Sci. Transl. Med.|首医宣武医院吉训明院士团队:血浆蛋白+代谢双组学证实“老药冬眠”策略保护缺血性脑损伤

2026-08-07 09:44:47 北京青莲百奥生物科技有限公司


急性缺血性卒中(AIS)预后差,治疗性低温脑保护效果确切,但物理降温副作用显著、临床受限;药物诱导低温为最优替代方案。既往证实氯丙嗪联合异丙嗪(C+P)对小鼠具备脑保护作用,但跨物种有效性、人体安全剂量、代谢调控分子证据均缺失。

2026年6月27日,首都医科大学宣武医院吉训明院士、吴迪研究员、吴川杰主任医师及临沂市人民医院车峰远主任医师团队在《Science Translational Medicine》(IF=15.6)发表题为《The translational potential of drug-induced hypothermia in acute ischemic stroke》的研究论文。该研究系统评估C+P从啮齿类到非人灵长类再到AIS患者的转化潜力,并在I期临床试验中结合血浆蛋白质组学与代谢组学,明确其安全剂量及代谢调控机制。

样本信息及分组设计

  • 小鼠:健康、MCAO卒中模型C57BL/6小鼠;分为C+P低温组、C+P常温组、空白对照组。

  • 恒河猴:健康猴及自体血栓栓塞性卒中模型猴,C+P治疗组、健康对照组。

  • 临床患者:32例AIS患者,开展随机双盲、安慰剂对照、剂量递增I期试验;采集给药24±6h外周血血浆,分为安慰剂、10mg、20mg、50mg、100mg C+P五组,每组6-8人。

研究亮点

  • 从啮齿类→非人灵长类→I期临床,系统验证C+P疗效与安全性。

  • 氯丙嗪+异丙嗪为廉价老药,32例I期耐受良好,无严重不良反应,临床实用性强。

  • 首次联合血浆蛋白组与代谢组,证实代谢抑制,构建无创脑代谢标志物体系。

  • 模拟冬眠代谢,广谱抗缺血损伤,弥补单靶点局限性。

研究结果

C+P在小鼠体内诱导低温与低代谢状态,与物理降温截然不同

研究方法:C57BL/6小鼠腹腔注射C+P(11.2 mg/kg),代谢笼监测呼吸参数,红外热成像监测棕色脂肪(BAT)及尾部温度。

研究结果:24℃环境下C+P组1h降至26℃并维持24h,31℃下≤34℃维持9h;无寒战,BAT温降、尾温显著升高(P<0.05),苯肾上腺素延缓降温(P<0.05);VO₂、VCO₂、EE显著低于对照(P<0.001),RQ从0.9降至0.7,物理降温组各参数均升高,提示代谢应激;MRS示脑乳酸/肌酸比下降。

小结:C+P协同抑制产热、促进外周散热,诱导长效低温低代谢;代谢底物发生重编程,作用机制与物理降温代偿性应激存在本质差异。

图1 C+P处理诱导小鼠体温降低和代谢率下降

C+P在MCAO模型中抑制脑糖代谢,发挥神经保护

研究方法:MCAO小鼠(缺血80min)分CPHT(C+P+低温)、CPNT(C+P+常温)及对照组,24h TTC染色测梗死体积,Berson评分评神经功能;¹³C葡萄糖示踪;MRS测乳酸/肌酸比。

研究结果:CPHT组梗死体积显著小于对照组(P<0.05)和CPNT组(P<0.01),神经功能改善,提示低温是核心保护机制。MRS示给药后3h、24h乳酸/肌酸比持续降低。¹³C代谢流示脑内TCA中间体总标记率下降(P<0.05),M2-柠檬酸(首次进入TCA)减少而M4-柠檬酸(多次循环)累积,BAT中¹³C标记亦显著下降,提示C+P在TCA下游形成代谢瓶颈,而非抑制上游糖酵解。

