بنك الدم

شكّلت الحرب العالمية الأولى حافزًا للتطور السريع لبنوك الدم وتقنيات نقل الدم. فانطلاقًا من الحاجة إلى نقل الدم للجنود الجرحى في غياب متبرعين، ^{[ 2 ]} سعى فرانسيس بيتون روس، في جامعة روكفلر (التي كانت تُعرف آنذاك بمعهد روكفلر للأبحاث الطبية)، إلى إيجاد حلول لمشاكل نقل الدم. ^{[ 2 ]} وبالتعاون مع زميله جوزيف ر. تيرنر، توصلا إلى اكتشافين هامين: ضرورة تحديد فصيلة الدم لتجنب تجلط الدم، وإمكانية حفظ عينات الدم باستخدام المعالجة الكيميائية. ^{[ 3 ]} إلا أن تقريرهما الصادر في مارس 1915 لتحديد مادة حافظة محتملة للدم لم يُثمر. فقد أثبتت التجارب التي أُجريت باستخدام الجيلاتين والأجار ومستخلصات مصل الدم والنشا وألبومين البقر عدم جدواها. ^{[ 4 ]}

في يونيو 1915، نشروا أول تقرير هام في مجلة الجمعية الطبية الأمريكية يفيد بإمكانية تجنب التراص الدموي إذا تم فحص عينات دم المتبرع والمتلقي مسبقًا. طوروا طريقة سريعة وبسيطة لاختبار توافق الدم، حيث يمكن تحديد التخثر ومدى ملاءمة الدم للنقل بسهولة. استخدموا سترات الصوديوم لتخفيف عينات الدم، وبعد مزج دم المتلقي والمتبرع بنسب 9:1 و1:1، كان الدم إما يتكتل أو يبقى سائلًا بعد 15 دقيقة. وكانت نتيجتهم، مع النصيحة الطبية، واضحة:

إذا وُجد تكتل في مزيج 9:1 وبدرجة أقل أو لم يُوجد على الإطلاق في مزيج 1:1، فمن المؤكد أن دم المريض يُركّز دم المتبرع، وقد يُؤدي ذلك إلى انحلاله. يُعدّ نقل الدم في مثل هذه الحالات خطيرًا. أما التكتل في مزيج 1:1 مع وجود تكتل ضئيل أو معدوم في مزيج 9:1 فيُشير إلى أن بلازما المتبرع المُحتمل تُركّز خلايا المُتلقي المُحتمل. يكون خطر نقل الدم أقل بكثير في مثل هذه الظروف، ولكن قد يُشكّ في مدى فائدة الدم مقارنةً بالدم غير المُتكتّل. لذا، يُنصح دائمًا باختيار دم من النوع الأخير إن أمكن. ^{[ 5 ]}

كان روس على دراية تامة بأن الطبيب النمساوي كارل لاندشتاينر قد اكتشف فصائل الدم قبل عقد من الزمن، لكن الاستخدام العملي لهذه الاكتشافات لم يكن قد طُوّر بعد، كما وصف ذلك قائلاً: "إن مصير جهود لاندشتاينر للفت الانتباه إلى الأثر العملي لاختلافات فصائل الدم البشرية يُعد مثالاً رائعاً على إهمال المعرفة للتقنية. لم يكن نقل الدم يُجرى آنذاك لأن خطر التجلط كان كبيراً للغاية (حتى عام 1915 على الأقل)." ^{[ 6 ]} في فبراير 1916، نشروا في مجلة الطب التجريبي الطريقة الأساسية لحفظ الدم. استبدلوا المادة المضافة، الجيلاتين، بمزيج من سترات الصوديوم ومحلول الجلوكوز ( الدكستروز )، ووجدوا: "في مزيج من 3 أجزاء من دم الإنسان، وجزئين من محلول سترات متساوي التوتر (3.8% سترات صوديوم في الماء)، و5 أجزاء من محلول دكستروز متساوي التوتر (5.4% دكستروز في الماء)، تبقى الخلايا سليمة لمدة 4 أسابيع تقريباً." ^{[ ٧ ]} يشير تقرير منفصل إلى أن استخدام سترات-سكروز (سكروز) يمكن أن يحافظ على خلايا الدم لمدة أسبوعين. ^{[ ٨ ]} لاحظوا أن الدم المحفوظ كان تمامًا مثل الدم الطازج، وأنه "يعمل بكفاءة عالية عند إعادته إلى الجسم". ^{[ ٧ ]} كان استخدام سترات الصوديوم مع السكر، والمعروف أحيانًا باسم محلول روس-ترنر، الاكتشاف الرئيسي الذي مهد الطريق لتطوير طرق مختلفة لحفظ الدم وبنوك الدم. ^{[ ٩ ] [ ١٠ ]}

