來源 | 學(xué)術(shù)頭條

戒煙，是當(dāng)代許多人2021年新年計(jì)劃清單上的第一項(xiàng)，但是對于大多數(shù)吸煙者而言，“尼古丁成癮”使他們很難抑制吸煙的欲望。而且，他們在戒煙階段也往往會(huì)因?yàn)樘颖堋敖鋽喟Y狀”而再度吸煙。

一直以來，為使吸煙者可以科學(xué)地戒除對香煙的依賴性，許多科研團(tuán)隊(duì)在不同研究方向上進(jìn)行攻關(guān)，并取得了一定成效。

近日，一項(xiàng)來自美國西密歇根大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)的突破性研究，為潛在的戒煙解決方案奠定了基礎(chǔ)。相關(guān)論文以：A cytochrome c is the natural electron acceptor for nicotine oxidoreductase 為題，于近日發(fā)表在 Nature 子刊 Nature Chemical Biology 雜志上。

據(jù)論文描述，研究人員提出了一種利用酶來降解體內(nèi)尼古丁的新方案，這種方式可以將尼古丁從人體系統(tǒng)中清洗掉而沒有任何副作用。

戒煙，怎么這么難？

幾乎每個(gè)人都知道，吸煙會(huì)危害健康，但這種“普遍的認(rèn)知”并沒有讓吸煙者的戒煙過程變得更容易。

令人戒煙難的始作俑者是尼古丁。在大腦內(nèi)部，尼古丁會(huì)觸發(fā)釋放使人們感覺良好的化學(xué)物質(zhì)，使大腦產(chǎn)生“舒服”的感覺，因此人們可能會(huì)選擇香煙作為一種快速而可靠的方式來改善視力、緩解壓力和放松身心。

由于尼古丁一遍又一遍地刺激大腦，吸煙者的大腦已經(jīng)習(xí)慣于周圍有尼古丁。隨著時(shí)間的流逝，尼古丁會(huì)改變吸煙者大腦的運(yùn)作方式，使他們認(rèn)為似乎只需要尼古丁就可以感覺良好，這就是造成抽煙上癮的主要原因。

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無論是終生吸煙還是偶爾吸煙的人，戒煙都非常困難。因?yàn)楫?dāng)人們停止吸煙時(shí)，人們的大腦會(huì)控制人的情緒，使人變得煩躁。同時(shí)，戒煙也會(huì)導(dǎo)致吸煙者的身體出現(xiàn)難以忍受的戒斷癥狀。

戒斷癥狀是指吸煙者在停止吸煙或減少吸煙量后，產(chǎn)生一系列不易忍受的癥狀和體征，包括吸煙渴求、焦慮、抑郁、不安、頭痛、唾液腺分泌增加、注意力不集中、睡眠障礙、血壓升高和心率加快等，部分戒煙者還會(huì)出現(xiàn)體重增加。

這種戒斷癥狀會(huì)引起消化系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)的不同癥狀。精神、神經(jīng)系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)神疲、乏力、寢食難安。在戒斷中期，嚴(yán)重時(shí)會(huì)有焦慮、躁狂，甚至抑郁等情況發(fā)生。

為了使人們能夠更好地戒除煙草，科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一些戒煙藥物，這為人們提供了一種安全的方法，使戒煙者習(xí)慣于大腦中沒有那么多的尼古丁。

糾正此前研究

此前，科學(xué)家在一項(xiàng)研究中發(fā)現(xiàn)，通過對尼古丁上癮的小鼠注射一種實(shí)驗(yàn)室工程形式的 NicA2 酶（這種酶在煙草地里發(fā)現(xiàn)的細(xì)菌中自然存在），可以成功戒除它們的煙癮。這些小鼠沒有任何復(fù)發(fā)的跡象，也沒有出現(xiàn)任何戒斷癥狀，這項(xiàng)研究一度在 2018 年引起了全球轟動(dòng)。

但是，這項(xiàng)研究存在一個(gè)問題。研究人員為小鼠使用 NicA2 酶時(shí)，尼古丁降解得非常緩慢，他們不得不使用大量 NicA2 酶才能看到這些有益的效果。這就意味著這些效果或許將永遠(yuǎn)無法將其轉(zhuǎn)化為人類身上。

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而且，NicA2 酶需要一個(gè)電子受體才能降解尼古丁。西密歇根大學(xué)副教授 Ricky Stull 博士在實(shí)驗(yàn)室助理 Chris Clark 和其他合作者的幫助下發(fā)現(xiàn)，研究人員錯(cuò)誤地認(rèn)為分子氧是酶的電子受體。

