医学新突破，未来人类或可通过肠道呼吸吗？

现如今，严峻疫情下，印度各地医疗资源告急，医用氧气匮乏。印度媒体报道，连日来果阿邦医院内超过70名新冠患者因医用氧气短缺而身亡。大流行使临床上对呼吸机和人工肺的需求不堪重负，导致可用的设备严重短缺，危及全世界患者的生命。

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动物界的肠道呼吸

一些水生生物已经适应了在低氧环境中的生存，它们进化出了与肺或鳃一起的替代呼吸机制。例如，泥鳅、海参、一些淡水鲶鱼和拉伸蜘蛛都使用它们的下肠进行呼吸，以便在广泛的缺氧环境下生存。

然而，迄今为止，这种能力是否能在哺乳动物中作为另一个气体交换的场所得到适应，还存在很大争议。

呼吸系统救援

近日，日本横滨市立大学医学研究科团队受泥鳅等使用肠道空气呼吸的生物体的启发，通过肛门输送氧气气体或含氧液体，逆转了小鼠和猪的呼吸衰竭症状，实现了啮齿动物和猪有效地通过肠道呼吸。提供了哺乳动物的肠道呼吸证据。结果已发表在《医学》（Med）上。该研究为全球首个成功将远端肠道重新利用于水生生物的呼吸装置的研究。

Mammalian enteral ventilation ameliorates respiratory failure. DOI:https://doi.org/10.1016/j.medj.2021.04.004

研究人员在一个呼吸衰竭的实验模型中研究了两种不同的通过肛门的肠道通气（EVA）模式：直肠内氧气气体通气（g-EVA）或含氧全氟碳化物的液体通气（l-EVA）。在诱导1型呼吸衰竭后，在小鼠和猪身上分析了g-EVA和l-EVA的有效性，随后在大鼠身上进行了临床前安全性分析。

首先，研究人员设计了一个肠道气体通风系统，通过小鼠的直肠以类似灌肠的方式输送纯氧气体。

以O2气体为基础的经肛门的肠道通气（EVA）通过全身吸氧挽救致命的缺氧状态

然后他们将小鼠暴露在极低的氧气条件下。将肠道通气小鼠与，没有肠道通气系统小鼠进行比较，研究发现，没有一只动物能活到11分钟。通过肛门施放氧气，小鼠的中位生存时间增加到18分钟。

随后，研究人员在肠道粘膜上做了一个小擦伤，这种擦伤使得气体在肠道和周围血管之间更有效地流动。在有肠道擦伤和气体通气的小鼠中，75%的小鼠在极低的氧气条件下存活了50分钟。

液体与气体

由于肠道气体通气系统需要对肠道粘膜造成损伤，因此它在人类的临床使用中不太可能是可行的，特别是在重病患者身上。

鉴于该原因，研究人员开发了一种替代解决方案，使用一种名为全氟萘烷（PFD）的含氧液体，不需要磨损肠道粘膜层。

PFD属于一组被称为全氟化学品的物质，在人类临床中安全。PFD对氧气和二氧化碳有明显的高吸附能力。

负载O2的基于PFD的EVA挽救了完整肠道的致命缺氧状况

在用肠道液体通气治疗后，接受PFD治疗的小鼠比没有接受PFD治疗的小鼠明显生存时间更长，而且更多氧气送达到心脏。

进一步研究，研究人员尝试将反复循环的PFD泵入猪的肠道。结果发现，接受治疗的动物比没有接受治疗的动物有更高的氧气水平。此外，治疗还扭转了因缺氧而产生的皮肤苍白和寒冷的症状。

EVA在猪缺氧模型中系统地、反复地充氧

研究结果表明，直肠内氧气和含氧液体输送都被证明能对呼吸衰竭的实验模型提供重要的救援，改善生存、行为和全身氧气水平。同时研究证实，类似于灌肠的EVA程序具有可容忍和可重复的特点，没有重大的并发症迹象。

整个实验示意图

对人类的临床转化

该研究可谓是医学史上里程碑式研究，l-EVA在哺乳动物中能使系统循环充氧并改善呼吸衰竭，l-EVA有望为呼吸窘迫的病人提供一种辅助性的吸氧手段。为紧急治疗铺平道路，以便在无法使用机械通风或不适合使用机械通风时支持危重病人。

该研究作者，日本东京医科大学Takebe博士表示，尽管副作用和安全性需要在人类身上进行彻底评估，但该方法可能提供了一种新模式，以支持呼吸衰竭的危重病人。然而，关于肠道内的氧化机制，研究人员表示还不清楚，这些数据值得进一步研究。他们强调，尽管在临床前动物研究中显示出显著的短期安全性，但在将该方法广泛应用于人类前，评估安全性是至关重要的。

下一步，研究人员将扩大他们的研究，以评估中期至长期的安全性，然后加速通往人体临床试验的道路。

事实上，尽管该研究前景广阔，但从动物实验到人类实验还有许多路要走。