后毒牙蛇类毒素研究进展

综述·讲座

后毒牙蛇类毒素研究进展

张志晓，叶锋平，周卫国，郭 平，郑 颖，范泉水

后毒牙；蛇；游蛇科；蛇毒；蛇伤

全世界共有蛇类3000多种，600余种是有毒蛇。毒性较强的毒蛇主要集中在眼镜蛇科(Elapidae)和蝰蛇科(Viperidae)，它们有管状或沟状的前毒牙。除此之外，游蛇科(Colubridae)的后毒牙蛇类因频现伤人引起严重中毒事件，而逐渐引起人们的关注。游蛇科蛇种数量最多，有1700余种，分布范围广，有陆栖、树栖和水栖。其中大部分是无毒蛇，小部分有毒蛇的毒腺又不同于传统毒蛇，为杜氏腺(Duvernoy's gland)，位于蛇头部上颌后方。另外某些蛇种颈背部还有颈背腺(nuchal gland)，里面的毒素来自于捕食的蟾蜍、蜥蜴等动物的毒液[1-2]。游蛇科中也有剧毒蛇，如非洲树蛇(Dispholidustypus)具有很长的后毒牙，被它咬伤后会引起出血并致死；非洲藤蛇(Thelotorniskirtlandicapensis)栖息在灌木丛中或树上，也能咬人致死。李金荣等[3]之前对国内后毒牙蛇的生理解剖、毒性实验及临床案例进行了综述，本文将综述重点放在后毒牙蛇类毒液成分上。

1 后毒牙蛇类的毒性及对人类危害

除了非洲树蛇和藤蛇，20多年前日本就有虎斑颈槽蛇(Rhabdophistigrinus)咬人致死的报道。我国也有被虎斑颈槽蛇咬伤的病例，有些严重病例造成死亡。1994年牛青山等[4]解剖了137条采集自辽宁的虎斑颈槽蛇，发现其毒器由杜氏腺、毒牙和排毒管组成。杜氏腺位于口角上方上唇鳞内侧，较小，腺体无肌肉附着，平均产毒量为11.8 mg/条。由于目前国内外治疗蛇伤最有效的药物仍是抗蛇毒血清，日本曾使用兔和山羊制备的抗虎斑颈槽蛇毒血清用于治疗虎斑颈槽蛇咬伤并取得良好疗效。近年来Morokuma等[5]收集了500条虎斑颈槽蛇的杜氏腺，提取毒液后免疫马，制备了冻干抗蛇毒血清，用于临床治疗虎斑颈槽蛇咬伤患者。

该属的红脖颈槽蛇(R.subminiatus)也屡次发生咬人事件，英国[6]、泰国[7]及我国均有报道[8-9]。该蛇咬伤人后主要引起出血不止[10]，李其斌等[8]研究了红脖颈槽蛇咬伤的患者，发现红脖颈槽蛇咬伤后，会出现弥散性血管内凝血(DIC)，继而严重者引起脑出血、急性肾功能衰竭、肺出血等症状。通过输血，使用止血抗纤溶、地塞米松、抗蝮蛇蛇毒血清、中草药、抗生素以及抗休克药物治疗后，大部分患者出院，但也有2例分别因急性肾功能衰竭和脑出血而死亡。

南美洲绿栖林蛇属(Philodryas)蛇类咬伤患者的报道比较常见。该蛇咬伤后主要引起咬伤部位肿胀、发热、短暂出血，以及红斑、甚至全身症状[11]。约40年前就有林蛇属(Boiga)中的黄环林蛇(B.dendrophila)咬伤人的报道[12]。而另外一个蛇种棕林蛇(B.irregularis)在美国关岛主要引起婴幼儿咬伤，咬伤后症状有疼痛、肿胀、出现瘀斑，严重的甚至引起心率变缓和呼吸困难[13-14]。另外有一些蛇种虽然没有咬伤人和动物的报道，但由于这些蛇种也有杜氏腺，因此对于野外作业、活动的人们来说是潜在的危险[15-16]。

2 后毒牙蛇类的毒液成分

后毒牙蛇类的毒液成分与前毒牙蛇类有很大不同，但是也存在丝氨酸蛋白酶(serine protease)、金属蛋白酶(metalloproteinase)、磷脂酶A2(phospholipase A2，PLA2)、磷酸二酯酶(phosphodiesterase)、乙酰胆碱酯酶(acetylcholinesterase，AchE)、L氨基酸氧化酶(L amino acid oxidase，LAO)、神经毒素(neurotoxin)、富含半胱氨酸分泌蛋白(cystein-rich secretory protein，CRISP)等[17]。

