东京医科齿科大学等组成的研究团队发现,与部分鱼类等一样,哺乳动物也能进行从肠道吸收氧气的“肠道呼吸”。利用含大量氧气的特殊液体灌肠有望治疗患者的呼吸衰竭。该研究团队计划通过众筹和与企业合作的方式筹资,并在1~2年内启动临床试验。
在低氧环境下小鼠一动不动(上),但向肠道注入含氧气的液体后,小鼠开始四处移动(下)(图片取自东京医科齿科大学的武部教授等人的论文)
“这是一种很有冲击性的想法,初次看到的人可能会非常惊讶”。美国耶鲁大学的凯莱布· 凯利研究员在刊登东京医科齿科大学武部贵则教授等人论文的美国科学期刊《Med》上发表了评论,称赞这是一种“应该从科学和医学角度加以关注的有希望的方法”。
人们已知可以通过肠道呼吸的动物有泥鳅和海参等。用鳃呼吸的泥鳅在水中含氧量较低时会浮到水面上,张开嘴将空气吸入肠道进行呼吸。武部教授等人从中得到启发,认为“哺乳动物也有可能实现肠道呼吸”。直肠周围有很多血管通过,栓剂就是通过直肠吸收药物成分的。
研究团队首先尝试了向肠道直接注入氧气的方法。结果若不采取措施就会因为低氧环境死去的小鼠,在向其直肠注入氧气后,小鼠的存活时间获得了延长。此外,剥掉肠粘膜后再注氧的话,有四分之三的小鼠在50分钟后依然存活了下来。小鼠血液中的含氧量也处出现了增加。
考虑到人体临床应用时,如果剥掉呼吸衰竭患者的肠粘膜会给患者造成很大的生理负担。因此,研究团队开发出了将氧气溶入液体后,通过灌肠的方式注入肠道的方法。用于眼部手术和肺部清洗等的氯氟烃之一“全氟化碳(PFC)”就具有吸收氧气和二氧化碳的特性。
当把溶入大量氧气的PFC注入小鼠和猪的直肠后,二者血液中的氧浓度出现升高。即使在疲软无力无法动弹的低氧环境中,小鼠也重新开始行走,而猪的苍白皮肤也恢复了血色。
研究团队将新方法命名为“EVA法”,取自“经由肛门的肠道换气法”的英文单词首字母。人气动漫《新世纪福音战士》中就出现了通过充满肺部的液体来呼吸的技术,武部教授表示“从中得到了一些启发”。
新方法设想与人工呼吸机同时使用,或者用于无法利用体外膜肺氧合(ECMO=人工肺)的患者。紧急运送被年糕噎住喉咙的患者时可以考虑利用该方法。另外,新冠患者症状严重时也会发生呼吸衰竭。
虽然在动物实验中未观察到并发症和副作用,但向平时处于低氧状态的直肠注入氧气可能会对肠道组织和肠道细菌产生影响。若要用于临床,还需要仔细考证对人体的安全性和效果。
日文:越川智瑛、《日经产业新闻》,2021/05/26
中文:JST客观日本编辑部