从“死亡之吻”到药学应用—— 中国蛇毒研究进行时
自古以来,毒蛇就是一种可怕的动物。毒蛇让人害怕的原因是它们嘴里有有毒的牙齿,能注射能致人于死地的蛇毒。毒蛇的“死亡之吻”令人恐惧。然而,蛇毒中的许多成分具有很高的药用价值,因此也是科学家研究的领域之一。
蕲蛇的药用价值
根据世界卫生组织的估计,全世界每年约有500万人被蛇咬伤,多达250万人因被蛇咬伤而中毒。每年至少有100,000人死于被蛇咬伤,而超过300,000人因被蛇咬伤而遭受截肢和其他永久性残疾。
蛇年邮票(网络地图)
在许多毒蛇中,五步蛇是一个熟悉的名字。尖吻蝮、尖吻蝮、百花蛇、棋盘蛇、方思蛇、吊灯蛇、百步蛇、懒蛇等。是国家二级濒危保护动物。一些学者发现,在我国,由“五步蛇”咬伤引起的危险事件(包括死亡)并不少见。也许蝮蛇不是毒蛇家族的“毒王”,但它足以让人感到毛骨悚然。
有报道称,“蝮蛇”的毒素是由蛋白质组成的溶血毒素。人和动物被“蝮蛇”咬伤后,往往会出现伤口疼痛和出血,然后出现肿胀、水泡、坏疽和溃疡,然后会感到头晕、心跳加快,甚至死亡。
李时珍,古代中医(网络图)
蕲蛇是我国珍贵的传统中药,曾是封建王朝皇帝钦点朝贡的珍品。一代医学专家李时珍曾多次到齐国龙凤山实地观察蝮蛇。基于此,他专门写了一本书《蝮蛇传》。
柳宗元在《捕蛇者说》(网络图)中记录了五步蛇
关于蕲蛇的药用价值,唐代柳宗元在《捕蛇者说》中说得很清楚。药理研究证明,蛇毒含有促凝血、抗癌、镇痛等药理功能成分。可预防和治疗中风和脑血栓的形成,还可治疗闭塞性血管肌炎、冠心病、多动脉炎、肢体动脉痉挛、视网膜动脉、静脉闭塞等。
蕲蛇的药用价值早已广为流传。有专家认为尖吻蝮蛇毒具有祛风除湿、抗凝抗血栓、降低血液粘度、扩张血管、改善微循环、降血脂等作用。中国有关专家对蕲蛇在治疗风湿性疾病中的应用进行了研究。
蛇毒比黄金更珍贵
目前,世界上大约有3000种蛇,其中650种是毒蛇。中国大约有173种蛇,其中50种是毒蛇。蛇毒中的活性成分是一种有价值的药物来源,具有良好的临床应用前景。
蛇毒造福人类(网络地图)
不同的毒蛇通过分泌毒液互相攻击,但是分泌毒液的成分有它们自己的特点,因此有不同的伤害方式。有报道称,不同的蛇种、亚种,甚至同一条蛇在不同季节分泌的毒液在毒性成分上仍有一定的差异。蛇毒是许多蛋白质、多肽、酶和其他小分子的混合物。
市场上已经有毒源药物(图片来源见水印)
自20世纪30年代以来,蛇毒在医学上的应用越来越受到重视。蛇毒研究是生物科学中一个很有前途的分支。目前常用的蛇毒制剂可分为四类:抗凝血制剂、纤溶制剂、促凝制剂和镇痛制剂。
自从从南美洲响尾蛇恐怖亚种的蛇毒中成功分离出第一种晶体蛋白以来,这表明人类对蛇毒的研究已经进入了分子水平。我国对蛇毒的研究已经从蛇毒血清的试制发展到蛇毒的生化和综合利用。
中国科学院昆明动物研究所熊、王等主持发明“蛇毒替代药物康复和蛇毒抗老年痴呆症药物及其制备方法”,获得2001年第七届中国专利奖优秀奖。
中国科学院昆明动物研究所的张赟等人因“蛇毒蛋白酶的结构、功能及其对凝血系统的影响”获得2002年云南省科技奖(自然科学)一等奖。20世纪90年代初,中国科技大学从安徽南部的蕲蛇毒液中发现了抗血小板溶栓素。
自然提取与基因重组的比较(网络图)
