费城儿童医院的研究者们为寻找临床试验候选药物而测试了7种化合物，其中NAC和维生素E表现出早期有效性。

7种抗氧化剂常被用于或被认为有益于线粒体病（mitochondrial disease）儿童和成人患者，一项有关这7种抗氧化剂的系统性研究显示：至少2种化合物应在临床试验中进一步评估。线粒体疾病是一类严重的进行性多系统能量缺乏疾病，可由约300个不同基因中的突变导致。尽管人们的认识在不断进步，但这类复杂遗传病目前依然缺少有效的治疗方法。

“我们在努力找到一种精准医学方法，能够在临床前模型——简单的实验室动物和人类细胞——中研究候选药物，以发现最好的潜在药物进行临床试验，”该研究领导者、线粒体医学（Mitochondrial Medicine）项目执行主任Marni J. Falk博士说道。线粒体医学是费城儿童医院（CHOP）的一个前沿项目。

线粒体病是由我们细胞中的能量电池——线粒体——功能障碍导致的。该病非常多样化，可能影响任意器官和身体系统。由于缺少验证有效的治疗方法，许多患者在“经验”基础上服用维生素和补充剂，基于这样一种假设，即这对他们发生改变的细胞代谢有益处。遗憾的是，这些化合物目前大部分是没有管制、不规范而且未经测试的，同时缺乏相互比较来确定哪种化合物对特定类型线粒体病可能是最安全和有效的。

在这项2月23日在线发表于《分子遗传学和代谢》（Molecular Genetics and Metabolism）的研究中，Falk和同事们在两种线粒体病微观动物模型——斑马鱼和秀丽隐杆线虫——中评估了7种抗氧化剂。该研究团队还利用了第三种模型——从人类患者获得的成纤维细胞（皮肤细胞）。患者细胞和实验动物都存在基于基因的线粒体呼吸链（RC）功能障碍。RC是线粒体内部细胞处理营养物质和氧气以产生化学能的一个关键部位。

RC疾病中常见的一个主要因素是氧化应激，当身体产生过多的含氧自由基时，这些自由基会损害细胞、蛋白质和基因，并加剧疾病的严重程度。许多食物、维生素和补充剂中的抗氧化剂通常被认为有助于“抵消”氧化应激。然而，一些抗氧化剂可能有副作用、无效，或者在有害剂量下被使用。

在该项新研究中，两种化合物——N-乙酰半胱氨酸（NAC）和维生素E——在线粒体病模型动物中表现出引人注目的结果。这两种化合物延长了线粒体复合物I病（mitochondrial complex I disease）蠕虫的寿命，并保护线粒体复合物I病斑马鱼免于脑损伤。NAC还提高了从线粒体复合物I病患者获得的细胞的生存能力。

“除了在线粒体病动物模型中表现出对动物生存和细胞存活能力的明确益处，我们还了解到这些化合物能够有效缓解存在于整个细胞的氧化应激，而不只是在线粒体内部，”Falk说，“NAC和维生素E都是这项工作中发现的领先候选抗氧化剂，值得在临床试验中进一步评估，以确定它们能否有效改善线粒体病患者的生存、功能和感觉。这些药物可能在提高线粒体功能障碍患者神经系统的弹性（resiliency）方面特别有前景。”

该研究中另外两种抗氧化剂——辅酶Q10和一种特异性靶向线粒体的辅酶Q10——改善了线粒体病蠕虫的一些健康指标，但只能部分延长它们缩短的寿命。研究中其余3种抗氧化剂是维生素C、硫辛酸盐（lipoate）和乳清酸盐（orotate），它们的效果与其他化合物相比更加多变。

Falk表示，总的来说，这项研究为如何进行具备成本效益的临床前测试提供了一个有效且相对廉价的范例，这样能够客观地优先考虑那些安全、有效而且具有疗效初步证据的候选药物，支持它们在线粒体医学项目中的进一步开发。她补充道，这样的临床前测试还可用于评估多重药物组合，比如维生素和补充剂的“鸡尾酒”疗法，这种疗法现在被线粒体病患者基于经验频繁使用，但却缺乏证明其有效的方法。