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一氧化氮治新冠肺炎,一箭双雕!

已有 12152 次阅读 2020-4-7 20:01 |系统分类:海外观察

一氧化氮是一种重要的气体信号分子,对这种气体生物学效应的研究,让人们了解到一类新的气体信号分子,并发现一氧化碳和硫化氢也具有重要生物学效应。也有许多研究试图利用这种气体治疗疾病。

最早曾经用一氧化氮治疗先天性心脏病新生儿患者,这种孩子因为先天心脏病导致缺氧,身体呈现特征性蓝色,其主要治疗方法是外科手术,也有一些研究使用一氧化氮吸入进行治疗。

1992年,《科学》杂志曾经把一氧化氮(NO)命名为“年度分子”。1998年,美国三位科学家罗伯·佛契哥特(Robert F. Furchgott),路伊格纳洛(Louis J. Ignarro),费瑞·慕拉德(Ferid Murad)因为发现“一氧化氮在心血管系统中的信号传递功能”获得诺贝尔医学或生理学奖。

一氧化氮最近再次受到医学领域的重视。这种五色、无味、通过面罩或鼻导管吸入的气体,最近被试验用于治疗COVID-19,也用于研究是否能帮助一线医护人员预防感染。

瑞典、奥地利、美国波士顿、阿拉巴马、路易斯安那等的医院,研究人员启动了一项临床试验,研究吸入一氧化氮对轻中症COVID-19患者的治疗效果,试验将研究一氧化氮吸入预防这些患者转化重症(机械辅助呼吸)的比例。吸入一氧化氮的方法是每天2-3次,每次持续吸入30分钟。分配到试验组的受试者将通过面罩吸入高剂量一氧化氮。对照组受试者不吸入一氧化氮。

麻省总医院Lorenzo Berra博士是这一临床研究的负责人,他说意大利的COVID-19患者已经使用了一氧化氮,治疗似乎效果显著,特别是提高血氧饱和度非常明显。但是意大利的研究不够严格,最新研究将采用更严格测试确定一氧化氮的治疗效果。

同时另外一项平行试验,是针对接触病毒感染者的一线工作人员的研究,主要是观察吸入一氧化氮是否能减少病毒感染的几率。这些受试者会在交班前后分别吸入10-15分钟一氧化氮。医生和护士们使用便携式装置吸入高剂量一氧化氮。

一氧化氮是血管内皮细胞和部分神经组织细胞制造的内源性生物分子,一氧化氮主要的功能是调节血压、吞噬外来有毒物质和抑制血小板形成血栓等功能,也参与摄食和性信号调节。

当然炎症、肺气肿或囊性纤维化等出现时,运输氧气的大血管和毛细血管会发生收缩,吸入一氧化氮能扩张这些收缩的血管,提高氧气运输能力,缓解心脏负担。

1993年后,一氧化氮被用于先天性心脏病缺氧和持续性肺动脉高压婴儿的抢救。这些患儿通过吸入高剂量一氧化氮而病情获得缓解。简单说就是一氧化氮吸入在新生儿缺氧性呼吸衰竭有明确效果。目前的研究是将这种方法用于病毒感染引起的肺炎呼吸衰竭。问题是,如果这种方法有效,为什么过去没有在成人呼吸窘迫综合症中研究。

使用一氧化氮治疗疾病的先驱,麻省总医院临床麻醉研究中心的Warren Zapol博士说,只要吸入一氧化氮,缺氧患儿皮肤会在你眼前从蓝色变成粉色。

成人肺动脉高压吸入一氧化氮也能扩张肺动脉,而且不影响其他组织的血管张力。这让一氧化氮吸入比较安全。一氧化氮也能用于心脏外科手术,作为预防肺组织僵硬。

Berra博士说,一氧化氮是非常好的药物,因为吸入发挥作用只局限于肺部,会迅速被氧气氧化失去作用,这让一氧化氮吸入的安全性非常高。

2004年,比利时鲁汶大学研究人员曾经发现,一氧化氮能杀死冠状病毒。更重要的是,一氧化氮能杀死2003年导致人类SARS的冠状病毒。COVID-19SARS冠状病毒是近亲,也可能可被一氧化氮吸入杀死。

感染了SARS冠状病毒非洲绿猴细胞中,一氧化氮释放药物硝普钠能阻断这种病毒的复制(1/2)。2005年,瑞典科学家再次确认这种发现,并证明剂量更高时可彻底阻断病毒的复制。由于2003SARS没有持续流行,让这一研究没有继续下去。今天新冠状病毒再次袭击人类肺组织,Berra认为我们应该启用这种能一石二鸟的气体,在保护肺组织缓解缺氧的同时能阻断病毒复制。现在SARS-CoV-2开始在全球大流行,Berra重新了这项尘封已久的研究项目,希望能把一氧化氮用于和病毒战斗的利器。

240名轻中度COVID-19病毒感染者将被纳入研究项目,针对一线工作人员的项目则有470名志愿受试者。吸入一氧化氮可将血液内血红蛋白变成高铁血红蛋白,通过测定高铁血红蛋白水平来分析一氧化氮的吸入剂量。高铁血红蛋白类似一氧化碳结合的血红蛋白,会失去结合氧气的能力,浓度过高可导致血液性缺氧,类似一氧化碳中毒。不过停止吸入后,这种蛋白水平可迅速下降。

中国也有科学家开展类似研究。1988年,研究人员发现一氧化氮在男性性功能方面可发挥作用,能松弛阴茎血管,增加其血液供应。1996年基于这一效应的药物伟哥在美国上市。中国学者正在开展一项预研究,探讨使用伟哥对不能使用机械通气的呼吸困难COVID-19患者。

和一氧化氮类似,伟哥能扩张血管。中国科学家希望利用这一作用,打开肺内关闭的微血管,帮助某些COVID-19患者对抗呼吸窘迫。

一氧化氮在医学上的应用越来越多,这让最先探索这种气体的药理学家Ignarro感到高兴。每当科学杂志提出一个新的有益效果,Ignarro 说“我欣喜若狂,我走进我的起居室,我们称之为诺贝尔奖颁奖室,拿出我的奖品,非常感激。然后我继续工作”。继续工作,就是阅读文献,撰写学术论文,并对他的经典教科书《一氧化氮的生物学和病理生理学》进行修改。

有一篇关于一氧化氮和冠状病毒复制的博士论文值得参考

thesis Sars coronavirus - The role of accessory proteins and nitric oxide in the.pdf

https://openarchive.ki.se/xmlui/bitstream/handle/10616/38321/thesis.pdf?sequence=1

Akerstrom S ,  Mousavi-Jazi M ,  Klingstrom J , et al. Nitric Oxide Inhibits the Replication Cycle of Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus[J]. Journal of Virology, 2005, 79(3):1966-1969.

Keyaerts E ,  Vijgen L ,  Chen L , et al. Inhibition of SARS-coronavirus infection in vitro by S-nitroso-N-acetylpenicillamine, a nitric oxide donor compound[J]. International Journal of Infectious Diseases, 2004, 8(4):223-226.



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