這也正是 Stull 博士團(tuán)隊(duì)研究的重要結(jié)論，他們糾正了一項(xiàng)動(dòng)物研究的致命缺陷。這種缺陷主要是由于研究人員錯(cuò)把分子氧而不是細(xì)胞色素 c 作為電子受體。

正在攻讀化學(xué)工程和生物化學(xué)專業(yè)的學(xué)士學(xué)位 Clark 說：“這項(xiàng)研究的結(jié)果表明，分子氧不是酶的受體。相反地，我們發(fā)現(xiàn)了一種細(xì)胞色素蛋白，它是電子傳遞鏈的一部分，通常用于在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生能量，是天然的電子受體。我們發(fā)現(xiàn)，如果使用細(xì)胞色素 c 作為電子受體，只需要更少的 NicA2 就能降低尼古丁上癮帶來的影響。”

對于數(shù)百萬知道吸煙有害健康，但是仍在努力戒煙的煙民來說，這一結(jié)果可能具有里程碑意義。

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Stull 博士表示：“我認(rèn)為對這一應(yīng)用受益最大的是那些試圖戒煙的人，他們有很高的復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)?！?/strong>

他舉例說，有人試圖戒煙，但是會(huì)在與朋友的社交活動(dòng)中再次抽煙。一般來說，將尼古丁重新引入體內(nèi)會(huì)引發(fā)他們的大腦上癮。如果他們在再次接觸時(shí)已經(jīng)接受了這種基于 NicA2 酶的治療，尼古丁實(shí)際上不會(huì)到達(dá)他們的大腦，這將阻止他們再次上癮。

關(guān)于為什么這種酶能夠在不觸發(fā)戒斷反應(yīng)的情況下降低血液中尼古丁濃度，還需要做出進(jìn)一步的研究。下一步，科學(xué)家們將通過測試來驗(yàn)證 Stull 和 Clark 的研究是否可行。

Clark 表示：“這是第一次由研究證實(shí)，分子氧不是這個(gè)家族中酶的天然電子受體的案例?！?這樣的發(fā)現(xiàn)使他對這個(gè)領(lǐng)域感到興奮。

興趣，是最好的老師

Clark 在高中時(shí)對課堂感到無聊和不感興趣，因此學(xué)業(yè)成績不佳。由于 GPA 偏低，他在第一次嘗試申請學(xué)校時(shí)沒有被大學(xué)接受。他在一所社區(qū)大學(xué)上了幾門課，并堅(jiān)持不懈地學(xué)習(xí)，在之后的第二次嘗試中被錄取，并計(jì)劃成為一名化學(xué)工程師。隨著他接觸到更多涉及生命系統(tǒng)的課程，他對于該學(xué)科的興趣也在逐漸發(fā)展。

關(guān)于生命科學(xué)方面，Clark 表示：“我發(fā)現(xiàn)生命科學(xué)的復(fù)雜性并不受限于生命科學(xué)中常見的一些規(guī)則，因?yàn)樗浅?fù)雜，而且總是在不斷進(jìn)化，這非常吸引人。生命科學(xué)之所以令人興奮，是因?yàn)橛袝r(shí)我們自以為我們知道的規(guī)則是完全錯(cuò)誤的?！?/strong>

通過拓寬視野并在西密歇根大學(xué)進(jìn)行多元化的科學(xué)研究，Clark 也為潛在的救命療法的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。

圖 | Chris Clark（來源：WMU News）

Clark 說：“吸煙是世界上可預(yù)防疾病的主要原因。如果我們能找到一種新的治療方法，幫助人們擺脫尼古丁上癮或煙草使用，那么我們將對人類的健康產(chǎn)生巨大的有利影響?！?/p>

我們相信，未來隨著這項(xiàng)研究的進(jìn)一步發(fā)展，利用化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行科學(xué)戒煙，同時(shí)不產(chǎn)生戒斷反應(yīng)的方法，會(huì)惠及每一位想要成功戒煙的人。

參考資料：

https://www.nature.com/articles/s41589-020-00712-3

https://wmich.edu/news/2021/01/62413

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網(wǎng)址: Nature子刊：讓戒煙更容易！加速體內(nèi)尼古丁降解，且“無任何副作用” http://m.u1s5d6.cn/newsview719060.html