动物毒素也入药
2016-12-29吴月梅
吴月梅
海蛇毒液增强记忆力,蜥蜴唾液能治疗代谢紊乱,蜜蜂的蜂毒可以治疗痤疮脓包……这些千奇百怪的处方并非出自古老的魔法书,而是出自药理学研究人员最近发布的科学论文。事实上,毒液及其他动物毒素的治疗作用不仅仅是中世纪巫医的幻想,生物学家对此一直保持着浓厚的兴趣,并终于激起了制药工业的兴趣。
动物毒液可以治疗癌症?没错,毒液中的大量活性分子正乘着新技术手段的东风成为治病良药! 制药工业正在经历一场新产品危机。2010年以来,市场上推出的新药物数量大减。在化学合成之余,企业家们开始对天然产品感兴趣,其中就有动物毒素。
有魔力的毒素
事实上,人类以动物毒素入药有着悠久历史,因此,毒液在现代制药业中所受的冷遇实在令人意外。蜂毒被古希腊人用于缓解风湿,或在16世纪时为麻风患者的伤口消毒;1930年人们还用响尾蛇的毒液止痛……一直以来,毒素都有一种魔力,部分原因可能就在于它们所代表的危险。
正如著名德国医生帕拉塞尔斯所言“一切皆有毒,一切皆无毒,剂量是毒性的关键。”因此,要了解各种物质的合适用量,不要过于恐惧,也不应完全无畏。某种物质对人有利的时候它就是药物,而对人有害的时候它就是毒物。也就是说,对于某种物质,很难准确地区分它究竟是药物还是毒物。几十年前,科学家就注意到了动物毒素的药用价值,不管是蛇毒、蜂毒或蝎毒,还是存在于蜥蜴唾液或某些蛙类表皮中的毒素。是的,但对分泌毒素的动物而言,这些作用不是仅限于麻醉、杀死或折磨猎物与潜在的捕食者吗?进化教导我们远离毒素,可没教我们给自己下毒啊。这是大自然经过几亿年筛选得来的分子组合。所有毒性分子达到一定剂量时,都会形成对另外一种分子的治疗效果。
毒液首先是几十种、甚至几百种不同分子的巧妙混合,它们本身未必都有毒性。例如,某些分子能减轻炎症或扩张血管,只是从旁助力、放大真正毒素的作用。在医学领域,至少这与摧毁或麻痹细胞的分子同样有意义。因此,研究人员认为没必要去收集毒性最强的毒液来获得可能有治疗功效的分子,你家花园中的蜘蛛可能和“黑寡妇”的药效一样有用。
尽管毒液有种种优点,但是目前由毒液构成的药物数量屈指可数。诚然,近50年来对毒素的研究在制药方面已经催生了一些重要的成果,比如治疗糖尿病的艾塞纳肽,它是从美国毒蜥的毒性唾液中提取的。或考诺肽,一种基于某种海螺毒液研发得来的高效镇痛药,但是这样的例子少之又少。
既是毒又是药
然而自20世纪中期以来蓬勃发展的制药工业对危险的自然毒素毫无兴趣,它依赖的是一种新的药物来源:合成化学,也即通过化学反应的偶然组合生产纯萃的人造分子。合成分子没有经过自然筛选,因此并不都具有生物活性,但有着大量合成经济、快捷的好处。与难以采集的毒液相比,优势很明显。
首先要捕捉有毒动物,为此有时候要千里迢迢跑到地球另一端;然后要小心翼翼地收集其宝贵的毒液,以防被蜇伤或咬伤。不同物种毒液的收集方法也不尽相同。毒腺可触的情况下可按摩毒腺促进毒液分泌,否则可以使用轻微电刺激。问题在于,通常动物分泌的毒液量很少,某些物种,尤其是蚂蚁和非常小的蜘蛛,总共只有几微克毒液。这么少的量很难或者根本不可能鉴定藏在其中的潜在活性分子。
目前对毒液的药理学研究似乎加快了。现在有40多种分子进入临床试验阶段,10年前大概只有5种。蜂毒具有抗菌活性,蚁毒可以治疗癌症,蛇毒治疗阿尔茨海默病……人们测试着越来越离奇的治疗方案。一些美国研究员甚至已经开始测试一种海蛇和响尾蛇毒素结合产生的分子的抗癌功效!
大量测试正在进行
以毒物为基础研制新药的研究正在进行。在非洲有一种叫做黑曼巴蛇的毒蛇。这种蛇是世上毒蛇中体长最长、速度最快、毒性最强的杀手。它能以高达19千米/小时的速度追逐猎物,而且只需2滴毒液就可以致人死亡。更可怕的是,不管在任何时候,黑曼巴蛇的毒牙里都有20滴毒液,人类一旦被它咬到,几乎百分之百死亡。从名字来看,大家一定以为黑曼巴蛇是黑色的,其实这种蛇的身体并不黑,口腔是纯黑色的,十分恐怖。这种蛇毒可阻碍大脑下达收缩和放松肌肉的指令,因此中毒后会出现手脚麻痹、呼吸困难的症状,不到10分钟,全身就会麻木,很快就会窒息死亡。这也是蛇毒中起效最快的一种。在对这种蛇毒的毒液进行深入分析后,科学家发现它的成分里含有一种物质,具有镇痛作用。它与现在所有所知的镇痛类药物完全不同,属于一种崭新的镇痛药。目前,缓解晚期癌症患者的剧烈疼痛,一般使用麻醉药品吗啡。黑曼巴蛇毒素的镇痛效果与吗啡相差无几,而且副作用更小(吗啡的副作用包括恶心、抑制呼吸等),产生药物成瘾的危险性也较低。这一发现为人类治疗疾病开启了一扇崭新的大门,不久的将来,我们或许可以用毒物来对付一些更加难以治愈的疾病。
目前,欧洲生物学家研究了203种有毒动物,从箭毒蛙到大黄蜂,从芋螺到大胡蜂,总共确定了25 000多种不同的毒素。他们从这25 000多种毒素中选出4 000种肽,在实验室中复制出了它们。4 000种分子还只是九牛一毛。研究人员正在测试这些分子对不同疾病的治疗作用,如炎性疾病、糖尿病或肥胖症,其中有30多种已经显现出成为药物的可能。未来4年内的成果数量是此前全部成果的十多倍。看来毒液很快就将在药典中取得一席之地,与合成化学及其他自然分子并列。这一次,毒液将不再是故弄玄虚的护身符,而是真正的药物,甚至有可能比化学药物更能满足21世纪对效率和安全性的要求。