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動物毒素的對人的「魔力」這些有毒物質能給人類帶來什麼?

動物毒素的治病魔力

動物毒素的對人的「魔力」這些有毒物質能給人類帶來什麼?

成千上萬年的演化歷程,把動物毒素磨鍊得非常高效。

如果被南美洲響尾蛇咬一口,那肯定會很難受,因為它們有毒。

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更可怕的是,你還根本不知道它們在哪兒,它們可能已經用位於其眼睛下面的高度敏感的一對紅外感測器感受到了你的體熱。幾乎所有人都不想碰到蛇,尤其是如此劇毒的蛇。不過,頗具諷刺意義的是,響尾蛇的毒素賦予了我們一種治療高血壓的良藥。

事實上,動物毒素(一系列化合物的有毒混合物)具備良藥所需的許多特性,動物毒素入葯有著悠久的歷史。從毒蟾蜍

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到塔蘭圖拉毒蜘蛛,

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動物有毒的動物們為全世界的傳統醫療提供藥物成分,而且,成千上萬年的演化歷程,把動物毒素磨鍊得非常高效——當一種有毒的動物攻擊獵物時,它注入獵物體內的化合物必須足夠穩定,才能沿著獵物身體穿行,避過獵物體內的防禦系統,直到抵達作用地點,以極高的效率攻擊目標,不浪費絲毫效力,而這正是現代醫生所希望的藥物注射效果。

然而,由於種種偏見,西方醫學界長期以來對寶貴的動物毒素資源視而不見。直到1981年,西方第一種基於響尾蛇毒素的藥物——卡托普利才被美國食品和藥品管理局批准,這也是該局首次批准的動物毒素衍生藥物。

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此後20多年來,基於動物毒素的為數不多的藥物問世。科學家相信,受動物毒素啟發而研製的藥物今後必將越來越多。下面,就讓我們來看看一些動物已經貢獻或即將貢獻給人類的有「毒」良藥。

響尾蛇

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致命的響尾蛇毒素怎麼可能入葯呢?這其實是一個數量問題——每一種葯同時也是一種毒素,是葯還是毒,則取決於數量。蛇捕食獵物是通過蛇毒把獵物的血壓降到很低,而少量的毒素則能治療高血壓。

響尾蛇毒素提供的不僅僅是基於蛇毒研發的高血壓藥物,它還與一個發現緊密相關:身體怎樣調節血壓。直到20世紀60年代,這一機制依然成謎,高血壓的治療因此成為一個難題。這方面研究的突破源於對巴西響尾蛇毒液中一種毒肽的發現,這種毒肽選擇性地抑制血管緊張素轉化酶(簡稱ACE)的作用,而這種轉化酶被懷疑在調節血壓方面起作用。在接下來的10年中,ACE的作用變得清晰了:通過控制鹽和水從腎臟的釋放,ACE會升高血壓。因此,阻斷ACE就能治療高血壓。作為對蛇毒肽的人工合成類似物,卡托普利於1975年研製成功,短短6年後就用於臨床。它也是今天ACE抑製劑家族的奠基者。

在卡托普利之後,獲准使用的大多數毒素衍生藥物也都起源於蛇,主要原因是蛇毒相對容易進行研究。例如,與蠍子和蜘蛛相比,蛇產生的毒液量最多,使得檢測蛇毒難度最小。蛇毒的成分也比許多其他動物毒素簡單。例如,蜘蛛的毒素可能包含超過1000種縮氨酸,而蛇的毒素可能只包含25種。

蠍子

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放射性蠍毒,聽起來就像是漫畫書中的惡棍使用的東西,而事實上它是正被用於臨床測試的一種實驗性抗癌藥物。這種蠍毒來自於惡名昭著的殺人蠍。正如其名,被這種原生於非洲北部和中東地區的亮黃色毒蠍咬了的人可能會丟命。

在殺人蠍的螫刺里包含一種被叫做蠍氯毒素的縮氨酸,它具有一種不同尋常的特性——腫瘤靶向(也叫腫瘤尋靶)。簡言之,就是它可以通過與基質金屬蛋白酶-2(一種癌症特異蛋白)結合,讓自己牢牢地黏在腫瘤細胞上。這使得蠍氯毒素成為克癌部隊的一個潛在的盟軍。例如,當蠍氯毒素被「裝備」上一种放射性同位素時,它就會把自己的放射性載荷直接轉運到腫瘤。2009年,這種療法已通過了膠質瘤(一種腦癌)的二期臨床治療測試。

最近,蠍氯毒素又成為「腫瘤顏料」的一個主要成分。當蠍氯毒素被用一種熒光染料標示後,它就會照亮腫瘤。這有助於醫生定位癌腫,確保所有癌細胞被清除,而健康組織不受影響。

科學家正在研究利用蠍氯毒素治療更多種癌症的可行性。

雞心螺

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有經驗的潛海者都知道,並非所有的美麗貝殼都無害。如果你撿到一隻雞心螺,裡面碰巧住著一隻海蝸牛,那你就有危險了——海蝸牛會用它的螫刺保衛自己,其結果可能致你於非命。不過,現在科學家正煞費苦心地沿著澳大利亞的大堡礁尋找雞心螺。這些傢伙行蹤難覓,因為它們白天會躲起來,哪怕你翻遍成百上千座死珊瑚,也未必能找到一隻雞心螺。

然而,這種找尋是值得的。作為有毒動物世界的新成員之一,雞心螺在僅僅幾千萬年前才開始啟用自己的帶毒防禦武器,而且其毒素至今仍處在演化過程中。科學家發現,雞心螺可能帶來許多種新葯——就算是同一種雞心螺的不同個體,也具備組分大不相同的毒素(其相同組分只佔約25%)。

