CN105748485A - 亚铁原卟啉在制备预防和治疗急性co中毒的药物的应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于生物医药领域，公开了亚铁原卟啉在制备预防和治疗急性一氧化碳(CO)中毒的药物中的应用。本发明提供了一种现有药物亚铁原卟啉的新用途，应用于制备抢救治疗急性一氧化碳中毒的药物，其可增加携氧能力，降低中毒死亡率，延长患者生命，增加救援等待时间。本发明关于亚铁原卟啉的用途还包括对潜在高危一氧化碳中毒人群的预防保护作用。亚铁原卟啉用于制备预防和/或抢救急性一氧化碳中毒方面的药物，使用方法方便快捷，例如：患者自行服用、院前急救中使用。其能够在医学与生物学领域得到广泛的应用，并产生巨大的社会与经济效益。

Description

亚铁原卟啉在制备预防和治疗急性CO中毒的药物的应用

技术领域

本发明属于生物医药领域，特别涉及亚铁原卟啉在制备预防和治疗急性一氧化碳(CO)中毒的药物中的应用。

背景技术

急性一氧化碳中毒(Acutecarbonmonoxidepoisoning，ACOP)俗称煤气中毒，多发于冬季寒冷季节，是院前及院内急救中最常见的急症之一，是全球范围内意外中毒造成死亡的首要病因。其发病急、症状重，如不及时救治可危急生命。一氧化碳是一种无色无味的气体，对呼吸道没有刺激性，人在不知情的情况下就可能中毒。产生一氧化碳的原因有很多。含碳物质燃烧不完全的情况下，会导致一氧化碳的产生，比如炼焦、烧窑、炼钢等工业在生产的过程中窑门、炉门关闭不严或者煤气管道漏气都可以泄漏大量一氧化碳。日常生活中燃烧的火炉、过多吸烟和浴室中使用的燃气热水器淋雨，没有烟囱或者排风口，都可能导致煤气中毒。长时间停留在空调车内，且车处在一个封闭环境中，很容易发生一氧化碳中毒的情况。因环境气候的不同，南方和北方一氧化碳中毒的原因也不同。南方一氧化碳中毒原因主要是使用燃气热水器不当，而在我国北方地区由于其生活方式和取暖方式，即以燃煤烧饭、取暖决定了ACOP的在冬季的高发生率，尤以农村多见。

CO中毒的程度主要取决于空气中CO浓度、接触时间及机体对缺氧的敏感性，也与患者中毒前的健康状况及中毒时的体力活动有关。ACOP的中毒机制是人体吸入一氧化碳后，CO与血液中血红蛋白(Hb)结合，形成稳定的碳氧血红蛋白(COHb)。CO与Hb的亲和力比氧与Hb的亲和力大200倍，所以，当人体吸入较低浓度的CO即可产生大量COHb，此时人体体内血红蛋白运输氧的能力不足，从而引发组织缺氧，组织缺氧程度与血液中COHb饱和度呈正比关系。碳氧血红蛋白比正常血红蛋白相比，其携氧能力大幅下降，最终导到血液携氧能力下降，导致低氧血症。全身组织缺氧，最终会引起脑水肿、中毒性脑病及其他脏器的缺氧性损伤，重者可因呼吸循环衰竭而死亡。因CO中毒的临床症状并无特异性，轻度一氧化碳中毒患者普遍有头晕、头痛、恶心、呕吐、耳鸣和四肢无力的表现，中度一氧化碳中毒患者一般除轻度中毒表现加重外，还会有指甲、皮肤载膜、口唇出现樱桃红色，血压先升高后降低，多汗，烦躁，心率加速。还可能出现昏迷、嗜睡的现象。上述症状很难引起患者重视，这会导致抢救时间的延误，使很多患者被发现时已经是重度中毒。重度CO中毒患者除了上述症状外，还会出现肌张力增强、各种反射消失或者减弱、大小便失禁、惊厥、口吐白沫、呼吸困难和迅速昏迷，严重者还会出现心力衰竭、肺水肿、脑水肿等，重者可因呼吸循环衰竭而死亡。

