合成表面活性剂可缓解肺部疾病和损伤患者的呼吸
人类的肺部覆盖着一种叫做表面活性剂的物质,使我们能够轻松呼吸。当肺表面活性物质缺失或耗尽时,就会出现早产或肺损伤,呼吸就会变得困难。在劳森健康研究所(Lawson Health Research Institute)和斯坦福大学(Stanford University)的一项合作研究中,科学家开发并测试了一种新的合成表面活性剂,它可能会改善肺部疾病和损伤的治疗。
肺表面活性剂由脂质和蛋白质组成,有助于降低肺部的压力肺这样就减少了呼吸所需的力气。这种被称为表面活性剂相关蛋白的蛋白质很难在实验室中合成,因此医学上最常用的表面活性剂是从动物肺中获得的。
安大略省伦敦市在表面活性剂研究和创新方面有着丰富的遗产。劳森和西部大学(Lawson and Western University)的科学家弗雷德·波斯迈尔(Fred Possmayer)博士开创了用于净化和消毒从奶牛身上提取的肺表面活性剂的技术。这种疗法被称为牛脂质萃取表面活性剂(BLES),是在安大略省伦敦制造的,加拿大几乎所有的新生儿重症监护病房都使用它来治疗患有呼吸窘迫的早产儿。
“当我们研究治疗成人时,表面活性剂疗法更加困难。例如,他们的肺比婴儿的大20倍,所以我们需要更高剂量的表面活性剂,”劳森的科学家、西部大学舒利克医学与牙科学院的副教授路德·维尔德惠岑博士解释道。“因此,我们需要为成人患者找到表面活性剂治疗的新方法。”
在这项合作研究中,研究团队采用了一种新的方法来制造合成表面活性剂。斯坦福大学的科学家们并没有试图在实验室中重新创造表面活性剂相关的蛋白质,而是创造了蛋白质模仿。由斯坦福大学副教授Annelise Barron博士首创,这些蛋白质模拟物看起来像表面活性剂相关的蛋白质,具有相似的特性,但更容易制造,更稳定。因此,该团队能够创造出一种新的合成表面活性剂。
Veldhuizen博士与斯坦福大学的团队合作,在他位于伦敦圣约瑟夫医疗保健中心的研究实验室里,用动物模型评估了这种合成表面活性剂。研究表明,与目前市场上的其他合成表面活性剂不同,新的表面活性剂在每个结果上都与动物源性表面活性剂相同或优于动物源性表面活性剂。这包括在氧合血液方面优于动物源性表面活性剂,这是肺的主要目的。
“Veldhuizen实验室进行这些严格而复杂的研究的独特能力是这个项目成功的一个关键方面,”Barron博士说。
“这些结果非常有希望,”Veldhuizen博士说。“第一次,一种合成表面活性剂被开发出来,它似乎和从动物肺部提取的表面活性剂一样有效,甚至更有效。”
研究小组估计,这种合成表面活性剂的生产成本可以低至动物源性表面活性剂的四分之一。由于合成表面活性剂的成本较低,可以在更多的成人肺部疾病和损伤中进行测试,并在更多的发展中国家提供。
研究小组希望继续他们的研究,进一步测试合成表面活性剂,包括其长期效果。该团队还希望测试其针对特定疾病定制的能力。Veldhuizen博士解释说:“由于它是在实验室中制造的,我们可以将表面活性剂与抗菌药物等其他药物结合,并将其输送到肺部的特定区域,例如感染所在的区域。”
科学家们想进一步研究的一种疾病是急性呼吸窘迫综合征(ARDS)。急性呼吸窘迫综合征的特征是由于呼吸困难导致血液中含氧量低。虽然目前的表面活性剂已经在ARDS患者身上进行了测试,但它们没有效果。Veldhuizen博士希望将这种新的合成表面活性剂与抗炎剂和抗菌剂结合起来,以测试患者的预后是否得到改善。
该研究,“有效治疗急性肺损伤具有螺旋状,两亲性的类肽肺表面活性剂发表在《蛋白质》上科学报告.
进一步探索