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将一种植物叶子经冷冻干燥后封装于胶囊内制成的蛋白质药物,或可提供对肺动脉高血压的急需治疗。肺动脉高血压是一种几乎没有治疗选择方案的疾病。
当经实验构建患上肺动脉高血压的大鼠经这种经植物传递的药物治疗两周后,它们的肺动脉压降低了20%。四周后,肺动脉压降低了32%。
患有肺动脉高血压的病人,其肺动脉会收缩,这会增加其心脏右侧将血泵向肺部的工作量。随着时间推移,通常较小的心脏右心室会变得膨大且功能失调。
对该病的最成功药物目前需花费上万美元。
“肺动脉高血压是一种相对罕见的疾病,它常被业界忽视,所以并没有针对它的很多药物,”美国佛罗里达大学药学院药效学助理研究员Vinayak Shenoy说,“针对该病的首个药物被于1995年批准,但该病自从20世纪初期已被知晓。”
以激素为靶标
血压是由称为“肾素-血管紧张素系统”的内分泌系统所调控的。在该系统中,一种称为“血管紧张素Ⅱ”的关键激素如果分泌太多,则会使血压升高。然而,根据先前的研究,血管紧张素Ⅱ是由2种另外的激素——ACE2和Ang-(1-7)所平衡的,这两种激素维持着正常的心肺压。
更早的研究已显示,增加机体中这些激素的量,可阻止肺动脉高血压。但研究人员需要一种有效方法来传递这些激素,以测试它们的治疗潜力。由于这些激素已发现存在于人体内,因而几乎不用担心它们的潜在副作用,佛罗里达大学生理学和功能基因组学教授Mohan Raizada说。
“到目前为止,市场上针对高血压和心血管疾病的所有药物都是基于对血管紧张素Ⅱ的抑制作用的,但它们并不十分有效,”Raizada说,“很多年前,我们就开始怀疑,当血管紧张素Ⅱ被抑制时,为何高血压和心血管疾病的流行并未降低。因而,我们认为应该将作用靶标转为使血管紧张素Ⅱ保持平衡的激素。”
Henry Daniell,宾夕法尼亚大学生物化学教授,使用植物研究了一种蛋白质药物传递系统:先将ACE2和Ang-(1-7)蛋白的基因介导入烟草的叶绿体,然后令烟草生长,再将成熟烟草叶冷冻干燥并粉装于胶囊内,最后喂给大鼠。
心脏功能也可被改善
植物细胞可保护蛋白质药物免遭胃内胃酸和酶类的分解,然后这些蛋白质药物在肠道内经肠道细菌对植物细胞壁的消化作用而被释放出来,以供肠道吸收。为了确保这些蛋白质能穿过小肠壁并进入血流,它们被与一种可结合小肠细胞的蛋白质相熔合。
“我们所使用的这些蛋白质体积很大且性质不稳定,当被注射给药时仅可在血流中维持几分钟,”Daniell说,“我们需要找到一种方法来稳定这些蛋白质以增加它们在血流中的生命周期,并确保它们按我们所希望的方式而发挥作用。”
当肺动脉高血压病人接受其他药物治疗时,一般仅可看到病情的轻微改善——肺动脉压降低约10%。
这项出版于《高血压》(Hypertension)期刊的新研究则显示,在肺动脉高血压大鼠接受这种药物治疗两周后,它们的肺动脉压降低了20%。在使用这种经植物传递的药物治疗患有该病的一组大鼠(8-10只)四周后,研究人员发现,该药将这些大鼠的肺动脉压降低了32%。
虽然该病引起肺部血管收缩,但患该病的病人实际上死于心力衰竭。但这种药物也可改善心脏右侧的功能,这可潜在地避免病人的心力衰竭。
下一步,研究人员希望在临床试验中测试该药。
“底线是,我们能找到一种革新方法来通过口服给药途径传递一种蛋白质药物来治疗该病。该病急需一种即时性革新疗法。”Raizada说。
该研究是由美国国家心肺和血液研究所,美国国家卫生研究所,及美国心脏协会共同资助的。