小结:C+P联合低温减轻梗死、改善功能;¹³C代谢流精准定位其在TCA下游形成瓶颈,抑制脑和BAT的葡萄糖氧化,揭示了药物作用节点。

图2 C+P治疗可减少中脑动脉阻塞后小鼠的梗死体积,并抑制小鼠大脑中的葡萄糖代谢

C+P诱导恒河猴低温低代谢,改善卒中预后

研究方法:健康恒河猴静注C+P(2 mg/kg),监测体温及血浆代谢;栓塞性MCAO模型,DWI/T2评估梗死体积,NHPSS评估神经功能。

研究结果:C+P组体温1h降至33-34℃(P<0.0001),MAP轻度下降但正常,HR和RR无显著变化;血浆乳酸/丙酮酸比下降(P<0.05),FFA和β-羟基丁酸升高(P<0.05),脑MRS乳酸/肌酸比下降,提示代谢向脂肪酸氧化转换。卒中模型中,24h和30d梗死体积均显著小于对照组(P<0.01),NHPSS 7天内显著改善(P<0.05),患肢取食时间缩短(P<0.05)。

小结:C+P在灵长类中成功诱导低体温及低代谢,在卒中模型中呈现持久神经保护与功能改善,为临床转化提供关键支撑。

图3 C+P治疗诱导恒河猴低温低代谢,并改善了其卒中的预后

I期临床:安全性与剂量依赖性降温

方法:32例AIS患者,随机双盲、安慰剂对照、剂量递增(10/20/50/100mg),监测安全性与体温。

研究结果:各组基线均衡;死亡及颅内出血事件经SMC评估均与C+P无关。SBP仅100mg组6h一过性下降(P<0.05)但无需干预,HR、RR无显著变化,无呼吸抑制或锥体外系症状。给药后4h体温呈剂量依赖性下降,100mg组ΔT=-0.333℃ vs 对照组+0.014℃(P<0.05)。

小结:C+P在10-100mg范围内安全性良好,100mg可诱导明确剂量依赖性体温下降,支持II期探索。

图4 剂量递增试验及后续评估流程图

图5 C+P在AIS患者中的安全性及剂量依赖性体温降低

血浆蛋白质组学与代谢组学揭示C+P治疗的核心机制

研究方法:给药后24h采集血浆进行LC-MS/MS蛋白质组学及非靶向代谢组+靶向代谢组学(TCA代谢物及糖脂指标)检测。

研究结果血浆蛋白质组学:100mg vs 对照组共52个DEPs(38下调/14上调),PCA明显分离;下调通路富集于有氧呼吸和氧化磷酸化,CS、NDUFB5、NDUFB10、COX6C、ATP5F1E均显著降低(P<0.05),低剂量组无变化。代谢组学:100mg组TCA中间体整体下调,柠檬酸和异柠檬酸显著升高(FC>2);血糖与C+P剂量(r=0.56)及药物残留(r=0.422)正相关;乳酸/丙酮酸比下降,FFA和β-羟基丁酸升高,与恒河猴结果一致。

小结代谢组学与血浆蛋白质组学一致。证实:C+P抑制氧化磷酸化下游,致TCA上游柠檬酸堆积、糖利用减少而脂氧化增强,首次在人体中证实“低代谢”状态建立及其机制。

图6 血浆蛋白质组学揭示100 mg C+P治疗导致能量代谢改变

图7 血浆代谢组学分析揭示100 mg C+P治疗的患者存在葡萄糖代谢改变

研究结论

氯丙嗪联合异丙嗪(C+P)可在小鼠、猕猴诱导冬眠样低温低代谢并发挥脑保护;I 期临床证实静脉 10–100mg 安全,血浆蛋白+代谢组证实100mg特异性抑制全身线粒体糖代谢,具备急性缺血性卒中辅助治疗转化潜力。

供稿:赵盼月

编辑:市场部

参考文献:[1] Xu S, Wang Q, An H, et al. The translational potential of drug-induced hypothermia in acute ischemic stroke. Sci Transl Med. 2026 Jun 17;18(854):eady7847. doi: 10.1126/scitranslmed.ady7847.

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