كان الملازم الكندي لورانس بروس روبرتسون له دورٌ محوري في إقناع الفيلق الطبي للجيش الملكي (RAMC) باعتماد استخدام نقل الدم في مراكز إخلاء المصابين. في أكتوبر 1915، أجرى روبرتسون أول عملية نقل دم له في زمن الحرب باستخدام محقنة لمريضٍ مصابٍ بجروحٍ متعددةٍ بشظايا. وأتبع ذلك بأربع عمليات نقل دمٍ أخرى في الأشهر اللاحقة، وتم إبلاغ السير والتر مورلي فليتشر ، مدير لجنة البحوث الطبية ، بنجاحه .

نشر روبرتسون نتائج بحثه في المجلة الطبية البريطانية عام 1916، وبمساعدة عدد قليل من الأشخاص ذوي التوجهات المشابهة (بمن فيهم الطبيب البارز إدوارد ويليام أرشيبالد )، تمكن من إقناع السلطات البريطانية بفوائد نقل الدم. ثم أنشأ روبرتسون أول جهاز لنقل الدم في محطة إخلاء المصابين على الجبهة الغربية في ربيع عام 1917. ^{[ 11 ]}

عمل أوزوالد هوب روبرتسون ، الباحث الطبي وضابط الجيش الأمريكي ، مع روس في مؤسسة روكفلر بين عامي 1915 و1917، وتعلم أساليب مطابقة الدم وحفظه. ^{[ 12 ]} انضم إلى الفيلق الطبي للجيش الملكي البريطاني عام 1917، حيث كان له دورٌ محوري في إنشاء أول بنوك دم، بالتبرع من الجنود، استعدادًا لمعركة إيبر الثالثة المتوقعة . ^{[ 13 ]} استخدم سترات الصوديوم كمضاد للتخثر، وكان الدم يُستخرج من ثقوب في الوريد، ويُخزن في زجاجات في محطات إخلاء المصابين البريطانية والأمريكية على طول الجبهة. كما جرب حفظ خلايا الدم الحمراء المفصولة في زجاجات مثلجة. ^{[ 11 ]} طور جيفري كينز ، الجراح البريطاني، جهازًا محمولًا لتخزين الدم لتسهيل عمليات نقل الدم.

أُنشئت أول خدمة للتبرع بالدم في العالم عام 1921 على يد سكرتير الصليب الأحمر البريطاني ، بيرسي لين أوليفر . ^{[ 14 ]} خضع المتطوعون لسلسلة من الفحوصات البدنية لتحديد فصيلة دمهم . كانت خدمة نقل الدم في لندن مجانية، وتوسعت بسرعة. وبحلول عام 1925، كانت تقدم خدماتها لما يقرب من 500 مريض، وتم دمجها في هيكل الصليب الأحمر البريطاني عام 1926. أُنشئت أنظمة مماثلة في مدن أخرى، منها شيفيلد ومانشستر ونورويتش ، وبدأ عمل الخدمة يجذب اهتمامًا دوليًا. كما أُنشئت خدمات مماثلة في فرنسا وألمانيا والنمسا وبلجيكا وأستراليا واليابان. ^{[ 15 ]}

كان فلاديمير شاموف وسيرجي يودين رائدين في الاتحاد السوفيتي في مجال نقل الدم من متبرعين متوفين حديثًا. أجرى يودين أول عملية نقل دم ناجحة من هذا النوع في 23 مارس 1930، وعرض نتائج أول سبع عمليات نقل دم سريرية أجراها باستخدام دم متبرعين متوفين في المؤتمر الرابع للجراحين الأوكرانيين في خاركيف في سبتمبر من العام نفسه. وفي عام 1930 أيضًا، أنشأ يودين أول بنك دم في العالم في معهد نيكولاي سكليفوسوفسكي، مما شكّل نموذجًا لإنشاء بنوك دم أخرى في مناطق مختلفة من الاتحاد السوفيتي وفي دول أخرى. وبحلول منتصف الثلاثينيات، كان الاتحاد السوفيتي قد أنشأ نظامًا يضم ما لا يقل عن 65 مركزًا رئيسيًا للدم وأكثر من 500 مركز فرعي، جميعها تخزن الدم المعلب وتوزعه على جميع أنحاء البلاد.

