一氧化碳中毒，氢气有奇效

一氧化碳中毒不仅有急性中毒，也容易发生迟发性脑病，急性中毒用高压氧效果不错，但脑病就没有那么幸运了。最新这一研究其实属于急性排毒，当然是非常重要的。不过对慢性损伤，仍然无法解决。这让我想起一个真实的故事。故事发生在北方一个化肥厂，化肥厂合成氨需要氮气和氢气，氢气的制备需要用无烟煤和水高温制造，氢气生产过程会产生一氧化碳，一氧化碳泄露容易发生大规模一氧化碳中毒。一氧化碳中毒的工人中有许多脑病后遗症，这些脑病工人后来被转岗位到氢气纯化车间，与同样存在脑病但没有进纯化车间的相比，这些人恢复地更快也更彻底。这个故事强烈提示，氢气纯化车间对一氧化碳中毒迟发性脑病有好处，有可能是氢气发挥了作用。年我听到这个故事后迅速召集学生开展研究，很快证明氢气对一氧化碳中毒的急性和慢性损伤都有保护作用。

摘要介绍：最近美国学者把脑红蛋白改造成一氧化碳解毒剂，初步取得了成功。也许将来结合这种分子和氢气的作用，可以彻底解决一氧化碳中毒的急性和慢性损伤问题。研究论文以封面亮点发表在《科学转化医学》杂志上。

一氧化碳是一种有毒的气体，低浓度就可以毒杀生命。亚里士多德(公元前－年)第一次记录煤燃烧会产生有毒气体。一氧化碳气体是在古代欧洲被用来处决俘虏，执行方法是把罪犯关在一个燃烧煤的沐浴室。法国化学家dLasson最早在年通过加热氧化锌和碳制备出一氧化碳。由于一氧化碳燃烧时产生与氢气类似的蓝色火焰，dLasson错误认为他制得了氢气。年英国化学家WilliamCruikshank证明，一氧化碳是由碳和氧组成的化合物。最早对一氧化碳毒性进行研究的是法国生理学家ClaudBrnard。年，他让狗吸入一氧化碳，发现狗血液“变得比动脉血都要鲜红”。我们知道一氧化碳中毒后因为血液更好使皮肤呈现“樱桃红色”特征症状。

一氧化碳是一种日常生活中常见的无臭无味气体，汽车引擎、加热器和壁炉都有可能产生一氧化碳。美国每年大约5万人发生一氧化碳中毒，其中死亡大约人。中国肯定远远超过这个数量，有人估计每年死亡1人。一氧化碳中毒机理是与血红蛋白的亲合力比氧与血红蛋白的亲合力高～倍，所以一氧化碳极易与血红蛋白结合，形成碳氧血红蛋白，使血红蛋白丧失携氧的能力和作用，造成组织窒息。一氧化碳对全身的组织细胞均有毒性作用，尤其对大脑皮质的影响最为严重。一氧化碳中毒主要体现在两个方面，一个是血红蛋白运输氧气的能力下降，另一个是细胞线粒体呼吸代谢被抑制。

直到现在，一氧化碳中毒都没有针对性药物，治疗一氧化碳中毒最有效的临床方法是高压氧治疗，高压氧治疗一氧化碳中毒的基本原理是利用高氧分压，提高血液中氧气的物理溶解量，暂时解决血红蛋白运输氧的能力不足，并通过促进一氧化碳与血红蛋白分子的分解速度促进一氧化碳的排出。不过可能不久一氧化碳无药可治的历史就要结束了，美国匹兹堡大学科学家发明了一氧化碳的解毒剂。

上图中可看出药物注射产生的效果！

先看看这个小故事：

今年1月26日，宾夕法尼亚州匹兹堡大学两个生物医学科学家LingWang（王玲，音）和QinziXu（徐勤姿，音），把一只麻醉过的老鼠放在一个密闭盒内，并把这个盒子连接一个探测器。王负责关闭容器，徐负责打开3%的一氧化碳混合气开关，3%的一氧化碳能在4.5分钟内把大部分动物杀死。中毒后小鼠血压迅速下降，心跳变的很不规则。此时通过静脉给动物注射了一种药物，动物血压开始回升逐渐恢复到正常。这是目前为止人类发现的第一个一氧化碳的解毒剂。

纽约霍夫斯特拉大学医学院医生LancBckr说，过去曾经有人尝试用生化方法切断一氧化碳和血红蛋白的结合，然并卵。这就是为什么我们仍然抱着古老的高压氧治疗不放。这种药物能解决一氧化碳中毒真的非常吸引人。

最新研究刚在《科学转化医学》发表，研究使用的一氧化碳解毒分子是脑红蛋白，这种蛋白质在大脑和视网膜内能通过结合氧气和一氧化氮保护神经损伤，现在又变成了一氧化碳的清除剂。

脑红蛋白、细胞红蛋白、肌红蛋白和血红蛋白都是血红素蛋白，在动物体内负责运输氧气。血液中是血红蛋白，大脑神经元就是脑红蛋白负责，肌肉细胞是肌红蛋白，其它细胞就是细胞红蛋白了。所以需要这些红蛋白，关键的原因是氧气难以溶解，只能借助红蛋白的帮助。不过这些蛋白更喜欢结合一氧化碳，这正是一氧化碳中毒的原因。

匹兹堡大学的MarkGladwin研究小组过去一直研究脑红蛋白，他们发现脑红蛋白分子更喜欢结合一氧化碳，一氧化碳是血红蛋白的分解产物。本来这不是什么好事，他们希望在实验中能把一氧化碳去除掉。年，一个同事提出何不变废为宝，把脑红蛋白结合一氧化碳的作用开发成一氧化碳的清除剂，于是他们开展了这一研究。

小鼠实验结果表明，这种基因工程改造的脑红蛋白结合一氧化碳的能力超过血红蛋白倍，这种蛋白分子可以通过肾脏排泄掉，给小鼠吸入致死剂量的一氧化碳5分钟，注射这种改造的脑红蛋白能挽救87%的小鼠生命。

看到这里，我想也许可以利用类似的策略找到治疗硫化氢和氰化物中毒解毒药。一氧化碳本身也具有许多生物学作用，这种分子可否开发成一氧化碳的释放分子。

盐湖城高压氧医生LindllWavr说这个新药物太伟大了，将有望成为挽救一氧化碳中毒患者的神器。设想一下，将来发现有人遭遇一氧化碳中毒，急救车上医生就可以给患者静脉注射一针这种药物，昏迷不醒的患者可能迅速苏醒过来。当然，Wavr也提出，一氧化碳中毒不仅是阻断氧气的运输，也会激活一系列免疫反应导致中枢神经系统和心血管系统损伤。一氧化碳的长时间作用非常复杂，只清楚一氧化碳可能无法完全解决问题。不过这种药物作为一氧化碳中毒的急救药物值得期待。

Gladwin小组计划先用大鼠、大型哺乳动物验证脑红蛋白的有效性和安全性，最后开展人类临床研究。目前一个挑战是如何制备足够数量的脑红蛋白，不过考虑到一氧化碳中毒无药可用，后果十分严重的实情，美国FDA已经承诺加快推进研究。

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