庆应义塾大学的田口和明副教授和研究生铃木悠斗等人与奈良县立医科大学等共同开发出了针对氰化物中毒的新解毒剂。这种解毒剂是利用血液中的红血球制成的。已通过动物实验确认,存活率等比现有解毒剂高,并且具有速效性。计划10年内投入临床实用。
使“人造红血球”与亚硝酸化合物发生反应制作的新型氰化物解毒剂(图片由庆应义塾大学的田口副教授提供)
参与研究的还有庆应义塾大学的松元一明教授、奈良县立医科大学的酒井宏水教授和崇城大学的小田切优树特任教授等。
氰化钾等氰化物是广泛用于金属电镀加工品、杀虫剂、农药及建材的隔热材料等的化学物质。但它是一种剧毒物质,如果吸入或者喝下会产生氰化物中毒导致死亡。目前用作解毒剂的亚硝酸化合物投药后需要较长时间才能见效,而且对有些氰化物中毒,还存在无法使用的问题。
研究团队着眼于亚硝酸化合物作为解毒剂在体内发挥功效的机制,开发了模仿这种机制的新解毒剂。新解毒剂从捐献血液中提取血红蛋白(红血球中所含蛋白质),并将其包裹到脂质双层胶囊内,制造出“人造红血球”。
发生氰化物中毒时,氰化物会妨碍在细胞中掌管呼吸的线粒体中的酶的功能,导致呼吸功能受损。作为解毒剂的亚硝酸化合物会氧化红血球中的血红蛋白,将其变成“高铁血红蛋白”。这种高铁血红蛋白从线粒体中清除氰化物恢复呼吸功能。
研究团队使人造红血球与亚硝酸化合物发生反应,制作了用脂质双层胶囊包裹高铁血红蛋白的制剂。设想通过直接向血液中投入高铁血红蛋白来快速发挥解毒效果。
实验利用给予致死量氰化物的小鼠比较了效果。使用亚硝酸化合物的小鼠,60分钟后的存活率约为30~60%,而使用新解毒剂的小鼠全部存活。另外还确认,陷入昏迷状态的小鼠使用新解毒剂后也很快苏醒过来,并且线粒体中的酶的功能也迅速恢复。
亚硝酸化合物会将血液中负责运输氧的血红蛋白转化为高铁血红蛋白,因此血液的携氧能力会下降。火灾发生的氰化物中毒同时可能还伴随有一氧化碳中毒,所以这种情况很难使用亚硝酸化合物来解毒。但新的解毒剂“从原理上来说可用于火灾现场”(田口副教授)。
今后计划利用大型实验动物进一步验证效果和安全性,然后经过人体临床研究等投入实用。
日文:越川智瑛、《日经产业新闻》,2021/10/13
中文:JST客观日本编辑部