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本文作者:今日头条
动物毒素的治病魔力
成千上万年的演化历程,把动物毒素磨炼得非常高效。
如果被南美洲响尾蛇咬一口,那肯定会很难受,因为它们有毒。
更可怕的是,你还根本不知道它们在哪儿,它们可能已经用位于其眼睛下面的高度敏感的一对红外感测器感受到了你的体热。几乎所有人都不想碰到蛇,尤其是如此剧毒的蛇。不过,颇具讽刺意义的是,响尾蛇的毒素赋予了我们一种治疗高血压的良药。
事实上,动物毒素(一系列化合物的有毒混合物)具备良药所需的许多特性,动物毒素入药有着悠久的历史。从毒蟾蜍
到塔兰图拉毒蜘蛛,
动物有毒的动物们为全世界的传统医疗提供药物成分,而且,成千上万年的演化历程,把动物毒素磨炼得非常高效——当一种有毒的动物攻击猎物时,它注入猎物体内的化合物必须足够稳定,才能沿着猎物身体穿行,避过猎物体内的防御系统,直到抵達作用地点,以极高的效率攻击目标,不浪费丝毫效力,而这正是现代医生所希望的药物注射效果。
然而,由于种种偏见,西方医学界长期以来对宝贵的动物毒素资源视而不见。直到1981年,西方第一种基于响尾蛇毒素的药物——卡托普利才被美国食品和药品管理局批准,这也是该局首次批准的动物毒素衍生药物。
此后20多年来,基于动物毒素的为数不多的药物问世。科学家相信,受动物毒素启发而研制的药物今后必将越来越多。下面,就让我们来看看一些动物已经贡献或即将贡献给人类的有“毒”良药。
响尾蛇
致命的响尾蛇毒素怎么可能入药呢?这其实是一个数量问题——每一种药同时也是一种毒素,是药还是毒,则取决于数量。蛇捕食猎物是通过蛇毒把猎物的血压降到很低,而少量的毒素则能治疗高血压。
响尾蛇毒素提供的不仅仅是基于蛇毒研发的高血压药物,它还与一个发现紧密相关:身体怎样调节血压。直到20世纪60年代,这一机制依然成谜,高血压的治疗因此成为一个难题。这方面研究的突破源于对巴西响尾蛇毒液中一种毒肽的发现,这种毒肽选择性地抑制血管紧张素转化酶(简称ACE)的作用,而这种转化酶被怀疑在调节血压方面起作用。在接下来的10年中,ACE的作用变得清晰了:通过控制盐和水从肾脏的释放,ACE会升高血压。因此,阻断ACE就能治疗高血压。作为对蛇毒肽的人工合成类似物,卡托普利于1975年研制成功,短短6年后就用于临床。它也是今天ACE抑制剂家族的奠基者。
在卡托普利之后,获准使用的大多数毒素衍生药物也都起源于蛇,主要原因是蛇毒相对容易进行研究。例如,与蝎子和蜘蛛相比,蛇产生的毒液量最多,使得检测蛇毒难度最小。蛇毒的成分也比许多其他动物毒素简单。例如,蜘蛛的毒素可能包含超过1000种缩氨酸,而蛇的毒素可能只包含25种。
蝎子
放射性蝎毒,听起来就像是漫画书中的恶棍使用的东西,而事实上它是正被用于临床测试的一种实验性抗癌药物。这种蝎毒来自于恶名昭著的杀人蝎。正如其名,被这种原生于非洲北部和中东地区的亮黄色毒蝎咬了的人可能会丢命。
在杀人蝎的螫刺里包含一种被叫做蝎氯毒素的缩氨酸,它具有一种不同寻常的特性——肿瘤靶向(也叫肿瘤寻靶)。简言之,就是它可以通过与基质金属蛋白酶-2(一种癌症特异蛋白)结合,让自己牢牢地黏在肿瘤细胞上。这使得蝎氯毒素成为克癌部队的一个潜在的盟军。例如,当蝎氯毒素被“装备”上一种放射性同位素时,它就会把自己的放射性载荷直接转运到肿瘤。2009年,这种疗法已通过了胶质瘤(一种脑癌)的二期临床治疗测试。
最近,蝎氯毒素又成为“肿瘤颜料”的一个主要成分。当蝎氯毒素被用一种荧光染料标示后,它就会照亮肿瘤。这有助于医生定位癌肿,确保所有癌细胞被清除,而健康组织不受影响。
科学家正在研究利用蝎氯毒素治疗更多种癌症的可行性。
鸡心螺
有经验的潜海者都知道,并非所有的美丽贝壳都无害。如果你捡到一只鸡心螺,里面碰巧住着一只海蜗牛,那你就有危险了——海蜗牛会用它的螫刺保卫自己,其结果可能致你于非命。不过,现在科学家正煞费苦心地沿着澳大利亚的大堡礁寻找鸡心螺。这些家伙行踪难觅,因为它们白天会躲起来,哪怕你翻遍成百上千座死珊瑚,也未必能找到一只鸡心螺。
然而,这种找寻是值得的。作为有毒动物世界的新成员之一,鸡心螺在仅仅几千万年前才开始启用自己的带毒防御武器,而且其毒素至今仍处在演化过程中。科学家发现,鸡心螺可能带来许多种新药——就算是同一种鸡心螺的不同个体,也具备组分大不相同的毒素(其相同组分只占约25%)。
