射防護以及放射性素的管理等相關工作，增加了使用成本。

具體來說，主要包括以下方面：1、無論是鈷-60還是銫-137射線源，其γ射線對人體都具有較強的傷害性，必須嚴格防護和管理，通過環保部門的環境影響評價，公安部門也需備案并建立實時聯動監控報警系統，審批難度較大，同時需要較高的管理成本。2、由于γ射線的穿透性強，防護需要的鉛當量較高，因此設備重量很大，對于設備本身結構和安放場所的承重都有較高要求;3、除設備本身的防護外，安放場所還需要一定程度的外界屏蔽;4、設備報廢時，需要專業的機構回收同位素廢料，成本較高。5、針對這些不足之處，各國的研究人員一直在努力尋找解決方案。近年來，同樣能提供電離輻射，但不含同位素源的X射線血液輻照技術終于形成了突破，成功地應用到了醫療領域。

(二)X射線血液輻照技術

X射線與γ射線一樣，都屬于電離輻射，通常情況下X射線的能量低于γ射線的能量。與γ射線的產生不同，X射線的通常由一種稱為“X射線球管”的裝置產生。X射線球管的工作原理，是由陰極的燈絲產生電子束，然后在陰極和陽極之間加上高電壓(幾十至幾百千伏)，電子被加速到很高的速度，具有很高的能量。高速電子撞擊陽極上的鎢靶，就能激發出X射線。激發出的X射線從球管的“窗口”射出，并經過一定的過濾，就能用于血液樣品的輻照了。因此X射線的發出是受電源控制的，其能量和劑量都是可控的。

通常使用的X射線球管，其管電壓在幾十到幾百千伏范圍。球管電壓越高，其產生的X射線能量越高，穿透性越強。以160KV的X射線球管為例，它產生的X射線能量范圍，是從幾十KeV到160KeV，是一個連續光譜，平均能量大約在70~80KeV左右。與鈷-60(平均1.25MeV=1250KeV)和銫-137(662KeV)的γ射線相比，X射線的能量大大降低。

X射線的能量顯著低于γ射線，因此穿透性也顯著降低，這對于血液輻照儀的安全性而言，是很大的優點。據計算，160KV的X射線的屏蔽鉛當量，僅為同位素的1/30，即只需要同位素輻照儀的鉛房厚度的1/30，就能完全屏蔽X射線。這樣輻照儀的屏蔽難度極大地降低了。

X射線血液輻照技術相對于傳統的γ射線血液輻照技術，主要有以下的優勢：安全：更容易屏蔽，外界劑量更低;便捷：不含永久性的輻射源，輻照由開關控制，只在需要輻照樣品的時候開啟射線裝置;

穩定：沒有同位素半衰期的問題，輻照劑量率穩定;環保：沒有環境污染的隱患，無需擔心同位素廢料的處理;易于審批：相對同位素射線裝置，X射線輻照儀屬于三類射線裝置，只需環境影響登記表備案，無需環境評價。

(三)X射線血液輻照技術面對的主要挑戰

如同硬幣的兩面，X射線輻照技術帶來了安全性的提高，同時其較低的能量也造成了射線穿透性的下降，從而影響了血液輻照的劑量均一性。X射線會在穿透血液制品時，劑量逐漸下降。(見圖)

要保證血液制品任意位置的輻照劑量在25～50Gy范圍內，X射線輻照儀的設計，需要保證射線穿透的血液厚度越小越好。在樣品杯旋轉的情況下，射線入射方向的血液制品厚度也不能超過10cm。另一方面，輻照杯裝載不同數量的血液制品時，不應增加射線入射方向的血液制品厚度。

(四)γ射線血液輻照技術與X射線血液輻照技術的效能比較

國際的輸血研究機構，對于γ射線血液輻照儀和X射線血液輻照儀的輻照效果及輻照后血液成分質量和相關指標的差異，進行了全面和多次的比較，結論是沒有顯著性差異。

我國的遼寧省輸血醫學研究所開展了X射線血液輻照儀RS 3400(美國RadSource公司)與同位素137Csγ射線輻照儀GM8000(德國BIOBEAM公司)的比較研究。研究結果顯示，X射線和γ射線輻照后對紅細胞、血小板T淋巴細胞滅活抑制率組間比較無差異;X射線和γ射線輻照后紅細胞、血小板的各項質量指標均符合GB18469-2012《全血及成分血質量要求》中的規定，組間比較無顯著性差異;X射線和γ射線輻照后紅細胞、血小板的各項觀察指標均無顯著性差異。

四 血液輻照技術應用的現狀和展望

從國際上看，發達國家的血液輻照技術應用已經有了長足的進展，日本作為TA-GVHD的高發國家，經過X射線血液輻照儀的普及，血液輻照的比例達到了90%以上。日本紅十字會(JRC)已經連續數年沒有接到新增的TA-GVHD病例的報道了。美國、加拿大、英國、澳大利亞、新西蘭等國的輻照血比例已達到30%～50%，韓國、新加坡等周邊國家的血液輻照比例也迅速增長。

但在我國，血液輻照技術的應用還處于起步階段，與發達國家的發展水平有很大差距。據統計，截止到2020年12月，我國安裝的血液輻照儀數量不足100臺，紅細胞輻照的比例不到5%。

這種情況，主要受到兩方面的因素影響：首先，同位素血液輻照儀對管理和使用的要求很高，審批復雜，管理和使用成本高，因此造成很多采供血單位和醫院對之望而卻步。據調查，截止2019年底，我國裝備的同位素血液輻照儀的數量不足80臺，大部分的采供血單位和醫院都無法提供輻照血。其次，由于TA-GVHD的臨床表現缺乏特異性，極易誤診和漏診;同時，很多臨床大夫對這個疾病缺乏了解和認識，從而導致了對于血液輻照的缺乏重視。

隨著技術的進步。X射線血液輻照技術經過了十多年的發展和完善，目前已經發展到360°輻照多個樣品杯的第三代技術，這一技術很好地解決了X射線血液輻照的安全性和有效性的矛盾，大大地促進了血液輻照應用的推廣和普及。

近年來我國經濟水平不斷增強，人民生活水平不斷提高，對于輸血安全和輻照血的認識也不斷增強，血液輻照的應用必將越來越普及。X射線血液輻照技術的發展，正好給了我們這樣的機遇，可以更安全、更經濟地將血液輻照技術應用到臨床上，為我國的輸血安全和人民健康水平的提高助力。