أنشأ فريدريك دوران-جوردا أحد أوائل بنوك الدم خلال الحرب الأهلية الإسبانية عام 1936. انضم دوران إلى قسم نقل الدم في مستشفى برشلونة مع بداية النزاع، لكن سرعان ما واجه المستشفى ضغطًا هائلًا نتيجة الطلب المتزايد على الدم وقلة المتبرعين. وبدعم من وزارة الصحة في الجيش الجمهوري الإسباني ، أنشأ دوران بنك دم مخصصًا للجنود الجرحى والمدنيين. كان يتم خلط 300-400 مل من الدم المستخلص مع محلول سترات بنسبة 10% في دورق إرلنماير معدل من تصميم دوران. ثم يُحفظ الدم في وعاء زجاجي معقم ومغلق تحت ضغط عند درجة  حرارة 2 مئوية. خلال 30 شهرًا من العمل، سجل قسم نقل الدم في برشلونة ما يقارب 30,000 متبرع، وقام بمعالجة 9,000 لتر من الدم. ^{[ 16 ]}

في عام ١٩٣٧، أنشأ برنارد فانتوس ، مدير قسم العلاج في مستشفى مقاطعة كوك في شيكاغو ، أحد أوائل بنوك الدم في المستشفيات بالولايات المتحدة . ^{[ ١٧ ]} ومن خلال إنشاء مختبر مستشفى لحفظ وتبريد وتخزين دم المتبرعين، ابتكر فانتوس مصطلح "بنك الدم". وفي غضون سنوات قليلة، تم إنشاء بنوك دم في المستشفيات والمجتمعات في جميع أنحاء الولايات المتحدة. ^{[ ١٨ ]}

فرّ فريدريك دوران-جوردا إلى بريطانيا عام 1938، وعمل مع جانيت فوغان في كلية الدراسات الطبية العليا الملكية بمستشفى هامرسميث لإنشاء نظام بنوك دم وطنية في لندن. ^{[ 19 ]} ومع اقتراب اندلاع الحرب عام 1938، أنشأت وزارة الحرب مستودع إمداد الدم التابع للجيش (ABSD) في بريستول برئاسة ليونيل ويتبي ، والذي أشرف على أربعة مستودعات دم كبيرة في أنحاء البلاد. تمثلت السياسة البريطانية خلال الحرب في تزويد الأفراد العسكريين بالدم من مستودعات مركزية، على عكس النهج الذي اتبعه الأمريكيون والألمان حيث كان يتم سحب الدم من الجنود على الجبهة لتوفير الدم اللازم. أثبتت الطريقة البريطانية نجاحًا أكبر في تلبية جميع الاحتياجات بشكل كافٍ، حيث تم سحب الدم من أكثر من 700,000 متبرع خلال الحرب. تطور هذا النظام ليصبح الخدمة الوطنية لنقل الدم التي تأسست عام 1946، وهي أول خدمة وطنية يتم تطبيقها. ^{[ 20 ]}

بدأ برنامج جمع الدم في الولايات المتحدة عام 1940، وكان إدوين كوهن رائدًا في عملية تجزئة الدم . وقد طور تقنيات لعزل جزء الألبومين من بلازما الدم ، وهو أمر ضروري للحفاظ على الضغط الأسموزي في الأوعية الدموية ، ومنع انهيارها.