鸡心螺毒素研究为更加传统的蛇毒研究提供了补充。蛇毒倾向于作用在心血管系统,鸡心螺毒素则偏好关闭猎物的神经系统,这意味着鸡心螺作为镇痛药物的潜力很大。
一种鸡心螺毒素——Xen2174即将进入二期临床测试,其作用原理是提升沿着脊柱分布的人体天然止痛神经的信号。在一期测试中,鸡心螺毒素对严重癌性疼痛有很好的止痛功效,对脊柱注射一次这种药物能管用许多天。此外,科学家还在研发基于鸡心螺毒素的口服镇痛剂。
眼镜蛇
蛇毒自古以来就在传统医疗中得到运用。早在20世纪30年代,科学家就开始试验用眼镜蛇毒素治疗从哮喘到多发性硬化的多种疾病。近年来,质谱分析法等现代检测技术的应用大大促进了蛇毒研究,科学家借此能挑选并识别具有健康好处、却少见副作用的特异蛇毒组分。
眼镜蛇蛇毒正在显示出治疗多发性硬化的潜质。虽然多发性硬化的病因目前仍不清楚,但科学家已经知道,多发性硬化患者的免疫系统开始攻击保护神经细胞的绝缘鞘膜,由此造成的损害会渐进性地损伤感觉、认知及运动功能。想让免疫系统恢复平衡很困难,但被称作眼镜蛇神经毒素的一种毒肽在这方面可能大有用场。
2011年,美国一家公司的一项基于眼镜蛇神经毒素制药的专利申请获得批准。这种经过去毒的化合物阻止了90%的实验鼠的多发性硬化发展,这些实验鼠的病情程度与人类患者相同。这种毒肽看来会刺激被称为白介素-27的一种信使分子的释放,而这种信使分子能让过度免疫反应刹车,从而让免疫活性回到正常水平。目前,这种毒肽的人体试验即将展开。
与此同时,另一种眼镜蛇神经毒素则显示出了在艾滋病治疗方面的前景。经过修改的这种毒肽看来能通过阻断人体免疫细胞表面的受体而阻止艾滋病毒扩散。如果不被阻断,这些受体就会被艾滋病毒抓住,继而感染人体免疫细胞。
海葵
在加勒比海的温暖浅海域,尤其是在古巴沿岸的珊瑚礁里,生活着一种奇异的海葵——地毯海葵。20世纪90年代,古巴科学家在一次潜水调查中搜集到一些地毯海葵样本,他们拿回实验室进行分析,结果发现了一种毒素,并由此催生了一种实验性药物——ShK,目前该药即将进入治疗多发性硬化的临床测试。它同时还具有治疗多种其他自体免疫疾病,包括1型糖尿病和风湿性关节炎的潜力。
多发性硬化会造成大量神经损害,而ShK已被确认能阻止进一步的损害。它能否逆转已经发生的损害呢?科学家对此充满希望。
自体免疫是指人体免疫系统误把人体自身组织视作外来物而加以攻击。在许多情况下,损害是由效应记忆T细胞引起的。效应记忆T细胞是一组特定的免疫细胞,拥有其独特的离子通道——Kv1.3钾通道,没有这些通道,效应记忆T细胞就不能发挥功能。ShK的靶向正是Kv1.3钾通道。在ShK的作用下,效应记忆T细胞变得无法动弹、萎缩并凋亡。ShK的动物实验已经取得成功,人体试验也已在2012年中期开始进行。
或许你会问:海葵的这种毒素在海葵身上的作用又是什么呢?这个问题迄今没有定论。也许它会让海葵要吃的鱼儿昏迷。对于不同的物种而言,离子通道的作用可能也各不相同,例如离子通道在鱼身上的作用可能与在人体上的作用很不一样。
毒蜥
如果你被希拉毒蜥咬一口,你的代谢系统肯定会被破坏。幸好这些生活在美国西南部沙漠里的体形庞大的蜥蜴行动缓慢,大多数人都跑得过它们。然而,每年还是有少数人遭遇希拉毒蜥攻击,这些人因此出现恶心、发烧、眩晕甚至心跳暂停等症状。
科学家在希拉毒蜥的毒素里发现了一种很有用的化合物。这种被称作毒蜥外泌肽的毒肽,能激发人体的一条胰岛素释放通道,这一效果使得毒蜥外泌肽对于治疗2型糖尿病来说颇为理想,因为这种病正是由于产生的胰岛素不够、无法控制葡萄糖水平而造成的。人工合成的毒蜥外泌肽艾塞那肽(或称依克那肽、依森泰德),2005年被美国食品和药品管理局批准用于治疗糖尿病。目前,这种化合物正被调查是否也能治疗肥胖症,原因是它能减缓胃排空,加强餐后饱腹感。
长期以来,希拉毒蜥一直被认为是仅有的两种毒蜥之一,另一种毒蜥——珠状蜥蜴生活在与美国交界的墨西哥境内。而科学家现在已经知道,蜥蜴和蛇共享一个有毒的祖先,从鬣(音lie)蜥蜴到科莫多巨蜥(也称科莫多龙)的许多蜥蜴虽然从未被想到过有毒,实际上却都有毒腺。科学家对蜥蜴毒素的研究可以说才刚刚起步,基于蜥蜴毒素的药物上市还需要一段时间。但这种等待是值得的,因为越新奇的毒素越能给予我们好的药物。从这个意义上说,对生态多样性的保护实在是刻不容缓。
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