目前临床上对急性一氧化碳中毒的治疗分为院前急救与院内治疗。院前急救主要是依赖患者亲属对120急救中心的电话指导而实施和医疗车到达后医护人员进行现场急救。现场急救氧疗是一氧化碳中毒最有效的治疗方法，能加速COHb解离和CO排出，对于轻度中毒患者给予鼻导管吸氧或面罩吸氧，中重度中毒患者给予高流量吸氧，并立即送往医院进行高压氧(HBO)治疗。当今ACOP的各种救治措施HBO为主要治疗手段，最好是在中毒后4h内进行。然而高压氧舱对设备要求较高，价格昂贵，设备难以普及到所有地区，特别是在广大偏远地区，因此，患者难以及时得到治疗，延误治疗时间。且高压氧舱对一氧化碳中毒后脑病的疗效和机制仍未被广泛认可临床上ACOP患者在给予HBO治疗、使用呼吸兴奋剂、促进脑细胞代谢药物及适当应用激素的基础上，加用纳洛酮、醒脑静等药物治疗，可加快重度ACOP患者苏醒，减少并发症，提高治愈率。此外，还采用甘露醇、高渗葡萄糖脱水疗法防止和治疗脑水肿。这些均属于院内治疗的范畴，而在急性中毒的抢救中应分秒必争，现少有急救药物可以应用于院前急救中，抢救急性一氧化碳中毒，降低中毒死亡率。亦无针对减少COHb生成，提高血液携氧的特效药物，能够为一氧化碳中毒患者赢得时间，降低病死率和伤残率，提高救治的成功率。急性一氧化碳中毒是最常见的窒息性气体中毒事件，其发病及死亡人数在全球急性中毒中均高居首位，且在生产和生活环境中都可以产生这种气体。如瓦斯爆炸，炼钢，燃气热水器使用不当，燃煤取暖等，均与民众息息相关。其发病急、症状重，如不及时救治可危急生命。目前一氧化碳中毒治疗缺乏有效手段，而迅速纠正脑缺氧，保证脑组织正常供氧是救治的主要措施，也是预后好坏的关键，因此研究急性一氧化碳中毒的院前急救和治疗的特效药具有重要的社会现实意义。

亚铁原卟啉(又名血红素铁)，别名：(protoporphyrinato)iron(III)；ChloroprotoporphyrinIXiron(III)；FerriprotoporphyrinIX；亚铁原卟啉，经验分子式(希尔表示法)C₃₄H₃₂N₄FeO₄，分子量为616.89，其结构式如下式所示：

尚未见任何关于亚铁原卟啉在制备预防和治疗急性CO中毒药物中的应用的报道。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供亚铁原卟啉在制备预防和治疗急性CO中毒药物中的应用。

本发明的目的通过下述方案实现：

亚铁原卟啉在制备预防和治疗急性一氧化碳(CO)中毒药物中的应用。

所述的药物可以含有一种或者多种药学上可以接受的载体。

所述的载体优选为稀释剂、赋形剂、填充剂、粘合剂、湿润剂、崩解剂、吸收促进剂、吸附载体、表面活性剂和润滑剂等中的至少一种。

所述的药物可以进一步制成片剂、粒剂、胶囊、口服液或注射剂等多种形式，各种剂型的药物可以按照药学领域的常规方法制备。

一种预防和/或治疗急性CO中毒的药物，包含亚铁原卟啉。

所述的亚铁原卟啉可购自公司，也可以从动物中提纯获得。

本发明相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：

(1)本发明提供了一种现有药物亚铁原卟啉的新用途，应用于制备抢救治疗急性一氧化碳中毒的药物，其可增加携氧能力，降低中毒死亡率，延长患者生命，增加救援等待时间。

(2)本发明关于亚铁原卟啉的用途还包括对潜在高危一氧化碳中毒人群的预防保护作用。

(3)亚铁原卟啉用于制备预防和/或抢救急性一氧化碳中毒方面的药物，使用方法方便快捷，例如：患者自行服用、院前急救中使用。其能够在医学与生物学领域得到广泛的应用，并产生巨大的社会与经济效益。

附图说明

图1为不同剂量药物治疗CO中毒小鼠后的死亡率1h内平均死亡时间。

图2为急性CO中毒后小鼠1h内平均死亡时间。

图3为急性CO中毒30min后小鼠体内HbCO水平。

图4为小鼠腹腔注射CO30min后尾静脉血清MDA浓度变化。

图5为小鼠海马区组织结构观察图，其中，A为对照组；B为CO染毒后；C为亚铁原卟啉预防给药组；D为亚铁原卟啉治疗组。

图6为小鼠海马CA1区组织结构观察图，其中，A为对照组；B为CO染毒后；C为亚铁原卟啉预防给药组；D为亚铁原卟啉治疗组。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

