紅細胞輸注是歷史最悠久，臨床應用最廣泛的一種細胞治療策略。目前紅細胞和其他血液制品主要依賴於志願者捐獻，但供者不足、感染風險、稀有血型缺乏等，仍是世界性的輸血難題。如何通過體外培養生產、獲得大量功能性的紅細胞是輸血領域的重要挑戰，也是相關領域醫學研究者們一直努力的方向。

近日，中國科大附一院（安徽省立醫院）血液內科、中國科大血液和細胞治療研究所程臨釗、劉森泉團隊在體外大規模生產紅細胞研究領域取得突破性進展。團隊對紅細胞終末分化所需的營養成分進行系統性探索和優化，成功建立了一種全新的化學成分明確的紅細胞誘導分化體系，為將來體外大規模生產人紅細胞提供了新的方案。

通過體外培養獲得成熟紅細胞（cRBCs）是一個復雜的過程，主要包括早期紅系祖細胞的擴增，以及終末紅細胞分化和網織紅細胞成熟。

近幾十年來，研究者們致力於從人類外周血單核細胞（PBMCs）、CD34+造血干/祖細胞（HSPCs）和人類多能干細胞（PSCs）中體外生成cRBCs。

但要實現體外大規模cRBCs生產，必須克服兩個關鍵難題：一是紅系祖細胞的大規模培養和擴增﹔二是體外進行高效終末分化並生成功能性的去核紅細胞。

程臨釗、劉森泉課題組經過前期研究，已經建立人紅系祖細胞的富集、擴增和終末分化平台，並初步實現紅系祖細胞的體外擴增。

然而，以往廣泛使用的終末分化體系必須添加人血漿或血清，存在成分不明確、批次不穩定、難以大量獲取等問題，制約了其臨床轉化。人血漿或血清復雜的組成成分也一定程度阻礙了紅系分化過程中調控機制的研究。

因此，研究團隊對紅細胞終末分化所需的營養成分進行了系統性探索和優化。

該研究發現，生理水平的代謝物和鹽濃度可以顯著增強紅系祖細胞的增殖並提高cRBCs產量。在此基礎上，該研究還發現，脂質代謝在紅細胞終末分化中發揮著重要作用，並嘗試使用低密度脂蛋白或膽固醇完全替代人血漿和血清，成功建立了一種全新的化學成分明確的紅細胞誘導分化體系（Chemically-Defined Optimized Medium, COM）。

相較於傳統培養系統，COM系統不僅有望大大提高體外紅細胞的生產效率，降低生產成本，同時能有效解決血漿制品來源和批次的差異性問題。這一突破性發現，為將來大規模、高效、GMP（Good Manufacture Practice，良好藥品生產規范）級別的紅細胞生產奠定了堅實基礎。

中國科學技術大學教授程臨釗、劉森泉副研究員為該論文的共同通訊作者，課題組博士研究生王恩宇、劉森泉為該論文的共同第一作者。工作得到了中國科學技術大學趙剛教授和孫林峰教授的大力幫助。本研究在國家自然科學基金和“科大新醫學”聯合基金支持下完成。（劉森泉）

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