重磅！開發(fā)出*有望治療一氧化碳中毒的蛋白分子

在一項新的研究中，來自美國匹茲堡大學和維克森林大學的研究人員開發(fā)出一種逆轉小鼠一氧化碳（CO）中毒的蛋白，這一發(fā)現(xiàn)可能潛在地導致在人體中為這種經(jīng)常致命性的中毒開發(fā)出*解毒劑。相關研究結果發(fā)表在2016年12月7日那期Science Translational Medicine期刊上，論文標題為“Five-coordinate H64Q neuroglobin as a ligand-trap antidote for carbon monoxide poisoning”。

作為一種無色無味的氣體，一氧化碳非常有效地替換血紅蛋白---血液中的氧氣攜帶蛋白---中的氧氣分子。一氧化碳中毒也會導致身體和大腦產(chǎn)生衰弱性影響，包括在一些情形下能夠在中毒事件發(fā)生后持續(xù)幾個月或幾年的認知缺陷。

論文通信作者、匹茲堡大學心臟、肺部、血液與血管醫(yī)學研究所主任Mark T. Gladwin博士說，“盡管這是*zui為常見的中毒，但是我們?nèi)匀粵]有一種有效地治療一氧化碳中毒的解毒劑。我們的蛋白極其有效地清除血液中的一氧化碳，而且可能潛在地經(jīng)證實是在治療一氧化碳中毒上取得的一次重大進展。”

當前的一氧化碳中毒治療方法---供應100%氧氣或利用一種加壓的高壓氧艙在高于正常氣壓的條件下供應氧氣---專注于努力盡可能快地利用氧氣替換血液中的一氧化碳。然而，這兩種治療方法只是有一定的療效。再者，將病人運送到高壓氧艙中需要大量的時間，而且很多中毒病人的病情可能在這種療法中并不是足夠穩(wěn)定的。

當研究神經(jīng)珠蛋白（neuroglobin, Ngb）---一種存在于大腦中的類似于血紅蛋白的蛋白---時，Gladwin和他的團隊發(fā)現(xiàn)它能夠異常高親和力地結合一氧化碳?；谥皩@種蛋白作用機制的了解，研究人員設計出這種蛋白的一種突變版本，即Ngb H64Q，這種突變版本能夠更好地清除一氧化碳。

在灌注有一氧化碳的紅細胞純化樣品中，研究人員發(fā)現(xiàn)相比于僅利用空氣，Ngb H64Q要1200倍快地迫使一氧化碳從血紅蛋白的結合中釋放出來。當在一種非致命性的一氧化碳中毒模式小鼠體內(nèi)進行測試時，他們發(fā)現(xiàn)Ngb H64Q要比100%氧氣治療顯著更好地清除血紅蛋白中的一氧化碳。在中毒后，一氧化碳在人體中正常的半衰期（一半一氧化碳從體內(nèi)清除所花費的時間）是320分鐘。當采用100%氧氣治療時，它的半衰期是74分鐘，然而，當采用這種新的解毒劑治療時，它的半衰期下降到僅僅23秒。

在具有一氧化碳中毒致命水平的模式小鼠體內(nèi)，接受Ngb H64Q 治療的8只小鼠中有7只（87.5%）在這項實驗期間存活下來，然而在對照組小鼠中，僅有不到10%的小鼠存活下來。此外，這種解毒劑會恢復血壓，并且改善存在于組織中的氧氣含量，這提示著Ngb H64Q清除血紅蛋白中的一氧化碳，允許氧氣結合到血紅蛋白上，因而恢復正常的氧氣運送。

重要地，在治療后不久，結合到Ngb H64Q上的一氧化碳可在小鼠的尿液中檢測到，這表明這些小鼠能夠將這種解毒劑從體內(nèi)排出，并且不會產(chǎn)生任何較大的毒性作用。

Gladwin說，“如果得到批準，這種解毒劑可能快速地在野外被注射到病人體內(nèi)，從而消除了當前的治療方法中存在的代價高昂的延遲。在一種解毒劑能夠在貨架上銷售之前，我們?nèi)匀恍枰_展大量的安全性和療效測試，但是我們的早期研究結果是非常大有希望的。”