來源 | 學術頭條

戒煙，是當代許多人2021年新年計劃清單上的第一項，但是對于大多數吸煙者而言，“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因為逃避“戒斷癥狀”而再度吸煙。

一直以來，為使吸煙者可以科學地戒除對香煙的依賴性，許多科研團隊在不同研究方向上進行攻關，并取得了一定成效。

近日，一項來自美國西密歇根大學科研團隊的突破性研究，為潛在的戒煙解決方案奠定了基礎。相關論文以：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。

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

戒煙，怎么這么難？

幾乎每個人都知道，吸煙會危害健康，但這種“普遍的認知”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。在大腦內部，尼古丁會觸發(fā)釋放使人們感覺良好的化學物質，使大腦產生“舒服”的感覺，因此人們可能會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，吸煙者的大腦已經習慣于周圍有尼古丁。隨著時間的流逝，尼古丁會改變吸煙者大腦的運作方式，使他們認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。因為當人們停止吸煙時，人們的大腦會控制人的情緒，使人變得煩躁。同時，戒煙也會導致吸煙者的身體出現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，部分戒煙者還會出現體重增加。

這種戒斷癥狀會引起消化系統、循環(huán)系統、神經系統和內分泌系統的不同癥狀。精神、神經系統會出現神疲、乏力、寢食難安。在戒斷中期，嚴重時會有焦慮、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，科學家們已經發(fā)現了一些戒煙藥物，這為人們提供了一種安全的方法，使戒煙者習慣于大腦中沒有那么多的尼古丁。

糾正此前研究

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

但是，這項研究存在一個問題。研究人員為小鼠使用 NicA2 酶時，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無法將其轉化為人類身上。

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

這也正是 Stull 博士團隊研究的重要結論，他們糾正了一項動物研究的致命缺陷。這種缺陷主要是由于研究人員錯把分子氧而不是細胞色素 c 作為電子受體。

正在攻讀化學工程和生物化學專業(yè)的學士學位 Clark 說：“這項研究的結果表明，分子氧不是酶的受體。相反地，我們發(fā)現了一種細胞色素蛋白，它是電子傳遞鏈的一部分，通常用于在細胞內產生能量，是天然的電子受體。我們發(fā)現，如果使用細胞色素 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，這一結果可能具有里程碑意義。

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Stull 博士表示：“我認為對這一應用受益最大的是那些試圖戒煙的人，他們有很高的復發(fā)風險?！?/strong>

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

關于為什么這種酶能夠在不觸發(fā)戒斷反應的情況下降低血液中尼古丁濃度，還需要做出進一步的研究。下一步，科學家們將通過測試來驗證 Stull 和 Clark 的研究是否可行。

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

興趣，是最好的老師

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

關于生命科學方面，Clark 表示：“我發(fā)現生命科學的復雜性并不受限于生命科學中常見的一些規(guī)則，因為它非常復雜，而且總是在不斷進化，這非常吸引人。生命科學之所以令人興奮，是因為有時我們自以為我們知道的規(guī)則是完全錯誤的?！?/strong>

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

圖 | Chris Clark（來源：WMU News）

Clark 說：“吸煙是世界上可預防疾病的主要原因。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生巨大的有利影響?！?/p>

我們相信，未來隨著這項研究的進一步發(fā)展，利用化學物質進行科學戒煙，同時不產生戒斷反應的方法，會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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網址: Nature子刊：讓戒煙更容易！加速體內尼古丁降解，且“無任何副作用” http://m.gysdgmq.cn/newsview719060.html