2015年7月,中国科技大学肖教授的研究团队利用酵母表达系统成功开发了一种高效重组制备蛇毒蛋白药物的方法,用于治疗血栓形成。蛇毒抗血小板溶栓剂作为一种新型靶向药物,具有高效抗血小板粘附和聚集活性。
许多人无数次寻找“它”。
自20世纪90年代以来,中国科学院昆明动物研究所动物模型和人类疾病机制重点实验室的科学家一直对动物抗菌肽感兴趣。不仅成功地从眼镜王蛇的毒液中提取了一种抗菌肽,而且已经发现临床上耐药的细菌对它的耐药性非常低。这一发现有望对新抗生素的开发产生积极影响。
目前,中国首个“天然活性多肽”工程实验室(网络图)
那么,什么是抗菌肽?抗菌肽最初是一种参与先天免疫的小分子多肽,具有广谱抗菌活性,是宿主抵御细菌、真菌等入侵的重要分子屏障。由于人们过于依赖抗生素,许多常用抗生素的杀菌效果对于临床微生物感染(尤其是细菌感染)来说已经大打折扣。
在世界各国科学家致力于抗菌肽研发的过程中,抗菌肽的易失活问题一直是阻碍其在临床医学中应用的关键问题。长期以来,人们一直未能从眼镜王蛇中发现抗菌肽的存在。中国科学院昆明动物研究所的科学家从眼镜王蛇的毒液中发现了爬行动物的抗菌肽。
抗菌肽和抗生素具有不同的杀菌机制(网络图)
此外,眼镜王蛇抗菌肽具有惊人的稳定性和广泛的抗菌谱。就分子结构而言,眼镜王蛇抗菌肽的线性肽比以前发现的大多数抗菌肽的二硫键结构简单得多,因此更容易通过人工合成进行大规模生产。正因为眼镜王蛇抗菌肽具有上述特性,本研究得到了国家重大新药研发项目和国家973计划项目的资助。
临床试验阶段的毒物衍生药物(图片来源见水印)
2011年7月,李文辉等人领导的研究小组开发的蛇毒抗菌肽及其抗临床耐药菌衍生物获得国家专利授权,这也是半个世纪以来除传统抗生素外的第一种新型抗生素。
保护蛇的栖息地
蛇,包括毒蛇,在维持自然生态平衡和促进农林牧生产方面发挥着不可替代的作用。然而,蛇是一个相对生态脆弱的种群。首先,它们自身的繁殖能力不强。第二,生态环境容易受到破坏。其中,人类的杀戮是更大的威胁。
虽然中国的蛇类资源相对丰富,但由于各种不同的捕获目的,蛇类资源面临着巨大的压力。目前,许多蛇类已被列入中国濒危动物红皮书,少数蛇类处于濒危甚至极度濒危状态。
中国科学院昆明动物研究所的饶·丁琪一直致力于两栖爬行动物栖息地的保护。他发现了十几个新的两栖爬行动物物种,仅在雅鲁藏布江考察中就在中国发现了四个新记录的物种,其中三个是蛇。他认为每一个新物种都是一种潜在的资源,如毒蛇毒素和蟾酥,它们可以用于制药。
饶的足迹遍布云南和省外许多地方(照片来源:文献6]截图)
提高公众保护蛇类资源的意识,依法保护濒危蛇类资源,无疑是拯救野生蛇类资源的重要措施。
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参考:
[1]北京日报。“酵母酿造药用蛇毒蛋白”,中国科学院,2015年7月15日。
[2]平图网络。“从敌人到朋友,研究中的动物毒素清单和药物清单”,凤凰网络技术,2017年9月14日。
[3]昆明动物研究所。昆明动物研究所科技成果获中国科学院云南省科技奖一等奖,2003年5月1日。
[4]昆明动物研究所。云南天然活性多肽工程实验室批准。中国科学院,2014年9月17日。
[5]中国新闻社。中国科学家开发了新的抗生素。中国科学院,2011年7月11日。
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