米国防高等研究計画局（DARPA）は、戦場での深刻な血液不足に対応するため、常温で長期保存できる血液代替成分の開発に乗り出した。血漿、血小板、赤血球をそれぞれ代替可能な形で保存し、輸血を必要とする負傷者に迅速に供給できる体制の構築を目指す。

MIT Technology Reviewが14日（現地時間）に報じたところによると、DARPAは新たな研究プログラム「RAPIID」に7300万ドル（約110億円）を投じる。血液成分の保存期間を延ばし、2029年までの実戦配備を視野に技術開発を進める計画だ。

RAPIIDは、献血由来の血液を保存・輸送する際の制約を減らすことに重点を置く。全血は冷蔵しても保存期間は約35日で、血小板は常温では1週間程度しか保存できない。冷凍保存した赤血球や血漿も、解凍後は数日以内の使用が必要になる。

戦場では攻撃の発生時期を予測しにくく、血液を事前に解凍して待機させるのは容易ではない。DARPAのプログラムマネジャー、ロバート・マリー氏は、解凍した時点で使用の有無にかかわらず使用期限が進み始めると指摘する。常温で長期保存できる代替成分が実用化されれば、冷蔵・冷凍設備が限られる前線でも、輸血資材の運用の自由度が高まるとみている。

こうした開発を急ぐ背景には、戦場外傷で最も深刻な死因の一つである出血の問題がある。報道によれば、防ぎ得た戦場死亡の約90％は出血に関連している。アフガニスタンでの戦闘負傷データを分析したJAMA掲載研究では、輸血が必要な負傷者にとって、受傷後およそ36分が生死を分ける重要な時間帯とされた。

マリー氏は、出血した負傷者にいかに早く血液を届けられるかが鍵になると説明する。適切な時間内に輸血できれば生存可能性は高まるが、対応が遅れれば生存率は大きく低下し得る。DARPAは、必要時に即使用できる形で血液成分を長期保存し、この時間的制約を小さくしたい考えだ。

DARPAはこれまで、「FSHARP」プログラムを通じて、動物実験を基盤に血液代替技術の研究を進めてきた。RAPIIDは、それらの成果を実戦配備に近づける次段階の取り組みと位置付けられている。

候補技術は複数を並行して検証する。初年度は大型動物を用いた試験や製造プロセス、規制対応に注力し、その後の2〜3年目にはコロラド大学アンシュッツ医学校キャンパス主導で臨床試験を進める計画だ。重症外傷患者を搬送する救急車など、救急医療の現場での活用可能性も検討する。

3つの血液成分の中で、相対的に開発が進んでいるのは血漿だ。米国は2010年から凍結乾燥血漿の生産体制を再構築しており、この2年では米食品医薬品局（FDA）が、米軍の緊急使用を想定した凍結乾燥血漿製品2種を承認した。このうち1製品は民間でも使用できるという。

一方、血小板の代替技術はより難易度が高い。血小板は出血部位で凝固を助けるだけでなく、炎症反応にも関与するため、単に血液を固める機能だけでは置き換えられないからだ。

Case Western Reserve Universityの研究チームが開発する「SynthoPlate」は、脂質ナノ粒子の表面に複数のペプチドを配置し、実際の血小板のように損傷した血管部位へ付着するよう設計されている。同チームは2026年公表の論文で、血小板数が低いマウスにおいて、出血時間と出血量を半分以上減らしたと報告した。

研究を率いるアニルバン・セン・グプタ氏は、血小板を単なる凝固因子ではなく、血管壁の損傷を検知して対応するドローンのような存在だと表現する。血小板代替技術を医療現場で使うには、止血機能だけでなく、こうした複合的な生物学的役割も考慮する必要があるという。

赤血球の代替は、長年の課題とされてきた。過去にはヘモグロビンを用いた酸素運搬体の開発が進められたが、血管収縮や心血管系への副作用が問題となり、臨床開発は難航した。足元では、ヘモグロビンを人工膜で包み、副作用を抑える手法に再び注目が集まっている。

バイオ企業KaloCyteが開発する「ErythroMer」は、献血血液から回収したヘモグロビンを脂質ナノ粒子に封入し、常温で最大2年間保存できることを目標に掲げる。同社によると、動物実験では血圧と酸素供給が安定して維持され、従来候補で課題となった重度の血管収縮は確認されなかった。

ただ、商用化に向けては原料確保が障壁になる。現在、使用期限が迫った血液から回収できるヘモグロビンは、月1000〜2000ユニット程度にとどまる。KaloCyteは生産量を増やす手段として、酵母を使った自社生産も検討している。

DARPAは今月初め、ErythroMerとSynthoPlateに加え、血液成分関連技術を手がける5社にも追加資金を拠出した。Avioremedyは、ヘモグロビンではなく、シトグロビンやニューログロビン、ミオグロビンといった別の酸素運搬タンパク質の合成版を開発している。Octapharma USAはRAPIID向けの血漿供給契約を獲得しており、血小板分野では2種類の凝固タンパク質を結合したナノ粒子技術も開発中だという。

もっとも、こうした技術が実際の医療現場で有効性を示せるかはなお不透明だ。カリフォルニア大学サンフランシスコ研究センターのシャイバニ・パティ氏は、すでにヒトで安全性と有効性が確認された技術をFDA承認段階まで進める方が、現実的な選択肢になり得るとの見方を示した。これに対しマリー氏は、製造や規制対応で想定外の変数が生じる可能性を踏まえ、複数候補を同時に開発する戦略を採ったと説明している。

FSHARPの動物実験でも課題は残った。複数の血液代替成分を組み合わせた場合、多くの評価項目は満たしたものの、凝固性能は全血をやや下回った。血漿、血小板、赤血球を個別に開発するだけでは、輸血に必要な機能を十分に再現しにくいことを示している。

アラバマ大学バーミングハム校のジョン・ホルコム教授も、開発中の製品が全血のあらゆる機能を完全に置き換えるのは難しいとの見方を示す。ただし、大量出血患者に必要なのは、必ずしも全血の完全な複製ではない。出血を抑え、酸素を供給し、生存に必要な時間を稼げるのであれば、血液代替成分だけでも大きな意味を持つという。

RAPIIDの成否は、血漿、血小板、赤血球を長期保存できるようにするだけでは決まらない。各成分が単独で効果を発揮することに加え、組み合わせた際に全血の機能をどこまで代替できるかが焦点になる。DARPAが掲げる2029年の実戦配備を実現するには、安全性と有効性に加え、大量生産の実現可能性を示す必要がある。