受分子料理启发的可饮用的一氧化碳泡沫可用于促进癌症治疗

近日，研究人员利用一种流行的分子料理烹饪技术制作出了一种注入一氧化碳的泡沫，以提高自噬抑制剂的疗效，这种实验性癌症疗法迄今为止在临床试验中取得的结果喜忧参半。这种新型泡沫为改善不同癌症的治疗提供了一种很有前景的方法。

自噬是一种自然的循环过程，细胞在这一过程中降解和回收受损或功能失调的细胞内成分，以阻止它们积聚。营养匮乏、氧化应激和癌细胞增殖等多种情况都会导致细胞降解。在癌细胞中，自噬会增加，这表明抑制自噬可能是治疗疾病的有效方法。

抑制自噬的药物，如抗疟药物氯喹和羟氯喹，已被用作一种试验性的癌症联合疗法，以提高化疗的疗效。然而，临床试验的结果并不令人信服，这促使美国爱荷华大学卡弗医学院的研究人员追问原因。

该研究的通讯作者詹姆斯·伯恩说：“在这些临床试验中，他们发现的结果好坏参半；有一些益处，但对许多患者来说，没有任何益处。”

在寻找自噬抑制剂只在某些时候起作用的原因时，研究人员有了一个惊人的发现：在其中两项试验中，积极吸烟的患者似乎比不吸烟的患者表现更好。

伯恩说：“当我们观察吸烟者在这些试验中的表现时，我们发现与（非吸烟者）患者相比，接受自噬抑制剂治疗的吸烟者的总体反应有所增加，而且我们还发现靶病灶的大小有了相当大的缩小。”

以前的研究发现，自噬对称为气体递质的生物信号分子有反应，这类神经递质包括一氧化碳（CO），它是香烟烟雾中的一种已知成分。因此，研究人员专注于开发一种提供外源性CO的方法。

拜恩说：“我们知道吸烟者体内的一氧化碳含量较高，虽然我们绝对不建议吸烟，但这表明一氧化碳的升高可能会提高自噬抑制剂的效果。我们希望能够利用这种益处，并将其纳入治疗平台。”

拜恩擅长创造气体诱捕材料（GeMs）、泡沫、凝胶和固体，这些材料由安全的可食用物质制成，可以注入不同的气体分子。如果您看过烹饪比赛节目，您可能会接触到分子美食学和花式烹饪泡沫的制作。研究人员在这里使用了同样的技术——虹吸管，制造出一种注入了一氧化碳的可饮用泡沫，他们称之为一氧化碳——气态泡沫。

首先，他们在实验室中测试了一氧化碳与自噬抑制剂在人类前列腺癌、胰腺癌和肺癌细胞中的协同作用。细胞暴露于剂量不断增加的巴佛洛霉素A1（BAF-A1）、氯喹（CQ）和Lys05后表明，抑制剂的细胞毒性（细胞损伤能力）在有250ppm一氧化碳存在的情况下会增强。重要的是，在没有自噬抑制剂的情况下，一氧化碳不会影响癌细胞和正常人肠道细胞的存活率。

接下来，他们在前列腺癌和胰腺癌小鼠模型中測试了CO-GeM泡沫，并将动物分为四个治疗组：CO-GeM加羟氯喹（HCQ）、单用COGeM、单用HCQ和不治疗。21天后，观察到接受CO-GeM加HCQ治疗的小鼠的肿瘤生长明显减少。在整个治疗过程中，小鼠的体重保持稳定，没有出现肝脏损伤的迹象，这表明联合治疗是安全的、生物相容性好且耐受性良好。

伯恩说：“这项研究的结果支持了这样一种观点，即我们可以利用GeMs提供安全的、治疗水平的CO，从而提高自噬抑制剂的抗癌活性。这将开辟一种前景广阔的新方法，可能会改善许多不同癌症的疗法。”

研究人员的发现能否转化为癌症疗法将取决于一氧化碳的输送方法和材料的安全性。此前使用吸入式一氧化碳进行的研究认为，一氧化碳治疗是非常安全的，尤其是对免疫力低下的患者。不过，研究人员表示，如果使用他们的新型泡沫代替吸入一氧化碳，医生可能会更容易接受一氧化碳治疗。

研究人员计划先研究CO-GeMs的剂量配方，确定能使碳氧血红蛋白（COHb）水平（确认CO暴露程度的标准方法）低于美国食品药品管理局规定的14%的剂量，然后再在人体临床试验中测试新型泡沫与自噬抑制剂的结合使用。（综合整理报道）（策划/罗媛）