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我們知道，一氧化碳是一種致命的有毒氣體，一氧化碳中毒甚至致死的新聞報導屢見不鮮。這種氣體會奪走原本與氧氣結合的血紅蛋白，導致身體各個部位氧氣供應不足，造成器官功能損傷甚至死亡。
圖片來源：123RF
但你知道嗎？當低濃度的一氧化碳進入人體，它們不僅不再有害，相反還能減輕炎症、促進組織再生、抑制器官移植後的免疫排斥，甚至抑制腫瘤生長……總之，這時一氧化碳搖身一變，從致命殺手轉變為良藥。
不過，要想用一氧化碳治病，有一道障礙是必須跨越的：如何將一氧化碳安全、高效地遞送到體內的目標區域？直接吸入一氧化碳氣體固然是一種思路，但考慮到對患者與醫護人員的安全隱患，這種方式難以進入臨床應用。此外，眾多科學家還嘗試了輸液、口服溶解了一氧化碳的液體等多種策略，但始終難以實現滿意的效果。
現在，一項發表於《科學·轉化醫學》的新研究從分子料理中獲得靈感，提出了一項全新的遞送策略：將一氧化碳摻入穩定的泡沫，進入消化道的泡沫可以幫助治療腸道炎症等疾病。
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“我們早已知道，吸入少量一氧化碳氣體有助於緩解多種疾病的症狀，”研究領導者之一，哈佛大學醫學院Leo Otterbein教授表示，“但如何實現臨床應用卻極具挑戰性。出於安全性、給藥可重複性等原因，人們需要找到新的給藥方式。”
這項研究由Otterbein教授與麻省理工學院（MIT）的Giovanni Traverso教授共同領導。他們藉鑑了烹飪中分子料理的操作思路。
在分子料理中，廚師會向液體或固體粉末添加發泡劑，然後利用泡沫槍、攪拌器等工具注入二氧化碳或壓縮空氣，形成吸引眼球並且濃縮了風味的泡沫。
在這項研究中，研究團隊使用了類似的原理。他們用經過改造的泡沫槍，使得一氧化碳可以摻入泡沫中。當然，只有一氧化碳還不足以形成泡沫。研究團隊使用了海藻酸鹽、甲基纖維素、麥芽糖糊精等食品添加劑；此外，還添加了黃原膠用於提升泡沫的穩定性。黃原膠用量的多少，決定了氣體在目標區域停留多久再被釋放。
▲包含了一氧化碳氣體的泡沫材料（圖片來源：研究團隊供圖）
構建了這樣的遞送系統後，研究團隊分別通過囓齒動物與豬的實驗，檢驗了其可行性。在通過直腸將泡沫遞送至體內後，這些動物的胃腸道中如期產生了預定量的一氧化碳，並且沒有出現副作用。
這些一氧化碳氣體究竟能否治病？接下來，研究團隊在不同的小鼠疾病模型中檢驗了一氧化碳的療效。
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其中一項實驗證實了一氧化碳緩解腸道炎症的作用：從直腸遞送的泡沫能夠緩解小鼠的結腸炎及放射性直腸炎。目前，治療腸道炎症的藥物往往需要抑制免疫系統，因此患者面臨著更高的感染風險。而利用泡沫的治療可以直接靶向發炎的組織，提供了全新的治療思路。
研究團隊並未止步於此，接下來他們想要探索的是：除了直接抵達的胃腸道，一氧化碳氣體在擴散至身體其他區域後，還能不能在其他器官中發揮作用？
為此，這項研究使用了對乙酰氨基酚用藥過量的小鼠模型——這種情況下，小鼠會遭遇嚴重的肝臟損傷。實驗發現，遞送至胃腸道的一氧化碳也可以抵達小鼠肝臟，大幅減輕肝臟的炎症與組織損傷，逆轉急性肝衰竭。
▲研究團隊設計出包裹了一氧化碳的泡沫、凝膠與固體，泡沫可通過直腸遞送與口服兩種方式進入胃腸道。（圖片來源：參考資料[1]）
在研究團隊看來，這個系統還具有更廣泛的應用前景。除了製造泡沫，他們還分別將一氧化碳填入凝膠和固體中。舉例來說，固體遞送工具的生產就類似於跳跳糖的原理：在固體中包含著壓縮氣體。基於這些設計，研究團隊有望進一步開發出針對不同場景、可用於不同氣體的遞送工具。當泡沫與止痛藥與抗生素等藥物聯合使用，我們可以期待更加令人欣喜的效果。
研究團隊還表示，儘管這項實驗是通過直腸遞送泡沫，但將來也可能通過口服，實現更加便捷的遞送。
