Nature 子刊 | 「老药新用」戒酒药还能治疗脓毒症？抑制细胞焦亡新选择
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脓毒症（sepsis）是指由感染引起的免疫应答失调，最终导致的全身炎症反应综合征。脓毒症发生率高，全球每年有超过 3000 万严重脓毒症病例。近年来，由于重症监护和快速干预措施的提高，脓毒症的病死率有所下降，但目前为止针对脓毒症的治疗手段十分有限，其病死率仍可高达 20%。
2020 年 5 月 4 日，来自哈佛大学的吴皓、Judy Lieberman 以及中科院上海巴斯德研究所刘星在 Nature Immunology 上在线发表了题为 FDA-approved disulfiram inhibits pyroptosis by blocking gasdermin D pore formation 的研究成果。该研究发现戒酒药双硫仑能有效抑制 GSDMD 的打孔作用进而抑制细胞焦亡的发生，动物实验也证实双硫仑能有效降低脓毒症小鼠的死亡率，为炎症相关疾病的治疗提供了一个安全有效的备选药物。
双硫仑，也叫戒酒硫，是美国 FDA 批准的第一个用于治疗酒精依赖的药物。服用该药后即使饮用少量的酒，身体也会产生严重不适，从而达到戒酒的目的。而最近，科学家们发现双硫仑对脓毒症的治疗也可能发挥重要作用。
炎症小体异常激活与多种人类疾病有关，包括炎症性肠病、痛风、II 型糖尿病、心血管疾病、阿茨海默病和脓毒症，而脓毒症通常是全身感染的致命反应，引发炎症小体异常激活。
Gasdermin D（GSDMD）是炎性小体激活下游的最后一个共同效应蛋白，在 N - 末端域（GSDMD-NT）和自抑制的 C - 末端域（GSDMD-CT）的交界处被 caspases 裂解。GSDMD-NT 可结合质膜内面的酸性磷脂，并在膜上打孔，来使得 IL-1β 和 IL-18 等炎性细胞因子释放，并诱导细胞焦亡的发生。
作为炎性小体激活后引起焦亡以及炎性细胞因子释放的最后一个共同步骤，GSDMD 的发现为脓毒症等炎性疾病的靶向治疗提供了新的途径。开发 GSDMD 的抑制剂具有重要意义，因为它可能抑制由任何刺激触发的、所有炎症小体通路激活所共同诱导的炎症反应，不像 NLRP3 抑制剂只能抑制一个特定的炎症小体。此外，阻断 GSDMD 介导的细胞膜打孔可以抑制各种与焦亡相关的炎性分子的释放，不同于 IL-1β 或 IL-18 抑制剂只作用于一个下游通路。然而，目前为止尚没有真正的 GSDMD 抑制剂报告。
本研究首次发现双硫仑在体外、细胞和体内都是 GSDMD 孔形成的有效抑制剂。
研究人员首先在体外通过荧光脂质体渗漏实验对 3752 个小分子化合物进行了高通量筛选，以发现 GSDMD 的抑制剂。该检测方法可检测 GSDMD 和 caspase-11 孵育的脂质体中 Tb 3+ 的渗漏情况。当 Tb3+ 从脂质体渗漏出后可与缓冲液中的 DPA 结合并发出荧光，以此来检测 GSDMD 成孔的情况。结果发现双硫仑具有显著抑制 GSDMD 成孔的作用。
高通量筛选发现双硫仑具有抑制 GSDMD 成孔的作用
研究人员发现在细胞中，双硫仑可以通过经典和非经典的炎症小体通路抑制炎性细胞因子的释放。
双硫仑可以通过经典和非经典的炎症小体通路抑制 IL-1β 的释放
进一步地，研究人员发现双硫仑不影响 Caspase 对 GSDMD 的剪切激活作用，而是通过共价修饰 GSDMD 的 191 位半胱氨酸残基（Cys）来抑制其成孔活性。
双硫仑共价修饰 GSDMD 的 191 位半胱氨酸残基，
但不影响 Caspase 对 GSDMD 的剪切作用
最后，研究人员通过腹腔注射 LPS 的方法构建了小鼠脓毒症模型，并发现双硫仑可以保护小鼠免受 LPS 诱导的致命性的感染性休克。
本研究主要创新性在于利用体外脂质体渗漏实验来模拟细胞膜打孔，并借助此方法高通量地筛选出具有抑制 GSDMD 成孔作用的药物。
「老药新用」因其可能省去 Ⅰ 期临床试验，大大节省新药开发的成本，因此一直是新药研发中的热门话题。由于在 60 多年的临床使用中安全性得到了很好的证实，双硫仑正在被积极地重新利用，其中最显著的便是癌症治疗。
本研究发现双硫仑可通过抑制焦亡通路的关键执行分子 GSDMD 成孔作用，为双硫仑的重新利用指明了一个新的方向。
鉴于目前炎症治疗的不足，作者表示有必要对这种药物进行重新利用来治疗炎症性疾病。但是，本文仅就双硫仑对脓毒症的治疗作用进行了验证，有关其对于其他炎性疾病的作用，以及是否还有其他作用机制，仍有待进一步研究。
https://www.nature.com/articles/s41590-020-0669-6
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