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重磅！开发出首个有望治疗一氧化碳中毒的蛋白分子

阅读次数：742 发布时间：2016/12/12 9:39:28

在一项新的研究中，来自美国匹兹堡大学和维克森林大学的研究人员开发出一种逆转小鼠一氧化碳（CO）中毒的蛋白，这一发现可能潜在地导致在人体中为这种经常致命性的中毒开发出首个解毒剂。相关研究结果发表在2016年12月7日那期Science Translational Medicine期刊上，论文标题为“Five-coordinate H64Q neuroglobin as a ligand-trap antidote for carbon monoxide poisoning”。

作为一种无色无味的气体，一氧化碳非常有效地替换血红蛋白－－-血液中的氧气携带蛋白－－-中的氧气分子。一氧化碳中毒也会导致身体和大脑产生衰弱性影响，包括在一些情形下能够在中毒事件发生后持续几个月或几年的认知缺陷。

论文通信作者、匹兹堡大学心脏、肺部、血液与血管医学研究所主任Mark T. Gladwin博士说，“尽管这是全世界*为常见的中毒，但是我们仍然没有一种有效地治疗一氧化碳中毒的解毒剂。我们的蛋白极其有效地清除血液中的一氧化碳，而且可能潜在地经证实是在治疗一氧化碳中毒上取得的一次重大进展。”

当前的一氧化碳中毒治疗方法－－-供应100%氧气或利用一种加压的高压氧舱在高于正常气压的条件下供应氧气－－-专注于努力尽可能快地利用氧气替换血液中的一氧化碳。然而，这两种治疗方法只是有一定的疗效。再者，将病人运送到高压氧舱中需要大量的时间，而且很多中毒病人的病情可能在这种疗法中并不是足够稳定的。

当研究神经珠蛋白（neuroglobin, Ngb）－－-一种存在于大脑中的类似于血红蛋白的蛋白－－-时，Gladwin和他的团队发现它能够异常高亲和力地结合一氧化碳。基于之前对这种蛋白作用机制的了解，研究人员设计出这种蛋白的一种突变版本，即Ngb H64Q，这种突变版本能够更好地清除一氧化碳。

在灌注有一氧化碳的红细胞纯化样品中，研究人员发现相比于仅利用空气，Ngb H64Q要1200倍快地迫使一氧化碳从血红蛋白的结合中释放出来。当在一种非致命性的一氧化碳中毒模式小鼠体内进行测试时，他们发现Ngb H64Q要比100%氧气治疗显著更好地清除血红蛋白中的一氧化碳。在中毒后，一氧化碳在人体中正常的半衰期（一半一氧化碳从体内清除所花费的时间）是320分钟。当采用100%氧气治疗时，它的半衰期是74分钟，然而，当采用这种新的解毒剂治疗时，它的半衰期下降到仅仅23秒。

在具有一氧化碳中毒致命水平的模式小鼠体内，接受Ngb H64Q 治疗的8只小鼠中有7只（87.5%）在这项实验期间存活下来，然而在对照组小鼠中，仅有不到10%的小鼠存活下来。此外，这种解毒剂会恢复血压，并且改善存在于组织中的氧气含量，这提示着Ngb H64Q清除血红蛋白中的一氧化碳，允许氧气结合到血红蛋白上，因而恢复正常的氧气运送。

重要地，在治疗后不久，结合到Ngb H64Q上的一氧化碳可在小鼠的尿液中检测到，这表明这些小鼠能够将这种解毒剂从体内排出，并且不会产生任何较大的毒性作用。

Gladwin说，“如果得到批准，这种解毒剂可能快速地在野外被注射到病人体内，从而消除了当前的治疗方法中存在的代价高昂的延迟。在一种解毒剂能够在货架上销售之前，我们仍然需要开展大量的安全性和疗效测试，但是我们的早期研究结果是非常大有希望的。”

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