药界“宠儿”——动物毒液

时间:2022-08-24 11:05:25

药界“宠儿”——动物毒液

把动物毒液中的化学物质用于治疗疾病,这在人类的历史上并不是新鲜事,从毒蟾蜍到毒蜘蛛,从毒蛇到毒蝎子,它们的毒液都曾不同程度地被世界各地的传统医学当成治病的“良药”。当一个分泌毒液的动物袭击它的猎物时,那些毒液必须在被袭击的动物身上迅速扩散,还必须突破动物体内的“防御体系”以到达发挥作用的“地点”。也就是说,毒液必须精确地命中体内的“目标”,并最小限度地减少副作用。动物毒液的这种“本领”是在长期的进化中获得的,实属来之不易,而医生们梦寐以求的“理想药物”实际上也非常需要这样的“本领”。

然而,在西方医学中,毒液的这种自然优势一直难以得到体现,直到1981年,美国才有一种基于蛇毒的药物“甲巯丙脯酸”得到了食物和药品管理局的核准。但在那以后的20来年里,制药公司推出的类似药物依然寥寥无几。不过现在情况有了很大的改变,由于科学家们对动物毒液的研究已经进入到了基因时代,动物毒液在现在成了制药产业中深受人们关注的“宠儿”。

蝮蛇毒液:高血压的克星

生活在南美洲森林中的蝮蛇可长达数米,它们的毒液使人类获得了一种医治高血压的理想药物。这种药物是如何获得的呢?澳大利亚科学家布赖恩·弗赖伊专门研究毒液动物和它们的进化,他解释说,这种蝮蛇的毒液能使猎物的血压降到极低,所以是致命的降压物质。用它作为降压药,其关键就在于控制好这种物质的量。

不过,蝮蛇毒液的降压功能并不是一开始就被人们认识到,因为那时人们对机体控制血压的奥秘还不是很清楚。英国药理学家约翰·文恩一直在研究这个问题,一位巴西科学家的参与最终为这项研究带来了突破,塞尔吉奥·费雷拉当时在研究一种巴西本土蝮蛇的毒液,他将这种毒液样本带到了文恩的实验室,科学家们于是有了重大发现。他们在毒液中找到了一种有毒的缩氨酸,它能有选择地抑制血管紧张素转换酶的活动。血管紧张素转换酶简称ACE,科学家们怀疑控制血压的就是这种物质。

在接下来的10年中,人们终于弄清楚了ACE控制血压的奥秘,原来它们通过调控肾脏对于水和盐的释放以提升血压。于是人们研制了用于抑制这一过程的蛇毒缩氨酸的合成物,这就是最早出现的“甲巯丙脯酸”。这种药的问世是在1975年,6年后正式进入临床。现在,用于治疗高血压的ACE抑制剂已有了很多种,形成了一个可观的系列。

眼镜蛇毒:有望治疗艾滋病

早在20世纪30年代,药剂师们便开始尝试用眼镜蛇的毒液治疗哮喘、多发性硬化症等疾病,然而直到最近几年,眼镜蛇毒液的医用功效才真正得到了有效的应用。在现代科技的帮助下,药物学家们能很好地识别和萃取蛇毒中真正有用的成分,排除副作用,保证整个治疗过程安全无害。

在眼镜蛇的毒液中,有一种成分被认为能治疗多发性硬化症。多发性硬化症的发病机理目前并不是很清楚,但有一点是可以肯定的,那就是人体免疫系统攻击保护神经元的绝缘鞘,从而削弱感觉、认知和运动功能。治疗这种免疫系统的失衡是很困难的,但一种名为“科博肽”的眼镜蛇神经毒素为这种治疗带来了希望。

去年,一家美国制药公司宣布,他们研制的一种经改良的“科博肽”药品拥有很好的疗效。在老鼠身上进行的实验显示,90%实验鼠的病情得到了抑制。科学家们认为,该药的作用是通过刺激一种名为白细胞介素27的分子来获得的,这种刺激让白细胞介素27得以阻滞过度的免疫反应,将身体中的免疫活动带回到正常的水平上来。

与此同时,科学家们还发现,眼镜蛇神经毒素的另一种毒液分子还有治疗艾滋病的功效,它的一种改良版本能通过堵塞人体免疫细胞表面的感受器以阻止艾滋病病毒在体内扩散。

蝎毒治癌“本领”高强

癌症是人类的顽疾,现代医学动用了很多手段欲征服癌症,如今,蝎毒也加入到了这个行列。目前,一种实验性质的蝎毒抗癌药已经进入到了临床实验阶段,它使用的毒液来自于致命的以色列杀人蝎。这种金黄色的蝎子主要生活于北非和中东地区,正如其名字所显示的那样,它们毒性极大。

