战争伴随的大量伤员和救治需求,包括输血等具有里程碑式意义的救治经验都是在历次大的战争中获得的。有30%~40%的严重战伤伤员死于难以控制的大出血,输血在降低大出血伤员伤亡率中的重要性比肩外科止血,已经成为多发躯干穿透伤等战伤急救和早期救治中不可替代、不能或缺的治疗手段。我军战伤输血自抗日战争起步,现已构建了以军队为主、地方采供血机构为辅的战时血液保障体系
[1]。但我军战伤输血能力40余年未经历战争检验,来自抗美援朝、对越自卫反击战的战伤输血经验已经被丢失、遗忘,面对未来军事斗争风险,需要重新学习、掌握战伤输血理论和技术。本文回顾战伤输血的过去,结合外军战伤输血进展,展望我军战伤输血未来。
1 战伤输血历史
1.1 第一次世界大战时的战伤输血
第一次世界大战输血疗法被用于战伤救治,ROBERTSON 等首先描述了将供体的血液直接输注给患者可以挽救生命。之后输血疗法的迅速推广使其成为比较常规的治疗手段,其结果也导致“输血综合征”数量增加。经过无数惨痛教训后,在1920年,确立了合适的输血设备、保证输血安全的交叉配型和防止血液凝固的柠檬酸抗凝等方法。截至第一次世界大战的最后1年,有3万名士兵接受了输血,用血量共约3 500 L
[2]。第一次世界大战救治伤员的现实需要加速了输血观念的传播,也促进了血液保存技术的发展。随着血型是否匹配、血液是否会凝固以及输血后是否会感染3个关键问题的解决,输血成为战伤救治的重要方法之一。
1.2 第二次世界大战时的战伤输血
在第二次世界大战中,输血已经极为常见。据报道苏联红军有7%的伤员输了血,其中1/3在战地因急性失血和休克而输血,主要是输注储存16 d 以上的血液
[2]。美军1944年建立了军队全血分配系统,在诺曼底战役中,登陆部队配备了血库车,进攻日每百名伤员平均输入30 L血液
[2]。逐渐地,美军开始向战区救治机构大量供应血液,全血输注成为战伤救治的标准技术,并采用移动血库(walking blood bank,WBB)的方法获得,即直接从献血者采集血液,现场使用或送至前线。后来随着对血液需求的增加,采用抗凝方式贮藏血液建立“血液银行”。还研发冻干血浆用于救治失血性休克。战争期间共生产冻干血浆600余万袋。第二次世界大战后期,明确了全血是严重战伤失血性休克伤员的首选复苏液,血液是唯一可以使严重受伤士兵做好充分术前准备的液体。1944年8月至1945年9月美军运血量约 50万单位,战伤输血用血量达150万升
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1.3 第二次世界大战后的战伤输血
美军在朝鲜战争期间大规模使用万能供血者的血液,每名伤员平均输血量达1.5 ~ 2.0 U(1 U ≈ 500 mL),有的伤员输血量多达20 L,使住院伤员的死亡率从4.5%降为2.5%。在越南战争需要输血的伤员中,平均每个伤员输血达7.06 U,进一步降低了伤亡率。1973年第4次中东战争以色列野战医院共收治6 000名伤员,其中1 500名伤员平均输血4 L。1982年马尔维纳斯群岛战争中,英军医院船“乌干达”号救治伤员共输注361 U血液,其中有一名伤员输注了30 U血液
[2]。
1.4 我军战伤输血简史
1.4.1 抗日战争期间的战伤输血技术发展
同第二次世界大战期间全球范围内的战伤输血取得的显著进展同步,我国输血技术在抗日战争中取得了长足进步。1935年,广西军医院病理研究处制备了各种标准血清,用于检测全体官兵的血型。白求恩是中国战伤输血的先驱者,1938年成功实施了战地输血。我军于1943年3月在延安革命根据地创办了输血组织,“兹为有计划有组织的运用输血法,以挽救与治疗病重危急的革命同志”
[3]。1944年7月,易见龙、黄若珍等在云南昆明建立了国内第1座血库,即“军医署血库”,运行1年间采集的血液总量约3 000 L,并制成冻干血浆3 000余瓶,支援抗日战争前线。1946年6月成立了重庆血库。1948年成立南京中央医院血库。
1.4.2 抗美援朝战争中的输血技术发展
1951年,萧星甫等应用半封闭式采血和输血技术并开启密闭式采血和输血法,提高了输血的安全性和易操作性,并在援朝期间利用山洞建立了第1个野战血库。1953年初,中央军委卫生部中心血库在沈阳成立,故又称沈阳血库,此为新中国自主设计和建立的第1个大型血库。沈阳血库的成立促进了血液远距离运输、血浆分离技术的发展,向朝鲜前线供应全血、红细胞、血浆以及消毒输血器材,大幅降低了战伤失血性休克志愿军的死亡率。沈阳血库在抗美援朝战争期间积累的实战经验奠定了我军血液保障体系建设的基础,促进了我军血液保障体系建设的体制化和专业化,并进一步推动全国民用血库的建设
