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根据《科学》杂志上的一项新研究,一种分解酒精的酶可能有助于预防心脏病发作的损害。研究人员报告称,醛脱氢酶 2 (ALDH2) 是一种对人体酒精代谢至关重要的酶,它可以清除心脏血流受阻时细胞产生的有害毒素——并且一种新药可以启动它。
长期以来,红葡萄酒一直被誉为预防心脏病的措施。事实上,在实验室中暴露于乙醇的心脏细胞,当研究人员暂时停止向它们输送含氧血液时,实际上恢复得更好。今天发表的这项研究表明,ALDH2 可能有助于葡萄酒的有益效果。这种酶在细胞努力清除酒精的过程中被激活,它还可以消除心脏病发作期间细胞中脂肪分解产生的有毒副产品,从而减少对这个重要器官的损害。
在心脏事件期间,流向心脏的血液停止。自由基(能量产生过程中释放的高度活泼分子)在缺氧挣扎的细胞中积累,损害关键的脂肪和蛋白质,并增加细胞过早死亡的几率。研究表明,ALDH2 可能通过修复一些受损的脂肪来帮助心肌细胞在这次冲击中存活下来。印第安纳大学医学院印第安纳波利斯分校的生物化学家、研究合著者托马斯·赫尔利说,虽然并非所有心脏损害都能避免,但“任何时候你能挽救细胞,你就更有机会康复。”
意识到酒精会引发 ALDH2 在心脏病发作期间的保护作用,研究人员寻找可以启动该酶的药物替代品。合成化合物 aldA1 被发现可以直接与 ALDH2 结合,增强其活性,并在诱导血流阻断前五分钟直接注射到活体健康大鼠心脏中时,将心脏损害减少 60%。马里兰州贝塞斯达国家心肺血液研究所的心脏病专家迈克尔·萨克警告说,尽管这些结果很有希望,但将这种疗法应用于人体静脉或口服使用将是一个挑战,他没有参与这项研究。
然而,研究人员对这种新发现的药物仍然持乐观态度,他们认为这种药物可能有助于东亚患者,因为该地区 40% 的人口由于基因突变而导致 ALDH2 功能失常。赫尔利指出,除了将正常大鼠心脏中的 ALDH2 活性提高两倍外,aldA1 实际上还可以恢复突变形式酶的全部功能。
对于来自包括中国、日本和韩国在内的东亚国家的人口来说,这可能意味着心脏病发作后心脏损害的减少,以及目前用于治疗心绞痛或胸痛的疗法的增强。目前,硝酸甘油(扩张血管)用于治疗患有胸痛的心脏病患者,但需要功能性 ALDH2 将该药物分解为其活性形式。如果与 aldA1 共同给药,它可以使患者对治疗更敏感。
但 aldA1 甚至可能对那些携带正常版本酶但已对硝酸甘油的疗效产生免疫力的心绞痛患者产生有益影响。长期使用硝酸甘油会导致药物耐受性并使胸痛复发,但研究人员发现,当在诱发心脏事件前给大鼠服用硝酸甘油时,aldA1 可以逆转大鼠的耐受性。然而,问题仍然是,这些实验室结果是否可以在人体中复制。
斯坦福大学医学院的药理学家、研究负责人达莉亚·莫奇利-罗森认为,aldA1 可能在心脏病患者之外具有更广泛的应用。“通过观察 ALDH2 突变人群,我们可以识别出与酶功能障碍相关的其他慢性疾病,”她说。
她指出,由于 ALDH2 在身体的所有细胞中都具有活性,因此其功能可能对于消除生命中其他器官的有毒副产品至关重要。aldA1 可以抵消毒素积累,帮助预防老年疾病。阿尔茨海默病的风险,例如,如果 aldA1 可以帮助清除这些有害分子,这些分子已被认为与促进大脑中斑块形成有关,则可能会降低。莫奇利-罗森还认为,持续处理药物的压力导致的肝损伤也可能通过 aldA1 得到减轻。
批评者指出,这些潜在的好处仍未经测试,并且需要漫长的药物开发周期。就目前而言,在 aldA1 目前状态下获得益处受到限制,因为医生必须在心脏事件发生前立即给药。阿拉巴马大学莫比尔分校的心脏病专家迈克尔·科恩指出,由于医生无法预测心脏病发作,“这项工作的临床意义可能微乎其微”,他没有参与这项研究。
即使在开胸手术的情况下,aldA1 可以推测地帮助心脏从暂时停止血流中恢复,但目前的这些技术造成的心脏损害非常小,以至于 aldA1 可能不会做出重大的生物学贡献,他补充道。
器官移植可能是一个领域,目前形式的 aldA1 可以在其中做出重大贡献,莫奇利-罗森认为。用该化合物处理器官可能潜在地减少氧气不足的细胞中诱导的有毒副产品对这些组织的损害。也许这将使器官保持更长时间的活力,或者只是在手术期间保留更大比例的健康组织。
威斯康星医学院密尔沃基分校的生物化学家约翰·贝克说,“AldA1 仍然是一个有希望的开始,但如果要在临床上使用,这只是漫长过程的第一步”,他没有参与这项研究。随着持续的研究,科学家们或许能够设计出药物修饰,这将增强 aldA1 的有益效果,并使其更加“对人类友好”。
赫尔利说,未来,“我们希望 aldA1 能在更紧急的情况下发挥作用,例如在心脏病发作期间。” 考虑到心脏病仍然是全球头号杀手,这将是一个好消息。