科学家发现,在以色列杀人蝎的蝎毒中有一种名为“蝎毒素多肽”的物质,它有一种非同寻常的特性,那就是绑定癌细胞特有的蛋白“基质金属蛋白酶-2”。这使得“蝎毒素多肽”能死死地盯住癌细胞,而对周围的健康组织则全无作用。

“蝎毒素多肽”的这种特性正是人们求之不得的。科学家设想,将放射性同位素加载在“蝎毒素多肽”上,利用它将放射性同位素直接引向癌细胞,从而达到杀死癌细胞的目的。现在,医药公司正在研究将其首先用于治疗神经胶质瘤。

“蝎毒素多肽”也可以成为某些“肿瘤涂料”的重要组成部分。“肿瘤涂料”是一种实验型的外科手术工具,它帮助医生准确地确定癌症的病变部位,保证癌细胞得到清除而又并不伤到健康组织。由于“蝎毒素多肽”具有粘连癌细胞的特性,科学家们便将它们加在一种荧光染料中,于是癌组织被这种染料所“照亮”,从而为实现手术的精准性创造条件。

来自毒海螺的止痛良药

毒液动物并不都是令人望而生畏的,有些毒液动物就很漂亮,例如生活于赤道地区珊瑚礁附近的鸡心螺。鸡心螺种类繁多,有漂亮的花纹和色彩,但却带有剧毒,而且即便是同一种类的鸡心螺,其毒液的化学成分也并不完全一样。

和蛇毒不同的是,鸡心螺的毒液并不攻击心血管系统,而是阻断神经系统,所以可用于麻醉剂的提取。澳大利亚昆士兰大学的毒液专家理查德·刘易斯和他的团队研制了一种鸡心螺毒液的合成物,这种名为“Xen2174”的药物通过作用于脊椎上的疼痛神经产生止痛作用。在初期的测试中,科学家们对30名严重疼痛的癌症患者试用了这种药物,结果在其中的一些病人身上显示了很好的效果。这种药物是注射到脊椎中去的,每注射一次可以使止痛作用维持几天。研究人员下一步还想把这种合成药物发展成口服的,假若获得成功,这将是一种很有发展前景的止痛新药。

“医药新宠”毒海葵

在加勒比海温暖的浅水里,尤其是在古巴周围的珊瑚礁附近,生活着一种奇特的海葵——加勒比海海葵。在20世纪90年代,一组古巴科学家潜入海中收集了这种海葵并分析了它们的毒素。毒素中的化合物被用来生产一种试验性的药物SHK,这种已进入临床阶段的药物能治疗多发性硬化症,还有治疗多种自身免疫性疾病的潜能,包括一型糖尿病和风湿性关节炎。

自身免疫性疾病的发病原因来自于免疫系统错误地将自身组织的一部分当成了入侵者,并且对其实施攻击。在一些情况下,这种损害是由一种名为“效应记忆T细胞”的特殊免疫细胞造成的,它们拥有一种独特的离子通道,名为Kv1.3钾通道。若没有这种通道,它们就不能发挥作用,而这个通道就是SHK锁定的目标。澳大利亚科学家雷·诺顿是SHK的研制人员,他形象地将阻断Kv1.3钾通道的过程形容为“将软木塞堵在瓶口上”。SHK就是用这种方法使“效应记忆T细胞”失去作用,令其衰弱直至死去。

蜥蜴毒液令人刮目相看

吉拉毒蜥主要生活在美国西南部的沙漠里,被这种蜥蜴咬上一口,人们会感到恶心、发热、乏力甚至危及心脏。在吉拉毒蜥的毒液中,人们发现了一种很有用的化合物exendin 4,它能启动人体胰岛素的释放通道,这使其成为治疗二型糖尿病的理想药物。2005年,exendin 4的一种合成版本艾塞那肽已经作为一种抗糖尿病药物得到了美国食品和药物管理局核准。

现在,科学家们对蜥蜴毒液的研究还刚刚起步,所以基于蜥蜴毒液的药物开发潜力巨大。这种情况在其他动物毒液的研究中也同样存在,尤其是随着基因时代的到来,科学家可以从毒素中提取DNA,然后进行复制,这就保证了毒液动物不会因开发和研究而遭到灭绝。

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