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被毒蛇咬了?好巧,出门时忘吃药了

科学画报  · 公众号  · 科学  · 2017-09-06 12:43

正文

蛇精:“让我咬一口呀,毒液可治病,就当吃药了。”


文/寻 正

在古代药物开发过程中,中国人并不落于人后,“是药三分毒”体现了古代中国医家的朴素药物开发哲学——无毒则无药。中国传统药物真正是“五毒俱全”,蝎子、蛇、壁虎、蜈蚣、蟾蜍都入了药。

理想的药物是一旦进入人体,就直奔体内作用目标,选择性地针对目标组织器官起作用,而不针对其他器官组织产生副作用。这恰好是动物毒液的特征,一旦咬中猎物,注入毒液,毒液经特定机制直达靶器官,在起特定作用前,不被分解消耗,到达靶器官的毒素足够麻痹或杀死猎物——这正是数百万年自然选择的结果。

现代科学的发展让“毒中生药”变成现实。1981年,美国食品药物管理局批准了卡托普利上市,它是基于蝮蛇蛇毒的药物。在接下来的20年里,制药公司开始了开发此类药物的缓慢进程。

21世纪初,随着基因技术的完善,毒液的药物开发进入了基因时代。此前,为寻找一种潜在的药物,研究者需要针对毒液中无数的生物活性物质一个一个地筛选,耗时费力。基因分析技术使得这一过程得以加速,效率大增。


药物:卡托普利

来源:蝮蛇

针对疾病:高血压

怎样把致命的蝮蛇毒液变成药物?这只是一个剂量问题。蝮蛇通过降低动物的血压来杀死猎物,如果要把蛇毒变成药物使用,你只需要减小它的剂量

20世纪60年代末,英国皇家外科学院的药理学家发现,毒液里的一种毒性肽可以选择性地抑制血管紧张素转换酶(简称ACE),因此,ACE很可能起到调节血压的作用。在接下来的10年中,科学家搞清楚了ACE是通过控制肾脏排放水、盐的过程来提升血压的,所以,阻止这种作用,也就达到了治疗高血压的目的。

1975年,卡托普利问世,它是蛇毒多肽的人工合成版。6年之后,它就进入了临床使用,是治疗高血压的ACE抑制剂的奠基药

药物:氯毒素

来源:以色列杀人蝎

针对疾病:癌症

蝎的毒液中有一种肽称为氯毒素,它有一个不寻常的属性——攻击肿瘤细胞。它会结合一种特定的癌症蛋白(2号基质金属蛋白酶),这种噬肿瘤细胞的靶向性,使它成为治疗癌症的潜在助手。例如,把放射性同位素绑到氯毒素上,就可以对肿瘤细胞直接放疗,而不损伤其他健康的细胞。美国的一家公司正是采用了这一策略,用于治疗迄今无药可治的脑胶质瘤。2009年,氯毒素通过了第二阶段的临床试验。

氯毒素还被用于设计一个实验性的手术工具——肿瘤染色剂。当氯毒素跟荧光染料结合,它就会照亮肿瘤。这一招使得外科医生的工作变得轻松,有荧光指示,就能在手术中找到所有的癌细胞组织,并尽量减少健康组织被切除。

药物:Xen2174

来源:鸡心螺

针对疾病:剧烈的疼痛

拾起一个活的鸡心螺,它会出于自卫刺人,结果可能是致命的。鸡心螺是有毒动物世界中的新成员,因此它的毒液还在进化过程中,不同的鸡心螺,使用的毒液也不尽相同。

蛇毒往往攻击心血管系统,而鸡心螺喜欢阻断猎物的神经系统,这意味着它们的毒液作为止痛药有很大的潜力。一种代码名为Xen2174的鸡心螺毒素,能够通过加强人体的沿脊柱走行的自然止痛神经的信号而发挥作用,能够让许多患者的疼痛发生根本性的逆转,并且可以持续多天。

药物:眼镜蛇毒

来源:眼镜蛇

针对疾病:多发性硬化症、艾滋病

多发性硬化症的发病机制仍然不明,但已经搞清楚的是,人体的免疫系统攻击保护神经细胞的神经鞘,引起损害,逐步削弱感觉与认知功能以及运动能力。让免疫系统回复平衡状态是非常困难的,不过,一种被称为眼镜蛇毒的蛇毒多肽可能是我们要寻求的答案。

2011年,美国佛罗里达州的一家公司获得了一项专利:修改眼镜蛇毒的化学特性,消除其毒性。这项专利说道,其修改后的多肽在90%的动物实验模型中阻止了多发性硬化的恶化。这种眼镜蛇毒可能刺激释放一种称为白细胞介素-27的信号因子,减弱了过度的免疫反应,使之向正常水平回落

此外,眼镜蛇原毒有可能用于治疗艾滋病。它的一个改进的版本有可能阻止艾滋病毒的扩散,阻止其与免疫细胞表面的受体结合,使得它无法感染人体的免疫细胞。

药物:艾塞那肽

来源:希拉毒蜥

针对疾病:II型糖尿病

希拉毒蜥的毒液会让人恶心、发烧以及头晕,严重者可以导致骤发心脏病。 幸运的是,它们居于美国西南部的沙漠中,大而笨重,人们发现它们之后大多可以轻松逃脱,不会被咬到。

不过,这种毒液中有一种非常有用的化合物,被称为4号艾塞汀素。它能启动体内的胰岛素释放机制,而这种作用使得它成为治疗II型糖尿病的理想药物。4号艾塞汀素的人工合成版叫艾塞那肽,在2005年被美国食品药物管理局批准作为抗糖尿病药物。

药物:地毯海葵毒素

来源:海葵

针对疾病:自身免疫性疾病

在加勒比海海域的珊瑚礁中,有一种海葵,称为地毯海葵。20世纪90年代初,古巴研究人员采集了一些样本,分析它们的毒素,发现了一种新型药物——地毯海葵毒素。它可用于治疗多发性硬化症,以及包括I型糖尿病和类风湿关节炎在内的其他自身免疫性疾病

自身免疫性疾病发生时,免疫系统会错误地判断人体自身的组织是外源性的,并开始发动攻击。在许多情况下,造成的损害是由特定的免疫细胞——效应记忆T细胞造成的。这些细胞具有独特的离子通道,没有这个通道它们就不能起作用,而这个通道恰好是海葵毒素的目标。海葵毒素在多发性硬化症的动物模型上已经取得了成功,该化合物的最新进展是于2012年中期开始进入临床试验。


本文选自《科学画报》

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