طُرح استخدام بلازما الدم كبديل للدم الكامل ولأغراض نقل الدم في وقت مبكر من عام 1918، في قسم المراسلات بالمجلة الطبية البريطانية ، بقلم غوردون ر. وارد. ومع بداية الحرب العالمية الثانية ، استُخدمت البلازما السائلة في بريطانيا. وفي أغسطس 1940، انطلق مشروع ضخم يُعرف باسم "دم لبريطانيا" لجمع الدم من مستشفيات مدينة نيويورك لتصدير البلازما إلى بريطانيا . وقد طُوّرت عبوة بلازما مجففة، مما قلل من التلف وسهّل النقل والتعبئة والتخزين بشكل كبير. ^{[ 21 ]}

كانت عبوة البلازما المجففة الناتجة تأتي في علبتين معدنيتين تحتويان على  زجاجتين سعة كل منهما 400 مل. احتوت إحدى الزجاجتين على كمية كافية من الماء المقطر لإعادة تكوين البلازما المجففة الموجودة في الزجاجة الأخرى. في غضون ثلاث دقائق تقريبًا، تصبح البلازما جاهزة للاستخدام ويمكن أن تبقى طازجة لمدة أربع ساعات تقريبًا. ^{[ 22 ]} عُيّن تشارلز ر. درو مشرفًا طبيًا، وتمكن من تحويل طرق أنابيب الاختبار إلى أول تقنية ناجحة للإنتاج بكميات كبيرة.

حدث تقدم هام آخر في عامي 1939-1940 عندما اكتشف كارل لاندشتاينر ، وأليكس وينر، وفيليب ليفين، و ر. إ. ستيتسون نظام فصيلة الدم Rh ، والذي تبين أنه سبب غالبية تفاعلات نقل الدم حتى ذلك الحين. بعد ثلاث سنوات، أدى تقديم جيه . إف. لوتيت وباتريك إل. موليسون لمحلول حمض الستريك والجلوكوز (ACD)، الذي قلل من حجم مضاد التخثر، إلى السماح بنقل كميات أكبر من الدم وتخزينه لفترات أطول.

قدم كارل والتر و دبليو بي مورفي جونيور الكيس البلاستيكي لجمع الدم في عام 1950. وقد سمح استبدال الزجاجات الزجاجية القابلة للكسر بأكياس بلاستيكية متينة بتطوير نظام جمع قادر على تحضير مكونات الدم المتعددة بشكل آمن وسهل من وحدة واحدة من الدم الكامل.

وقد ساهم استخدام مادة حافظة مضادة للتخثر، CPDA-1، في عام 1979، في إطالة مدة صلاحية الدم المخزن إلى 42 يومًا، مما زاد من إمدادات الدم وسهّل تبادل الموارد بين بنوك الدم. ^{[ 23 ] [ 24 ]}

قد ينتج عدم كفاية فعالية نقل الدم عن تلف وحدات منتجات الدم المحتوية على خلايا الدم الحمراء بسبب ما يُعرف بتلف التخزين ، وهو مجموعة من التغيرات الكيميائية الحيوية والميكانيكية الحيوية التي تحدث أثناء التخزين. بالنسبة لخلايا الدم الحمراء، قد يؤدي ذلك إلى انخفاض حيويتها وقدرتها على تزويد الأنسجة بالأكسجين. ^{[ 33 ]} على الرغم من أن بعض التغيرات الكيميائية الحيوية قابلة للعكس بعد نقل الدم، ^{[ 34 ]} إلا أن التغيرات الميكانيكية الحيوية أقل قابلية للعكس، ^{[ 35 ]} ولا تزال منتجات التجديد غير قادرة على عكس هذه الظاهرة بشكل كافٍ. ^{[ 36 ]}

