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心血管

光敏细菌可为缺血心脏提供氧气?

来源:环球医学编写    时间:2017年06月19日    点击数:    5星

心脏病是一类比较常见的循环系统疾病,具有心悸、呼吸困难等症状,显著影响患者的劳动力,心脏病发作时如果抢救不及时还会危及患者生命。全球范围内因心脏病致死的人数不断飙升,所以各国科学家一直致力于改善心脏病患者的生存状况、降低心脏病死亡率的研究。2017年6月14日,发表在《科学进展》的一项研究报告或可为治疗心脏病提供一个新思路。

心脏病发作时,血液流不到心脏的某些部分,导致组织缺氧,从而杀死心肌细胞。长期以来,科学家们一直推测,如果他们能够为这些细胞提供紧急的氧气供应,直到外科医生通过冠状动脉搭桥手术恢复心脏的血液流动,那么心脏组织的某些永久性损伤就会被避免,从而保护心脏功能。一项对老鼠实验的新研究提出了一种创新的方法:使心脏感染一种光合作用细菌,这种细菌暴露在光线下时会自然产生氧气。

这项技术对于保护啮齿动物的心脏功能是有效的,但专家指出,其应用于人类治疗还存在很大的障碍。纽约西奈山医院的心脏病专家Hina Chaudhry说,这是一个有趣、激进的想法,我很高兴它正在接受测试。但是从动物实验到应用于人类是一条漫漫长路。如果我是一个投注者,我敢打赌它无法实现。

研究所使用的细菌是细长聚球藻(Synechococcus elongatus),它像植物一样,进行光合作用将光转为能量,将二氧化碳和水转为氧气。这在生物工程师中是众所周知的,他们中的一些人把它作为提高生物燃料生产的工具,或者作为研究生物周期节律的模式生物。

为了搞清这些微生物能否为心脏组织提供急需的氧气,斯坦福大学的研究人员用这种细菌感染小鼠的心肌,通过打开胸腔、阻断器官的主要供血动脉而诱发了小鼠的心脏病。研究人员使小鼠心脏暴露在实验室自然光照下,细菌开始工作10分钟后,心肌组织的氧气水平增加了25倍。心脏病发作45分钟后,这些被细菌感染的小鼠心脏比那些没有感染细菌但同样发病的小鼠心脏多泵入60%的血液,同时比那些感染了细菌但处于黑暗中的小鼠多泵入了30%的血液。

研究人员在《科学进展》上的报告中说,这项研究对于心脏病发作后保护人类大量的心脏功能将具有深远的临床意义,很可能代表了一个未发病的患者和一个心脏衰竭患者之间的差异。根据老鼠康复后第一个星期采集的血液样本,研究小组没有发现任何证据表明这些细菌已经扩散或产生了任何毒性作用,并且这不是一种人类病原体。

但Chaudhry说,这种技术作用在人身上存在很大的障碍。首先,人类的心脏肌肉比老鼠更厚,这使得光线不可能足够深入从而到达细菌。其次,她也不相信这种细菌会像研究人员报告的一样无害。Chaudhry声称他们对啮齿动物免疫应答的考察是“肤浅、草率的”。

尽管光敏细菌能否为人类心肌组织提供氧气还需更多的研究考察,但这项研究为预防和治疗心脏病开阔了思路,其意义远大于实验本身。

 

(环球医学编辑:石 岩)

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