下列实施例中使用的试剂均从市场渠道购买得到。

实施例1：急性CO中毒动物模型的建立和亚铁原卟啉药物治疗剂量的确定

预实验中采用改良寇氏法确定单次腹腔注射染毒半数致死量，以略低于半数致死量剂量为一氧化碳中毒模型的注射剂量(表1)。

表1腹腔注射不同剂量CO后小鼠的死亡率

根据表1，采用寇氏法计算半数致死剂量(LD50)为160mL/kg，95％可信限范围150～169mL/kg，药物治疗实验中采用LD50的下限作为CO中毒剂量，即150mL/kg，腹腔注射(ip)。

然后随机将小鼠(购自广东省实验动物中心)分成亚铁原卟啉治疗低剂量组，中剂量组和高剂量组，小鼠给予的亚铁原卟啉剂量分别为10mg/kg，20mg/kg，40mg/kg。每组小鼠采用腹腔单次注射法制备急性一氧化碳中毒模型后2min，小鼠出现烦躁，皮肤黏膜变红等中毒初期症状时立刻腹腔注射不同剂量的亚铁原卟啉溶液，测定各组死亡率(表2)，和记录各组小鼠死亡时间(图1)。

表2不同剂量亚铁原卟啉治疗CO中毒小鼠后的死亡率

注：与对照组比较，^*P<0.01；与急性一氧化碳中毒组比较，^#P<0.05，^*#P<0.01。

结果表明高剂量组小鼠死亡率明显低于低剂量组和中剂量组，高剂量组小鼠死亡时间明显高于低剂量组和中剂量组，故正式实验采用高剂量组的亚铁原卟啉药物剂量(40mg/mL)。

实施例2：亚铁原卟啉应用于急性CO中毒的治疗

急性一氧化碳中毒组采用腹腔单次注射法制备急性一氧化碳中毒昆明小鼠模型。对照组于腹腔单次注射等量空气。亚铁原卟啉治疗组采用腹腔单次注射法制备急性一氧化碳中毒模型后2min，小鼠出现烦躁，皮肤黏膜变红等中毒初期症状时立刻腹腔注射亚铁原卟啉溶液(剂量为40mg/kg)。测定染毒小鼠1h死亡率(见表3)及染毒30min后采用尾尖采血改良双波长HbCO定量法监测各组小鼠血HbCO浓度。

CO染毒组小鼠给予CO染毒后1h死亡时间为29.4min，亚铁原卟啉组小鼠在CO染毒后1h死亡时间较中毒组死亡时间明显延长至43.3min，对照组小鼠在CO染毒后1h内未死亡。一氧化碳中毒组HbCO水平明显高于亚亚铁原卟啉治疗组，差异有非常显著意义(P<0.01)，说明使用亚铁原卟啉可以减轻CO中毒程度，延长死亡时间，降低死亡率。其中图2和图3分别是急性CO中毒后小鼠1h内平均死亡时间和急性CO中毒30min后小鼠体内HbCO水平。

表3亚铁原卟啉治疗或预防CO中毒小鼠后的死亡率

注：与对照组比较，^*P<0.01；与急性一氧化碳中毒组比较，^#P<0.05，^*#P<0.01。

实施例3：亚铁原卟啉对急性CO中毒小鼠的预防作用

急性一氧化碳中毒组采用腹腔单次注射法制备急性一氧化碳中毒昆明小鼠模型。对照组于腹腔单次注射等量空气。亚铁原卟啉预处理组，在小鼠腹腔注射亚铁原卟啉溶液(40mg/kg)后15min，按照急性一氧化碳中毒组相同方法制备急性一氧化碳中毒模型。测定染毒小鼠1h死亡率及染毒30min后采用尾尖采血改良双波长HbCO定量法监测各组小鼠血HbCO浓度。

CO染毒组小鼠给予CO染毒后1h死亡时间为29.4min，亚铁原卟啉预处理组在CO染毒后1h内死亡1只。预处理组与CO染毒组相比差异具有有非常显著统计学意义(P<0.01)，说明预先使用亚铁原卟啉可以保护机体，预防并减轻CO中毒程度，延长死亡时间，降低死亡率。其中图3分别是急性CO中毒30min后小鼠体内HbCO水平。

实施例4：亚铁原卟啉应用于急性CO中毒的抗氧化保护作用

随机将昆明小鼠分成急性一氧化碳中毒组，对照组，亚铁原卟啉治疗组。小鼠处理方法同实施例2，采用改良硫代巴比妥酸(TBA)荧光法测定小鼠尾血中丙二醛(MDA)浓度。因过氧化脂质降解产物中的丙二醛(MDA)可与硫代巴比妥酸(TBA)作用生成红色化合物，在532nm处有最大吸收峰，故可以分光光度计测定。分别于一氧化碳注射前及注射后30min，取尾血测定MDA浓度，观察机体氧化损伤状况，严格按照MDA测试盒说明方法操作。