[4-5]。
1.4.3 对越自卫反击战中输血技术发展
在持续近10年战争期间,我军的血液供应实行三级采储、及时转运、靠前输注的策略。据统计仅1984年4月28日至11月30日就向前线提供全血107 L。1979年就地采血率达48.6%,而1984年仅占0.46%。战时供血尽量向前延伸,1984年各级输血率和每人输血量均大于1979年,及时、充分的供血为提高战伤救治成功率、降低伤死率奠定了坚实基础
[6]。
2 21世纪外军战伤输血进展
2.1 血液保障机制
进入21世纪以来,战争再次推动了战伤输血治疗的发展,战时血液保障体系的完善取得了长足的进展,尤以美军为甚。美军的战时血液保障体系在历次战争中不断优化,通过创新血液产品和扩大血液可用性促进战斗创伤复苏的转型,极大的满足美军跨海作战和全球范围保障的战伤血液复苏需求。伊拉克和阿富汗战争时,2001年11月至2012年12月,25.8 万 单位的全血及血液成分救治了2.6万名美军伤员
[7]。美军中央司令部2014年至2021年军事行动期间引入了冷藏低效价O型全血(cold-stored low titer group O whole blood,CS- LTOWB)、冷藏血小板、液态血浆和法国冻干血浆并加强了WBB的保障能力。2016年至2020年,CS-LTOWB的需求量增加了21倍,供应量在2020年达到峰值,全年提供LTOWB 11 625 U。这期间CS-LTOWB的储存时间从21 d 提高到35 d,进一步提高了战时LTOWB的保障能力。液体血浆的供应从2014年的40 U逐渐增加,到2019年提供了5 845 U,达到峰值,其输注量占总血浆量的82%,减少了新鲜冰冻血浆的用量
[8]。2001年至2017年,美军在阿富汗战争中死亡率从最初的20%降到8.6%,伊拉克战争中死亡率从20.4%降到10.1%,总结认为,血液保障能力的提高和战时输血对于降低死亡率起到了重要作用。现代战伤输血朝着更加及时、高效和安全的方向发展,显著提高了战时伤员救治水平。
2.2 战术环境输血
自2012年起,美军将输血能力扩大部署到军事医疗后送部队,并逐渐为阿富汗所有战伤伤员提供战术环境输血,显著缩短了战伤伤员等待输血的时间,美军战伤伤员中接受战术环境输血伤员的死亡率(24 h 或30 d 死亡率)显著低于未接受战术环境输血或延迟输血的伤员
[9]。由于不具备交叉配血条件,战术环境采用输注通用型血液制剂的方式,包括通用型低效价O型全血、通用型红细胞、通用型血浆和冻干血浆等。战术环境输血的实施扩大了对血液供应的需求,随着预先筛选的LTOWB的引入和供应量的增加,来自WBB的新鲜全血(fresh whole blood,FWB)使用逐渐减少
[8],但后者仍然是不具备血液保障能力时,获得血液制品的重要来源,通常也是来自预筛的O型献血者
[10]。
2.3 血液制剂应用
2.3.1 战伤大量输血方案
快速而持续地提供大量的预定比例成分血的“唯一”办法即为大量输血方案(massive transfusion protocol,MTP)
[11]。2003年起,接受大量输血的伤员比例及输血量逐年增加。2006年美军提出了以预防急性凝血病为前提的战伤失血性休克损害控制性复苏方案,“用相当于全血的血液输血”,MTP建议采用血浆、血小板和红细胞按1∶1∶1的类全血成分配比实施复苏
[12]。2010年美军规定“尽可能靠近战场前沿配备FWB和单采血小板”,实际操作时,血库可发放未经交叉配血的通用型O型血,同时立即进行交叉配血,“大量输血包”包含4 U红细胞、4 U新鲜冰冻血浆和10 U冷沉淀。
2.3.2 FWB输注
因战场血小板保障困难,输注FWB是1种可行的替代方法。美军1项伊拉克巴格达军事医院大量输血回顾性调查发现红细胞、血浆联合全血输注组与红细胞、血浆和单采血小板组相比,两组的 24 h、30 d存活率类似,没有差异
[13]。美军认为在救治严重战伤大量出血合并低体温、酸中毒和凝血功能障碍伤员时输注新鲜全血优于成分血。WBB提供的FWB被视为一种作战工具,FWB输注符合“丢什么、补什么”的理念。美军在伊拉克战争和阿富汗战争中总共输注了超过6 000 U的FWB,使用WBB来源的FWB复苏策略提高了伤员生存率,且输注量与生存率的提高有着独立相关性