تُطبَّق حاليًا إجراءات تنظيمية للحد من تلف خلايا الدم الحمراء أثناء التخزين، بما في ذلك تحديد مدة صلاحية قصوى (42 يومًا حاليًا)، وعتبة قصوى لانحلال الدم الذاتي (1% حاليًا في الولايات المتحدة)، ومستوى أدنى لبقاء خلايا الدم الحمراء حية بعد نقلها داخل الجسم (75% حاليًا بعد 24 ساعة). ^{[ 37 ]} مع ذلك، تُطبَّق جميع هذه المعايير بشكل موحد لا يُراعي الاختلافات بين وحدات المنتج؛ ^{[ 31 ]} فعلى سبيل المثال، يُجرى اختبار بقاء خلايا الدم الحمراء حية بعد نقلها داخل الجسم على عينة من متطوعين أصحاء، ثم يُفترض الامتثال لجميع وحدات خلايا الدم الحمراء بناءً على معايير التصنيع الجيد (GMP). لا يضمن بقاء خلايا الدم الحمراء فعاليتها، ولكنه شرط أساسي ضروري لوظيفة الخلية، وبالتالي يُستخدم كمؤشر تنظيمي. وتتباين الآراء حول أفضل طريقة لتحديد فعالية نقل الدم للمريض داخل الجسم . ^{[ 38 ]} بشكل عام، لا توجد حتى الآن أي اختبارات مخبرية لتقييم تدهور جودة وحدات محددة من منتجات الدم المكونة من كريات الدم الحمراء أو الحفاظ عليها قبل نقلها، على الرغم من وجود دراسات جارية لاختبارات ذات صلة محتملة تعتمد على خصائص غشاء كريات الدم الحمراء مثل قابلية تشوه كريات الدم الحمراء [ ^{39 ] وهشاشتها} ( الميكانيكية). ^{[ 40 ]}

تبنى العديد من الأطباء ما يُسمى "البروتوكول التقييدي" - الذي يُقلل من عمليات نقل الدم إلى الحد الأدنى - ويعود ذلك جزئيًا إلى الشكوك الملحوظة المحيطة بتلف التخزين، بالإضافة إلى التكاليف المباشرة وغير المباشرة الباهظة جدًا لعمليات نقل الدم، ^{[ 26 ]} إلى جانب الرأي المتزايد بأن العديد من عمليات نقل الدم غير مناسبة أو تستخدم عددًا كبيرًا جدًا من وحدات خلايا الدم الحمراء. ^{[ 41 ] [ 42 ]}

يُعد تلف الصفائح الدموية أثناء التخزين ظاهرة مختلفة تمامًا عن تلف خلايا الدم الحمراء أثناء التخزين، ويعود ذلك إلى حد كبير إلى اختلاف وظائف المنتجات وأهداف عمليات نقل الدم، بالإضافة إلى اختلاف مشكلات المعالجة واعتبارات إدارة المخزون. ^{[ 43 ]}

على الرغم من أن النهج الأساسي لإدارة المخزون، كما ذُكر، هو مبدأ "الوارد أولاً يُصرف أولاً" (FIFO) لتقليل تاريخ انتهاء صلاحية المنتجات، إلا أن هناك بعض الاستثناءات لهذه السياسة، سواء في الممارسة الحالية أو قيد البحث. فعلى سبيل المثال، يتطلب نقل الدم التبادلي لخلايا الدم الحمراء لدى حديثي الولادة استخدام منتجات دم لا يتجاوز عمرها خمسة أيام، لضمان الأداء الأمثل للخلايا. ^{[ 44 ]} كما تحاول بعض بنوك الدم في المستشفيات تلبية طلبات الأطباء بتوفير منتجات خلايا الدم الحمراء قصيرة العمر لأنواع معينة من المرضى (مثل جراحة القلب). ^{[ 45 ]}

في الآونة الأخيرة، يجري استكشاف مناهج جديدة لتكملة أو استبدال نظام "الوارد أولاً يُصرف أولاً" (FIFO). يتمثل أحد هذه المناهج في تحقيق التوازن بين الرغبة في تقليل متوسط ​​عمر المنتج (عند نقل الدم) والحاجة إلى الحفاظ على توافر كافٍ من المنتجات غير منتهية الصلاحية، مما يؤدي إلى مزيج استراتيجي من نظام "الوارد أولاً يُصرف أولاً" (FIFO) ونظام "الوارد أخيراً يُصرف أولاً" (LIFO). ^{[ 46 ]}

يُعدّ التخزين "طويل الأمد" لجميع منتجات الدم نادرًا نسبيًا، مقارنةً بالتخزين الروتيني/قصير الأمد. ويتم تجميد خلايا الدم الحمراء بالتبريد لتخزين الوحدات النادرة لمدة تصل إلى عشر سنوات. ^{[ 47 ]} تُحضن الخلايا في محلول جلسرين يعمل كمادة واقية من التجمد داخلها. ثم توضع الوحدات في حاويات معقمة خاصة في مجمد عند درجات حرارة منخفضة جدًا. وتعتمد درجة الحرارة الدقيقة على تركيز الجلسرين.