非洲树蛇毒液中主要含分子量为67 kDa的凝血酶、分子量65 kDa的金属蛋白酶dispholysin A和高活性的PLA2[17-18]。非洲藤蛇毒液中也分离到分子量85 kDa的凝血酶[19]，但非洲藤蛇毒液中的PLA2活性较低[17]。此外，颈槽蛇属、林蛇属、环颈蛇属(Diadophis)、大头蛇属(Leptodeira)、马坡伦蛇属(Malpolon)、琴蛇属(Trimorphodon)毒液中也发现了PLA2的存在[20-21]。

虎斑颈槽蛇中存在分子量38 kDa的金属蛋白酶，该金属蛋白酶与Zn2+和Ca2+结合后具有蛋白水解活性[22]。另外Yamazaki等[23]在该蛇中发现了CRISP并命名为Trigin毒素，该蛋白与眼镜蛇科和蝰蛇科的CRISP有很高的同源性。

有研究人员从绿栖林蛇属的P.olfersii中分离出分子量为20 kDa的肌毒素和丝氨酸蛋白酶[17，24]。Peichoto等[25]从P.papatagoniensis中分离出了分子量为24 858.6 Da的CRISP，该蛋白可以造成骨骼肌损伤。另外该蛇种还分离出可以清除纤维蛋白原的金属蛋白酶patagonfibrase以及CRISP、三指型神经毒素[26]。通过进一步实验，Peichoto等[27]证实栖林蛇属的3个蛇种P.papatagoniensis、P.olfersii和P.baroni毒液中均有金属蛋白酶。

Lumumsden、Pawlak和Fry等[28-31]分别从黄环林蛇、棕林蛇中分离出三指型神经毒素boigatoxin-A、denmotoxin和irditoxin，它们均为突触后神经毒素，这些毒素的晶体结构与传统三指型神经毒素不同，具有5个二硫键，而且N末端多出了7个氨基酸残基，该结果与Fry等从三索颌腔蛇(Coelognathusradiates)中分离出α型神经毒素α-colubritoxin一致[32-33]。除了神经毒素，林蛇属中还存在金属蛋白酶、乙酰胆碱酯酶、25 kDa的CRISP同源蛋白以及分子量8.5～11 kDa的数种蛋白[20-21，34]，Hill等[21]对12种游蛇进行了毒液成分研究，发现这12种蛇均不存在丝氨酸蛋白酶，其中包括林蛇属的3种蛇黄环林蛇、棕林蛇和绿林蛇(B.cyanea)。基于以上综述，本文把危害较大的后毒牙蛇类毒液有毒成分和临床症状列于表1。

表1 危害较大游蛇科蛇类毒液毒性成分和临床症状

注：*该属中的蛇种拉丁名尚无对应的中文名称

3 结语

目前的研究使人们清楚了后毒牙蛇类的毒器构成、毒液的毒性成分，也对后毒牙咬伤的临床症状的病因有了更深入的认识，为了治疗后毒牙蛇的咬伤，近年来还研发出了针对虎斑颈槽蛇的抗蛇毒血清用于临床[5]。

但是后毒牙蛇类的研究还存在以下问题：(1)后毒牙蛇类咬伤临床病例报道的不足，因为很多后毒牙蛇类传统上认为是“无毒蛇”，因此很多咬伤病例未报道或误报道为其他前毒牙蛇类咬伤，另外很多偏远、落后地区虽然有大量蛇伤病例，但是未见报道。(2)由于后毒牙蛇类养殖经验不足、经济效益较差，因此没有商品化养殖，这造成研究的蛇源不足，需要大量去野外采集，对生态有一定影响。(3)后毒牙蛇类毒液的采集没有好的方法，一般采用杀蛇采毒腺的方式收集毒液，不像前毒牙蛇类可以通过咬皿法、按摩采毒法、电刺激采毒法等不伤害蛇的情况下采集毒液。(4)游蛇科蛇类支系庞杂，不同种属之间差异较大，给对照研究带来一定的难度。(5)对后毒牙蛇类研究相对起步较晚，研究没有前毒牙蛇类深入，毒液成分分离、纯化工作做得相对较少，数据库中提交的核酸、蛋白质序列更少，因此，后毒牙蛇类的研究相对困难较多。

蛇毒是珍贵的生物资源，已从蛇毒中开发了许多具有临床疗效确切、安全性高的药品，如利用巴西矛头蝮(Bothropeatrox)毒液成分开发的止血药物——血凝酶(Reptilase，中文商品名“立芷雪”)、利用尖吻蝮蛇(Deinagkistrodonacutus)和白眉蝮蛇(Gloydiusblomhoffisiniticus)蛇毒研发的治疗血栓用药)——降纤酶(defibrase)、利用眼镜蛇(Naja)蛇毒开发的用于治疗疼痛的药物——克痛宁(cobratoxin)等，都已经成功用于临床。因此，随着对后毒牙蛇类的深入研究，相信后毒牙蛇类的毒液中也会有一些具有高生物活性的成分，可能会被开发成为药物，或成为分子生物学或医学研究中必不可少的工具。

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2013-12-05)