雞心螺毒素研究為更加傳統的蛇毒研究提供了補充。蛇毒傾向於作用在心血管系統,雞心螺毒素則偏好關閉獵物的神經系統,這意味著雞心螺作為鎮痛藥物的潛力很大。

一種雞心螺毒素——Xen2174即將進入二期臨床測試,其作用原理是提升沿著脊柱分布的人體天然止痛神經的信號。在一期測試中,雞心螺毒素對嚴重癌性疼痛有很好的止痛功效,對脊柱注射一次這種藥物能管用許多天。此外,科學家還在研發基於雞心螺毒素的口服鎮痛劑。

眼鏡蛇

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蛇毒自古以來就在傳統醫療中得到運用。早在20世紀30年代,科學家就開始試驗用眼鏡蛇毒素治療從哮喘到多發性硬化的多種疾病。近年來,質譜分析法等現代檢測技術的應用大大促進了蛇毒研究,科學家藉此能挑選並識別具有健康好處、卻少見副作用的特異蛇毒組分。

眼鏡蛇蛇毒正在顯示出治療多發性硬化的潛質。雖然多發性硬化的病因目前仍不清楚,但科學家已經知道,多發性硬化患者的免疫系統開始攻擊保護神經細胞的絕緣鞘膜,由此造成的損害會漸進性地損傷感覺、認知及運動功能。想讓免疫系統恢復平衡很困難,但被稱作眼鏡蛇神經毒素的一種毒肽在這方面可能大有用場。

2011年,美國一家公司的一項基於眼鏡蛇神經毒素製藥的專利申請獲得批准。這種經過去毒的化合物阻止了90%的實驗鼠的多發性硬化發展,這些實驗鼠的病情程度與人類患者相同。這種毒肽看來會刺激被稱為白介素-27的一種信使分子的釋放,而這種信使分子能讓過度免疫反應剎車,從而讓免疫活性回到正常水平。目前,這種毒肽的人體試驗即將展開。

與此同時,另一種眼鏡蛇神經毒素則顯示出了在艾滋病治療方面的前景。經過修改的這種毒肽看來能通過阻斷人體免疫細胞表面的受體而阻止艾滋病毒擴散。如果不被阻斷,這些受體就會被艾滋病毒抓住,繼而感染人體免疫細胞。

海葵

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在加勒比海的溫暖淺海域,尤其是在古巴沿岸的珊瑚礁里,生活著一種奇異的海葵——地毯海葵。20世紀90年代,古巴科學家在一次潛水調查中搜集到一些地毯海葵樣本,他們拿回實驗室進行分析,結果發現了一種毒素,並由此催生了一種實驗性藥物——ShK,目前該葯即將進入治療多發性硬化的臨床測試。它同時還具有治療多種其他自體免疫疾病,包括1型糖尿病和風濕性關節炎的潛力。

多發性硬化會造成大量神經損害,而ShK已被確認能阻止進一步的損害。它能否逆轉已經發生的損害呢?科學家對此充滿希望。

自體免疫是指人體免疫系統誤把人體自身組織視作外來物而加以攻擊。在許多情況下,損害是由效應記憶T細胞引起的。效應記憶T細胞是一組特定的免疫細胞,擁有其獨特的離子通道——Kv1.3鉀通道,沒有這些通道,效應記憶T細胞就不能發揮功能。ShK的靶向正是Kv1.3鉀通道。在ShK的作用下,效應記憶T細胞變得無法動彈、萎縮並凋亡。ShK的動物實驗已經取得成功,人體試驗也已在2012年中期開始進行。

或許你會問:海葵的這種毒素在海葵身上的作用又是什麼呢?這個問題迄今沒有定論。也許它會讓海葵要吃的魚兒昏迷。對於不同的物種而言,離子通道的作用可能也各不相同,例如離子通道在魚身上的作用可能與在人體上的作用很不一樣。

毒蜥

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如果你被希拉毒蜥咬一口,你的代謝系統肯定會被破壞。幸好這些生活在美國西南部沙漠里的體形龐大的蜥蜴行動緩慢,大多數人都跑得過它們。然而,每年還是有少數人遭遇希拉毒蜥攻擊,這些人因此出現噁心、發燒、眩暈甚至心跳暫停等癥狀。

科學家在希拉毒蜥的毒素里發現了一種很有用的化合物。這種被稱作毒蜥外泌肽的毒肽,能激發人體的一條胰島素釋放通道,這一效果使得毒蜥外泌肽對於治療2型糖尿病來說頗為理想,因為這種病正是由於產生的胰島素不夠、無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(或稱依克那肽、依森泰德),2005年被美國食品和藥品管理局批准用於治療糖尿病。目前,這種化合物正被調查是否也能治療肥胖症,原因是它能減緩胃排空,加強餐後飽腹感。

長期以來,希拉毒蜥一直被認為是僅有的兩種毒蜥之一,另一種毒蜥——珠狀蜥蜴生活在與美國交界的墨西哥境內。而科學家現在已經知道,蜥蜴和蛇共享一個有毒的祖先,從鬣(音lie)蜥蜴到科莫多巨蜥(也稱科莫多龍)的許多蜥蜴雖然從未被想到過有毒,實際上卻都有毒腺。科學家對蜥蜴毒素的研究可以說才剛剛起步,基於蜥蜴毒素的藥物上市還需要一段時間。但這種等待是值得的,因為越新奇的毒素越能給予我們好的藥物。從這個意義上說,對生態多樣性的保護實在是刻不容緩。

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