给神药跪了，二甲双胍还能抗雾霾 ！
最近，美国西北大学的Scott Budinger教授带来了一个振奋人心的消息！他领导的团队在小鼠中证实，二甲双胍能预防雾霾引起的炎症，阻止免疫细胞释放一种危险分子到血液中，抑制动脉血栓的形成，从而降低心血管疾病的发病风险！同时，也有很多证据表明该药在人类中很可能有用，可以作为预防雾霾诱发的心血管疾病的潜在药物。这项研究成果发表在近期的顶级学术期刊Cell metabolism上[1]。
雾霾对于人类健康的影响早已被证实。在发达国家，空气中PM2.5浓度每降低10mg/m3，人均寿命会增加0.8年[2]。而在发展中国家，这个问题更加严重。雾霾的一个主要危害在于其能引发严重的缺血性心血管疾病，而心血管疾病正是人类健康的第一大杀手[3]。
作为屡立奇功的神药，二甲双胍的辉煌历史大家也早有所耳闻。作为一种治疗糖尿病的特效药，在全世界已被超过一亿人使用。后来，人们陆续发现二甲双胍可以延缓衰老，延长寿命，抑制肿瘤生长，甚至在免疫治疗中也能发挥作用。被人们冠以“神药”之名。而Budinger实验室的研究者又给神药增加了一层新的光环。他们先在小鼠中证明了二甲双胍能抑制雾霾引起的血栓的形成。
在实验中，研究人员先给小鼠服用治疗剂量(100 mg/kg/day)的二甲双胍。24小时后，将小鼠暴露在属于轻度污染的PM2.5（也叫CAP，平均浓度为118.3 ± 5.21 μg/m3）中，连续三天，每天8小时。在第三天，用氯化铁处理小鼠，在小鼠中制造伤害（这是标准的缺血性中风模型）。检测小鼠颈动脉处的血栓，发现二甲双胍能明显减少小鼠动脉中血栓堵塞的时间，达到了与没有暴露PM2.5的小鼠相当的效果。可见，二甲双胍神药之名绝非浪得虚名！二甲双胍能明显减少血栓堵塞的时间，PM2.5能诱发血栓的原因在于其能诱发肺部的炎症。
哺乳动物在呼吸中总会吸入灰尘或烟雾等污染颗粒，于是，进化出了一套清理这些颗粒的防御措施。其中，肺泡巨噬细胞和粘膜纤毛能有效清除这些微小颗粒，消除或减少炎症发生[4]。但是，现在空气中的污染物PM，包括PM2.5，会诱发肺泡巨噬细胞释放促炎性细胞因子IL-6。这个IL-6进入血液循环后，会在肝脏中诱导多种凝血因子的表达，这在小鼠模型中被证明会引发动脉血栓[5]。在针对中国人群中的一项研究中，显示雾霾在人类中也会诱发IL-6的释放[6]。而小鼠中研究也证明，PM诱导的 IL-6的释放，需要线粒体产生活性氧进行触发[5]。
这篇论文的另一位作者Navdeep 教授，与Budinger教授合作超过二十年，一直致力于研究二甲双胍对线粒体代谢活动的影响。3年前，Chandel教授证明二甲双胍能减弱线粒体的代谢活动，抑制肿瘤的生长[7]。受到这项研究的启发，Budinger教授敏锐地察觉到二甲双胍可能可以预防雾霾引发的动脉血栓。于是就有了上面的小鼠实验。
随后，科研人员继续探索了二甲双胍的作用原理。通过实验，他们证实了二甲双胍能抑制PM诱导的IL-6的释放。接着，他们又证明，二甲双胍抑制IL-6释放的原因在于其能抑制线粒体中电子传递链的功能，减少了活性氧的产生。细胞中活性氧的减少使得钙释放激活通道（CARC）无法发挥作用，而CARC正是PM诱导的IL-6释放所必需的。由此，研究者们揭示这样一个作用机制，二甲双胍阻碍线粒体电子链，抑制了活性氧的产生，使得CARC无法发挥作用，从而阻断了PM诱导的IL-6的释放，进而抑制动脉血栓的形成。 这个机制得到了遗传学实验的证明。由于在人群中的实验已经证明PM会引发IL-6的释放，因而二甲双胍的这个作用在人类中有独特的意义。当然，作者也表示，要证明二甲双胍能在人类中预防雾霾污染引起的心血管疾病，还需要进行进一步的临床研究进行验证[7]。不过，早有研究发现，长期服用二甲双胍的糖尿病人心血管疾病的发病风险更小[8]，这与服用二甲双胍的糖尿病人患癌风险减少有异曲同工之妙。这也我们增加了对二甲双胍的信心。
二甲双胍在作为一个抗糖尿病药物和抗肿瘤药物后，又被证明是一个抗炎药物。而其独特的抗炎效果可以预防雾霾引发的动脉血栓。这为全世界饱受空气污染的人送来福音，尤其是如今雾霾严重的中国。
同时，二甲双胍的安全性和廉价性也使它能造福更多的人。凛冬将至，雾霾会更加频繁地来袭，除了口罩和空气净化器，希望二甲双胍也能为我们提供了另一层安全保障。
参考文献：
[1] Metformin Targets Mitochondrial ElectronTransport to Reduce Air-Pollution-Induced Thrombosis. Cell Metabolism.
[2] Air pollution and mortality in the Medicarepopulation. N. Engl. J. Med. 376, 2513–2522
[3]Fine-particulate air pollutionand life expectancy in the United States. N. Engl. J. Med. 360, 376–386.
[4] Minimizing oxidation and stable nanoscale dispersion improves the biocompatibilityof graphene in the lung. Nano Lett. 11, 5201–5207.
[5] beta(2)-Adrenergicagonists augment air pollution-induced IL-6 release and thrombosis. J. Clin.Invest. 124, 2935–2946
[6] Particulate matter exposure and stress hormone levels:a randomized, double-blind, crossover trial of air purification. Circulation136, 618–627
[7] https://news.northwestern.edu/stories/2018/october/metformin-air-pollution/
[8] Diabetes medications asmonotherapy or metformin-based combination therapy for type 2 diabetes. Ann.Intern. Med. 164, 750–751.
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