缺铁性贫血仍然是世界上最大的营养缺乏症,也是唯一在西方世界仍然普遍存在的疾病。然而,我们的治疗方法并没有真正超越可溶性铁盐的补充,它会导致一系列的副作用,包括腹泻、便秘和胃肠道炎症。

多拉佩雷拉乔纳森·鲍威尔英国剑桥医学研究委员会人类营养研究(MRC-HNR)部门的研究人员和同事们已经开发出一种纳米形态的铁,可以从肠道吸收,但副作用更小。

大多数铁补充剂是简单的盐,如硫酸铁、富马酸盐或葡萄糖酸盐。一些稍微复杂的处理方法使用螯合物,如双甘氨酸铁来保持铁的溶解度。鲍威尔解释说,关于铁吸收的传统观点是,饮食中的铁主要以铁铁(iii)的形式摄入,但在肠道中以可溶性铁(ii)的形式吸收。有化学和酶机制将铁(iii)在肠道中还原为铁(ii),以及转运酶以确保其被吸收。因此,补充可溶性亚铁盐似乎是明智的。

然而,有两个主要问题。肠道中的化学环境,特别是pH值从胃酸到基本中性的小肠的快速变化,以及像抗坏血酸这样的还原剂的存在,将促进Fe(iii)和Fe(ii)状态之间的氧化还原循环。因此,任何没有被吸收的铁——可能高达补充剂片剂含量的70%——都会导致严重的问题,因为这种氧化还原循环会产生游离的羟基自由基芬顿类型化学,从而导致炎症。第二个问题是,任何剩余的可溶性铁都会进入肠道下部,在那里被致病菌吸收。佩雷拉解释说:“这些嗜铁的病原体会在竞争中击败更有利的肠道微生物群,这时你就会出现腹泻等副作用。”

考虑到这两个因素,研究小组推断,肠道中铁的沉淀是一种预防炎症和感染的保护机制。鲍威尔说,“但这又引发了另一个问题。”一旦铁在肠道中沉淀,它就非常难溶解,那么我们到底是如何吸收饮食中的铁的呢?”

他们开始研究铁蛋白它是一种蛋白质结合形式的纳米氧化铁,存在于植物和动物组织中。鲍威尔说:“有一些研究表明,铁蛋白可能不会溶解,整个颗粒可能会被吸收。”“所以我们做了一些工作,证明了这种吸收途径确实存在,然后铁蛋白在细胞内被安全地加工成可用的形式。””Crucially, ferritin-iron doesn’t redox cycle, and bacteria can’t absorb ferritin the same way, so the remaining unabsorbed iron doesn’t pose the same side effect risk.

鲍威尔解释说,铁蛋白中的氧化铁结构被蛋白质外壳破坏,这使得它一旦被肠道细胞吸收就更容易降解。他补充说:“我们不能复制铁蛋白作为一种补充剂,因为太贵了,但我们可以采纳这个想法。”

Helen Chappell / MRC-HNR

IHAT是一种被有机酸所破坏的纳米氧化铁

该团队开发了氢氧化铁己二酸酒石酸盐(IHAT)的纳米颗粒,其中有机酸被纳入氢氧化铁结构中。”己二酒石的我们的饮食中天然存在酸,并且被批准作为食品添加剂,”佩雷拉说。虽然这种产品的生产成本不可避免地会比简单的铁盐略高一些,但希望减少副作用会使其更安全、更有效,因为停止服用这种补充剂的患者越来越少。这将使整体治疗成本更低,更有效。

细胞、小鼠和人类的临床前研究表明,IHAT中的铁与可溶性硫酸亚铁一样具有生物利用性,并且可以补充贫血小鼠的血红蛋白水平。此外,IHAT不会像可溶性铁那样引起肠道微生物群的有害变化。

该团队目前正在为二期临床试验寻找资金,以确定对贫血人类的疗效,并调查任何胃肠道副作用和对微生物组的影响。Pereira解释说,他们向MRC申请支持在英国进行试验,但没有成功。

然而,在赢得生命科学的臂膀之后万博代理皇家化学学会的新兴技术在2014年的比赛中,他们与来自葛兰素史克(GlaxoSmithKline)的导师合作,后者正在帮助他们整理一份提案比尔和梅琳达·盖茨基金会资助非洲的一项试验佩雷拉说:“我们需要去那些临床对替代铁补充剂需求更明显的国家。”由于非洲的感染背景水平较高,可溶性铁补充剂的副作用更常见,也更严重。

MPP图像创作/皇家化学学会万博代理

在赢得RSC的新兴技术竞赛后,该团队正在与GSK合作,为非洲的临床试验提供资金

虽然GSK没有在IHAT上进行财务投资,但它提供了监管事务方面的专业知识,以及在发展中国家提供这些产品的后勤保障。如果试验成功,那么葛兰素史克的参与全球改善营养联盟(GAIN)也可以帮助将产品提供给患者。但该团队可能需要其他合作伙伴将IHAT通过三期试验并投入生产。鲍威尔说:“对我们来说,这些业务是商业性的还是非盈利的并不重要。”我们关心的是它能送到需要它的人手中。