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。
 
应用无数小号
 
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。
 
“这种治疗针对医学中的一个基本问题-例如，在ICU中，你总是在与缺乏的组织作斗争，”Maltepe说，并补充说，这项技术有朝一日可能成为更普通的血液替代产品的基础，长期以来被认为是医学的“圣杯”。