小鼠腹腔染毒后血清急剧升高，染毒后2min各组差异无意义(P>0.05)。染毒30min后，亚铁原卟啉治疗组与急性一氧化碳中毒组比较MDA浓度明显降低，差异有非常显著性(P<0.01)。因MDA是血氧化应激指标，可反映机体内的脂质过氧化的程度，从而间接反映细胞受自由基攻击和相关细胞损伤的程度，因此实验结果显示亚铁原卟啉的治疗对小鼠急性一氧化碳中毒损伤具有保护作用，其机制可能与抑制脂质过氧化反应，减轻氧自由基对脑细胞的损伤有关。其中图4是小鼠腹腔注射CO30min后尾静脉血清MDA浓度变化。

实施例5：预防给予亚铁原卟啉减少急性CO中毒小鼠氧化应激损伤反应

随机将昆明小鼠分成急性一氧化碳中毒组，对照组，亚铁原卟啉预处理组。小鼠处理方法同实施例3，采用改良硫代巴比妥酸(TBA)荧光法，用分光光度计测定小鼠尾血中丙二醛(MDA)浓度。分别于一氧化碳注射前及注射后30min，取尾血测定MDA浓度，观察机体氧化损伤状况，严格按照MDA测试盒说明方法操作。

小鼠腹腔染毒后血清急剧升高，染毒后2min各组差异无意义(P>0.05)。染毒30min后，亚铁原卟啉预处理组与急性一氧化碳中毒组比较MDA浓度明显降低，差异有非常显著性(P<0.01)。因MDA是血氧化应激指标，因此实验结果显示亚铁原卟啉的预防性使用对小鼠急性一氧化碳中毒损伤具有保护作用，其机制可能与抑制脂质过氧化反应，减轻氧自由基对脑细胞的损伤有关。其中图4是小鼠腹腔注射CO30min后尾静脉血清MDA浓度变化。

实施例6：亚铁原卟啉对急性CO中毒脑海马区的保护作用

将健康雌雄性数量均等的昆明小鼠分成急性一氧化碳中毒组，对照组，亚铁原卟啉治疗组，亚铁原卟啉预处理组，分组与小鼠处理方法同实施例1。各组小鼠一氧化碳染毒1h后用戊巴比妥(50mg/kg,ip)麻醉，再用含3.5％甲醛溶液的0.1mol/L磷酸缓冲液(pH7.2)进行在体脑组织固定。完整分离脑组织，保存于固定液2～7d。石蜡包埋后标本，脑组织冠状切面切片，分别进行HE染色和尼氏染色。

HE染色结果显示一氧化碳中毒1h后小鼠海马CA1、以及齿状回细胞水肿，数目减少。出现部分神经元坏死，其锥体细胞呈三角形或多角形，细胞整体缩小，核固缩，核仁不明显(图5A)。空气对照组双侧海马各区神经元均未见明显的病理改变，无肿胀，无坏死细胞，细胞核正常(图5B)。亚亚铁原卟啉预处理组和亚铁原卟啉治疗组海马区神经细胞肿胀不明显，锥体细胞坏死数目明显减少，细胞排列较整齐。(图5C、图5D)

尼氏(Nissl)染色结果显示急性一氧化碳中毒组小鼠海马CA1区神经细胞肿胀，尼氏小体明显减少，细胞形态大小不规则，边界模糊，细胞核固缩(图6A)。空气对照组神经细胞无病变，无水肿坏死细胞(图6B)。亚铁原卟啉预处理组和亚铁原卟啉治疗组细胞整体较规则，尼氏小体数量减少不明显，细胞坏死数目少(图6C，图6D)。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.亚铁原卟啉在制备预防和治疗急性一氧化碳中毒的药物中的应用。

2.根据权利要求1所述的亚铁原卟啉在制备预防和治疗急性一氧化碳中毒的药物中的应用，其特征在于：所述的药物含有一种或者多种药学上可以接受的载体。

3.根据权利要求2所述的亚铁原卟啉在制备预防和治疗急性一氧化碳中毒的药物中的应用，其特征在于：所述的载体为稀释剂、赋形剂、填充剂、粘合剂、湿润剂、崩解剂、吸收促进剂、吸附载体、表面活性剂和润滑剂中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的亚铁原卟啉在制备预防和治疗急性一氧化碳中毒的药物中的应用，其特征在于：所述的药物进一步制成片剂、粒剂、胶囊、口服液或注射剂多种形式，各种剂型的药物按照药学领域的常规方法制备。