《Blood》：低水平的氧和一氧化氮使镰状细胞病恶化
镰状细胞病（sickle cell disease，SCD）是一类遗传性疾病，由异常的血红蛋白S (HbS)所致的血液病，因红细胞呈镰刀状而得名。最初见于非洲恶性疟疾流行区的黑人中。HbS杂合子对恶性疟疾具有保护性，单核吞噬系统将镰状细胞连同疟原虫一起清除，疟疾不治自愈，使HbS杂合子患者得以生存。此病在非洲多见，目前美国也不少。镰状细胞病可分为HbS纯合子的镰状细胞贫血(简称镰贫)，双重杂合子兼有HbS和HbA的镰贫——地中海贫血和镰贫——HbC病，三者都有明显临床症状。另外尚有HbS杂合子的镰状细胞特征，基本无症状。推荐阅读：治疗镰状细胞贫血病在美获进展。
曾有研究发现，一氧化氮（NO）气体能使镰状细胞贫血症患者的血红蛋白恢复至正常形态，进而使其携带更多的氧气，有助于镰状细胞贫血症患者减缓痛苦，提高生活质量。但是，一氧化氮生物利用度（bioavailability）调节镰状细胞病临床表现的分子机制仍不明确。
最近，乔治亚摄政大学乔医学院的分子血液学家Tohru Ikuta博士、麻醉和围手术期医学系前任主席C. Alvin Head博士，以共同通讯作者的身份，在2014年3月20日的国际著名学术期刊《Blood》杂志发表一项研究称，低水平的氧和一氧化氮，似乎对镰状细胞病患者具有一种不幸的协同效应。
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在这项研究中，研究人员利用缺乏内皮一氧化氮合成酶（endothelial NO synthase，eNOS）的小鼠模型，调查研究了缺氧和一氧化氮生物利用度对镰状红血细胞（sickle red blood cell，sRBC）粘附力的影响。因为eNOS小鼠的一氧化氮代谢物含量与SCD小鼠相同，但是它们没有低氧血症（hypoxemia，指血液中含氧不足，动脉血氧分压低于同龄人的正常下限，主要表现为血氧分压与血氧饱和度下降）。
这项研究指出，在镰状细胞疾病中，低水平的氧和一氧化氮这两种情况很常见，大大增加了红细胞对血管内壁的粘附力，可能导致使人衰弱的痛苦危机。但是研究人员表示，有一个好消息是，恢复一氧化氮的正常水平，能大幅降低红细胞的粘附力。
该研究还指向一种潜在的新治疗靶点——自我粘附分子P-选择素（P-selectin），研究人员发现它在增加红血细胞粘附力的过程中，发挥了重要作用。低水平的氧和一氧化氮，都能够增加P-选择素的表达。
在流感、感冒、剧烈运动或暴露于高海拔地区时，缺氧或低氧含量可能会袭击到每个人。此外，镰状细胞病患者可能还具有氧输送的慢性问题。
氧是由血红蛋白携带，血红蛋白穿过血流，到达椭圆形弹性红血细胞内部的靶组织。Ikuta称，在镰状细胞病中，血红蛋白的镰状结构可以阻碍这次“旅程”，通常也引起奇形怪状的脆弱的红血细胞。这些红细胞会将其内容物溢出到血流中，在血流中氧气逐渐与一氧化氮相连，患者很快就发现，他们本身的氧气和一氧化氮不足。
为了理解低水平氧和一氧化氮之间的关系，研究人员将镰刀状红血细胞注入不能产生一氧化氮的小鼠体内。细胞立即开始粘附到血管壁上，而正常小鼠则不受影响。当氧的浓度降低或缺氧时，缺乏一氧化氮的小鼠模型中细胞粘附力显著增加。
Ikuta称：“这是一种协同作用。这表明，缺氧和低水平一氧化氮共同协作，使镰状细胞病患者的病情加重。”
他们通过让小鼠吸入短暂的NO气体（在临床试验中患者已经使用），恢复了正常的一氧化氮水平，此后，当氧含量降低时细胞粘附力没有增加。有趣的是，超出正常水平的一氧化氮水平并没有产生额外的好处。相反，恢复正常一氧化氮水平，似乎是降低红细胞粘附力的最有效方法。
用一氧化氮疗法减轻镰状细胞病患者痛苦的临床试验，产生了相互矛盾的结果，一些患者称疼痛增加。Ikuta指出，这些新的研究结果，以及镰状细胞病患者其一氧化氮具有显著可变性这个事实，可能解释其中的原因。
他说，一氧化氮疗法可能只对间歇性或慢性低水平患者有疗效。“答案是，一些患者可能不需要这个。同时，我们的研究结果表明，超过生理水平的一氧化氮水平增加，并没有治疗效果。”他指出，我们可以很容易地测量一氧化氮在血液中的浓度，在疼痛危机期间，每个患者血液中的一氧化氮水平更可能下降。
