炎癥是把雙刃劍,最基本功能之一是防御微生物入侵。嚴(yán)重炎癥(膿毒癥)也可以造成血容量不足,導(dǎo)致器官功能衰竭,危害健康甚至生命。膿毒癥是導(dǎo)致住院患者死亡的最重要原因之一,只美國每年就有25萬患者死于該病,但是對膿毒癥,臨床上一直缺乏特異性治療藥物。2016年4月28日發(fā)表在《科學(xué)》一項研究顯示,一些抗癌藥物具有控制過度炎癥的作用,或許能成為治療膿毒癥的藥物。按照這個研究,我們可以開展更多相關(guān)研究,包括對許多慢性炎癥相關(guān)疾病。
炎癥是免疫系統(tǒng)對病原威脅的正常反應(yīng),涉及各種化學(xué)信號的產(chǎn)生和免疫細(xì)胞的激活,中性粒細(xì)胞是最早反應(yīng)的重要炎癥效應(yīng)細(xì)胞之一。炎癥對控制細(xì)菌等病原體具有重要作用,但是炎癥也會對身體自身細(xì)胞產(chǎn)生危害,而且越嚴(yán)重的炎癥反應(yīng)產(chǎn)生越惡劣的危害?茖W(xué)家推測,1918-1919年的世界流感大爆發(fā),導(dǎo)致4千萬地球人死亡,之所以如此恐怖是因為當(dāng)時沒有控制嚴(yán)重炎癥的手段。過度炎癥反應(yīng)也是膿毒癥的典型特征,往往是機(jī)體免疫系統(tǒng)對感染的過度反應(yīng)。膿毒癥發(fā)生后數(shù)小時可導(dǎo)致重要器官嚴(yán)重傷害,但治療膿毒癥的手段又非常有限。
紐約西奈山醫(yī)學(xué)院分子生物學(xué)家Ivan Marazzi等,最近探索各種細(xì)胞如何控制炎癥相關(guān)基因的表達(dá)活性。研究人員先把一種或兩種病毒感染人類和小鼠細(xì)胞,這些細(xì)胞的免疫相關(guān)基因開始表達(dá),然后檢驗一些影響DNA聚合的化合物對這些基因表達(dá)的影響,其思路基礎(chǔ)是估計這類化合物可能對這些基因表達(dá)影響明顯。結(jié)果發(fā)現(xiàn)其中一種化合物喜樹堿能明顯控制基因表達(dá),喜樹堿是一種著名的抗癌藥物。喜樹堿是一種植物抗癌藥物,從中國中南、西南分布的喜樹中提取得到。1976年中國化學(xué)家高怡生等合成消旋喜樹堿成功。喜樹堿對腸胃道和頭頸部癌等有較好的療效,但對少數(shù)病人有尿血的副作用。
喜樹堿發(fā)揮抗癌作用的分子基礎(chǔ)是阻斷Ⅰ型拓?fù)洚悩?gòu)酶(topoisomeraseⅠ)。在閉環(huán)狀雙鏈DNA的拓?fù)鋵W(xué)轉(zhuǎn)變中,要暫時的將DNA的一個鏈或兩個鏈切斷,根據(jù)異構(gòu)體化的方式而分為二個型。切斷一個鏈而改變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的稱為Ⅰ型拓?fù)洚悩?gòu)酶,通過切斷二個鏈來進(jìn)行的稱為Ⅱ型拓?fù)洚悩?gòu)酶(topoisomeraseⅡ)。這一研究提示,Ⅰ型拓?fù)洚悩?gòu)酶是協(xié)助免疫系統(tǒng)對病原體發(fā)動攻擊的關(guān)鍵分子。
為了證明阻斷Ⅰ型拓?fù)洚悩?gòu)酶能控制失控的免疫反應(yīng),科學(xué)家給動物注射一種細(xì)菌毒素誘導(dǎo)膿毒性休克,這是一種嚴(yán)重的膿毒癥。然后用不同劑量的喜樹堿進(jìn)行治療。沒有治療的對照組動物在40小時內(nèi)全部死亡(0%存活),接受喜樹堿治療的動物90%存活下來。金黃色葡萄球菌是人類膿毒癥的常見細(xì)菌,喜樹堿治療金黃色葡萄球菌感染小鼠也能達(dá)到70%的存活率,未經(jīng)治療的感染動物存活率只有11%。對雙感染模型,未治療動物全部死亡,而喜樹堿治療能獲得94%的存活率。
密歇根大學(xué)免疫病理學(xué)家Peter Ward認(rèn)為,這一研究獲得的治療有效率結(jié)果十分令人激動。但是他希望知道這種治療對其它類型的病原體感染是否同樣有效。匹茲堡大學(xué)分子生物學(xué)家Murat Kaynar也對該研究表示樂觀,但是他擔(dān)心的是,過去許多很理想的動物實驗結(jié)果無法在臨床上獲得驗證。加州大學(xué)洛杉磯分校分子免疫學(xué)家Stephen Smale認(rèn)為,雖然Ⅰ型拓?fù)洚悩?gòu)酶不屬于免疫系統(tǒng)特異性酶,但是這一研究提示應(yīng)該對這種抑制劑的抗炎癥效應(yīng)進(jìn)行更廣泛探索。
喜樹堿是Ⅰ型拓?fù)洚悩?gòu)酶抑制劑抗癌藥物的一種,已經(jīng)被美國FDA授權(quán)臨床應(yīng)用。Marazzi說他的小組正在與一家醫(yī)藥公司合作組織對喜樹堿治療膿毒癥的臨床研究(看人家這效率,一有苗頭,醫(yī)藥公司(不是政府)馬上就跑過來投入開展臨床研究)。雖然這類藥物劑量大時可導(dǎo)致出血和感染等問題,但是理論上膿毒癥患者治療只需要小劑量喜樹堿,這種副作用幾乎不會發(fā)生。Marazzi預(yù)測,這是一種挽救導(dǎo)致數(shù)百萬患者死亡的潛在手段。
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