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Nature子刊:維生素C的新功能

日期:2013-05-23 10:01:33

根據發表在521日《自然通訊》(Nature Communications.)雜志上的一項新研究,高劑量的維生素C通過誘導一種化學反應,生成高水平DNA損傷性氧自由基,可以快速清除全部的結核病tuberculosisTB)耐藥性菌株群。

 

這項研究是針對實驗室培養物中的結核分枝桿菌開展,如果在體內也能獲得一致的結果,人們有可能會將維生素C添加到現有結核藥物中以改善治療。此外,通過闡明維生素C殺死結核桿菌的機制,這項工作提供了一條有前景的途徑,開發出新型的結核藥物,對付這些難以殺死的細菌。

 

KwaZulu-Natal結核與HIV研究所主任William Bishai(未參與該研究)說:“這項研究表明,結核分枝桿菌或許并沒有我們所以為的鐵殼盔甲;并且它也許有著一些弱點以及軟肋。”

 

Bishai謹慎地表示,人體很難達到所需維生素C高濃度,在啟動以這一機制為中心的、大規模的藥物發現工作之間,還需要更多一點的原理論證。“我認為未來的問題在于,我們是否能找到一種更有效的還原劑,可以較低的濃度給藥,但仍能刺激氧自由基?”

 

該研究的第一作者、葉史瓦大學艾伯特愛因斯坦醫學院的Catherine Vilcheze說:“我們并沒有說維生素C是結核病的一種治療方法。但我們應該嘗試尋找一些途徑,模擬它在體外殺死結核桿菌的方式,因為它非常非常地有效。”

 

最初發現維生素C能夠殺死結核桿菌是出于偶然。為了驗證半胱氨酸能夠作為一種還原劑生成氧自由基,幫助結核病藥物異煙肼(isoniazid ,INH)殺死結核分枝桿菌這一假說,Vilcheze和同事們決定看看另一種還原劑維生素C是否具有相同的效應。而結果表明確實是如此。但是當研究人員看到作為對照的維生素C也能夠清除這種細菌時,確實感到非常的吃驚。“我原本預料根本不會有任何的影響,因此這非常令人感到驚訝,”Vilcheze說。

 

研究人員隨后證實,一定濃度的維生素C可以在短短數周內殺死培養物中的細菌。對于耐藥菌株和廣泛耐藥菌株都具有相同的效應。“如果你以1000萬個細胞為起始,在維生素C處理3周后,它們在你的培養物中蕩然無存。維生素C殺死了所有的一切,”Vilcheze說。要在其他病原體中獲得相同的效應不得不大大提高維生素C的濃度,因此結核分枝桿菌確實對于維生素C特別的敏感。

 

研究小組推測,維生素C是通過驅動一種鐵依賴性反應,生成活性氧簇(ROS),通過DNA損傷誘導細胞死亡,來殺死細菌的。不出所料,當研究人員將維生素C添加到氧缺乏或鐵耗竭的環境中培養的細菌里,它喪失了殺菌能力。并且,相比于用或不用維生素E處理的對照組,用維生素C處理的培養物ROS水平、細胞壁和細胞膜的DNA和脂質氧化損傷都要高得多。

 

研究還證實對于缺乏mycothiol(可保護細胞免受氧化損傷)的結核分枝桿菌菌株,維生素C的效力要高60倍。Vilcheze說,這表明采用一種組合療法,聯合使用一種mycothiol抑制劑和維生素C,或是可產生突發性氧化作用的相似化合物,有可能能夠比現有治療更快速地殺死病原體。

 

盡管Bishai謹慎地表示,在實驗室中采用的高濃度維生素C很難在人體進行復制,但他補充說,開發一種更有效,且同樣可以良好耐受的還原劑,有可能能夠達到相同的目的。

 

同時,研究的領導者、艾伯特愛因斯坦醫學院的Bill Jacobs希望能夠開展臨床實驗,看看將維生素補充劑添加到當前的藥物治療中,是否能夠使結核病患者受益。“我們不知道維生素是否會在人體中起作用,但我們現在獲得了開展這樣的一項臨床實驗的理論基礎。至少,這項工作向我們展示了一種我們可以探索攻擊結核的新機制,”Jacobs說。

 


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