一种有潜力的新型氧气输送治疗剂：该药可以维持缺氧的心脏生存

低氧气运行是身体任何组织的主要危险，但心脏对这种低氧条件特别敏感，这可能导致长期组织损伤甚至心脏病发作。

在加州大学旧金山分校进行的一项新研究中，一种新型氧气输送治疗剂在全球缺氧的动物模型中恢复了缺氧心脏组织的功能。与其实验前辈不同，这种新药似乎不会引起全身性副作用，也不会过度补充过量的血氧，这本身就是有毒的。相反，新药仅将其宝贵的氧气输送到最需要它的组织。

“无论是由于创伤，中风还是心脏病，任何血流受损的组织都可能成为这种治疗的目标，”加州大学旧金山分校儿科副教授，联合资深作者，医学博士，医学博士Emin Maltepe说。这篇论文。

这种名为OMX-CV的新药是由Omniox公司开发的，Omniox公司是一家生物制药公司，开发用于治疗癌症，心血管疾病，创伤和其他低氧水平或缺氧的负面影响的氧气输送疗法。疾病结果。

Omniox是2010年首次在加州大学旧金山分校的Mission Bay校区的QB3“Garage”孵化器空间发布的创业生物技术公司之一，与Maltepe和其他UCSF研究人员合作测试治疗，并于2018年10月18日公布他们的发现，在PLOS Biology期刊上。

心脏病期间的缺氧 - 一种未得到满足的临床威胁

心血管疾病如冠状动脉疾病可使心脏缺氧，引发成人心脏功能障碍或心脏病发作，但心脏缺氧也是儿童的一个问题。据美国疾病控制和预防中心（CDC）称，每年约有10,000名儿童出生，患有严重的先天性心脏病。这些婴儿中的许多婴儿在其出生后的第一年内需要进行心脏手术，在此期间，血液可能会暂时从心脏移除，导致器官缺氧。

在正常情况下，心脏比任何其他器官消耗更多的氧气，当氧气含量低时，它的需求量甚至更高。缺氧心脏泵更难以将氧气输送到身体的其他部位，而矛盾的是，需要越来越多的氧气来维持功能。像OMX-CV这样的输氧药物可以减轻缺氧的身体压力，改善心脏病发作后或成人和儿童心内直视手术后的恢复情况。

科学家们试图通过在血红蛋白背面提供氧气来设计抗击缺氧的方法，血红蛋白是一种让红细胞将氧气穿过身体并产生猩红色的蛋白质。但这些治疗方法也带来了很多包袱。

基于血红蛋白的药物已被证明在他们的工作中过于擅长：他们倾向于用过量的氧气淹没血液，这本身可以导致严重的组织损伤。而且，当在红细胞界外时，血红蛋白可以抓住一氧化氮，一种在血管中发现的天然肌肉松弛剂。血管被一氧化氮收缩，导致血压跳跃，增加心脏病发作的风险，并减少肾脏等重要器官的血流量。

OMX-CV通过使用一种名为H-NOX的工程细菌蛋白而不是血红蛋白来回避这些问题。H-NOX蛋白含有称为血红素基团的“辅因子” - 同样的血红蛋白名称的辅助因子 - 这使得蛋白质不仅可以结合氧气，还可以结合一氧化氮。通过改变H-NOX蛋白质的化学结构，Omniox科学家重新设计它们以保持与氧气紧密相关，但仅留下一氧化氮。

研究人员还发现，经过修饰的蛋白质可以很紧密地结合氧气，当它们遇到严重缺氧的组织时，它们只能放弃它们的抓地力。

“与基于血红蛋白的氧载体不同，OMX-CV经过精细调整，只能在病理条件下释放氧气，”Omniox研究副总裁，该论文的共同高级作者Ana Krtolica博士说。“相对较小剂量的药物会改变心脏在面对严重缺氧时的能力。”

靶向递送至缺氧组织

作者设想OMX-CV主要用于治疗成人缺氧影响的许多病症，但新研究的设计也着眼于儿科应用。该研究是通过儿科药物和器械开发倡议或iPD3进行的，该项目由加州大学旧金山分校和马里兰大学巴尔的摩分校合作完成。这项工作旨在设计和测试专门用于儿科护理的疗法，而不是为成人设计的“传世”疗法。

“孩子们在成长过程中变化很大 - 他们的药物代谢每年都在急剧变化，”Maltepe说。“在成人中建立药物后，儿科医生基本上必须与孩子一起试验，以了解治疗的毒性特征和适合不同年龄组的剂量。” 通过最初设计和测试儿童的药物，并采取措施，如使用疾病的幼年动物模型，研究人员希望避免这种笨拙的猜测。

在他们的实验中，科学家测试了OMX-CV在急性缺氧中的作用，并确保其结果也适用于儿童，研究人员检查了该药物为少年动物心脏提供氧气的能力，这些心脏具有重要的解剖学和生理学特征。用人类婴儿的心。

研究人员发现，OMX-CV向受压心脏输送氧气，但不向氧气供应充足的组织输送氧气。在缺氧条件下，OMX-CV输注使心脏的收缩能力比自己的基线提高了近两倍，没有基于血红蛋白的治疗的毒性作用。相反，在长达一小时的研究中，未经治疗的动物的心脏功能显着恶化。

使用相对低剂量的OMX-CV获得了这些令人印象深刻的结果：每只动物用相当于血液自然循环血红蛋白的氧携带能力的2％的剂量进行治疗。

美国国立卫生研究院资助的加州大学旧金山分校正在进行的研究，使用类似的幼年动物模型，旨在测试是否可以开发OMX-CV来保护接受心脏搭桥手术的婴儿心脏。

在OMX-CV进入人体临床试验之前，需要进行更多的临床前研究。展望未来，研究人员希望对该药物的各种应用进行单独的临床试验。

“鉴于组织和器官一般需要氧气，缺氧与许多病理状况有关，”Krtolica说。Omniox正在开发临床前程序，专注于缺血性中风的氧气输送，这会影响到大脑和癌症的血液流动。