[14]。另一项回顾性研究比较温暖新鲜全血和单独成分血输注对战伤伤员生存率的影响,发现在损伤程度相似的情况下,输注温暖新鲜全血伤员的24 h和30 d生存率均高于仅输注成分血的伤员。2014年,美军提出对于失血性休克伤员应优先考虑使用全血,
[15-16]。美军报道了躯干穿透伤大出血伤员在火线输注4 U冷藏全血后,随即激活WBB采集、输注3 U新鲜LTOWB成功救治的经验,其中现场输注2 U、后送直升机上输注余下1 U
[14]。对阿富汗和伊拉克战争中接受成分疗法和温暖新鲜全血(warm fresh whole blood, WFWB)输注的受伤患者进行回顾性研究结果显示,在失血性休克的创伤患者中使用WFWB的复苏策略会提高战斗死亡率指数较高的患者生存率,并且WFWB的输注量与生存率的提高有着独立相关性
[14, 17-18]。
2.3.3 CS-LTOWB输注
CS-LTOWB 指于2 ℃ ~ 6℃的LTOWB,其免疫球蛋白G(immunoglobulin G,IgG)和免疫球蛋白M(immunoglobulin M,IgM)抗A和抗B血型抗体效价通常低于256。与成分输血疗法相比,LTOWB在较低的体积下提供了更好的氧携带能力和更好的止血功能。VANDERSPURT等
[19]调查发现,2016年1月至2017年12月,战场中输注的全血占比从所有输血产品的2.1% 增加到6.6%。至2017年9月,在伊拉克和阿富汗战争期间已经输注了10 568 U的全血
[20]。以色列2018年将LTOWB部署到军事医疗后送直升机上,取代了过去数十年的浓缩红细胞。筛选LTOWB献血者形成动态WBB可降低FWB的保障难度,美军提出一个航母编队约7 500人,可通过预先筛选建立1 575人的全血捐赠池
[14]。2022年,ALOIRD 等报道了法国武装部队首次使用CS-LTOWB成功救治1名战伤大出血伤员
[21]。美军报道了躯干穿透伤大出血伤员,在火线输注4 U CS-LTOWB后,随即激活WBB采集、输注3 U新鲜O型LTOWB成功救治的经验,其中现场输注2 U、后送直升机上输注余下1 U。目前美军已明确CS-LTOWB是治疗失血性休克的首选复苏液体
[15, 22]。2024年以色列进一步在装甲救护车上携带CS-LTOWB
[23]。
2.3.4 冻干血浆输注
冻干血浆的应用使受伤现场立即开始血液制剂复苏成为可能。美军2011年、以色列军2012年将冻干血浆用作其他血液制剂输注前失血性休克复苏的最初液体,显著提升了战伤救治能力
[24]。
3 战伤输血展望
未来军事斗争可能发生在实力相当对手之间,军事斗争卫勤保障将面临前所未有的困难和挑战,如战场分布广、没有绝对安全的后方;不太可能取得战场优势,伴随卫勤保障展开和安全的医疗后送困难;直升机等快速后送能力受限,输血和手术资源不可持续,可能陷入超长的延时野战救护困境等。考虑到战伤输血的重要性,依托和平时期严重创伤紧急救治血液保障模式和输血策略
[25],应进一步完善我军战伤输血保障体系和优化输血策略。外军在21世纪战伤输血取得了长足的进展,例如通过创新血液保障机制、开展战术环境输血从时间空间上大幅提高战时血液的可及性。外军的战伤输血经验对于进一步提高我军战时血液保障能力和完善战时输血策略具有重要的启示作用。在血液保障体系建设方面,通过建立预先筛选、储存和运输冷藏LTOWB体系和健全基于移动血库的FW保障机制提高战时通用型血液的可及性;研发冻干血浆产品及制定其使用技术标准;此外,应加强现场急救和早期救治阶段各级、各类医疗队医护人员输血、采血等技术的培训以及配备必要的储血、血液加温装置等设备,构建和完善战术环境输血能力。在输血策略方面,基于新的血液保障模式明确全血和各类血液制剂的紧急输注指征,优化大量输血方案。另一方面,依托生物医学和信息学等技术,包括无血型输血与基因编辑技术、人工合成血液、纳米技术储存与输血监测、基因检测和核酸检测等,特别是基于大数据和人工智能的信息化与智能化输血,未来战争中的输血技术将朝着更加高效、安全、精准和智能化的方向发展,这些创新不仅能提高战时伤员救治水平,还将对和平时期的医疗救治产生深远影响。
4 小结与启示
战伤输血在战争中起着至关重要的作用,其发展历程伴随着战争的演进而不断创新。从一战时的初步应用,到二战及之后的广泛实践,战伤输血技术不断进步。外军在21世纪取得了显著进展,我军也应借鉴其相关经验,完善战时血液保障体系,优化输血策略,以应对未来军事斗争的挑战。