重磅！開發出首個有望治療一氧化碳中毒的蛋白分子

來源：作者：人氣：-發表時間：2016-12-12 10:13:00【大中小】

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出一種逆轉小鼠一氧化碳（CO）中毒的蛋白，這一發現可能潛在地導致在人體中為這種經常致命性的中毒開發出首個解毒劑。相關研究結果發表在2016年12月7日那期Science Translational Medicine期刊上。

開發出首個有望治療一氧化碳中毒的蛋白分子

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生衰弱性影響，包括在一些情形下能夠在中毒事件發生后持續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、血液與血管醫學研究所主任Mark T. Gladwin博士說，“盡管這是全世界最為常見的中毒，但是我們仍然沒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定的。

當研究神經珠蛋白（neuroglobin, Ngb）---一種存在于大腦中的類似于血紅蛋白的蛋白---時，Gladwin和他的團隊發現它能夠異常高親和力地結合一氧化碳。基于之前對這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，研究人員發現相比于僅利用空氣，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進行測試時，他們發現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，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排出，并且不會產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，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，我們仍然需要開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。”

原文來源

Five-coordinate H64Q neuroglobin as a ligand-trap antidote for carbon monoxide poisoning