蛇毒,既是致命毒藥,也是救命良藥

來源:返樸
作者:皮卡龍妙蛙
今年是十二生肖中的蛇年。在不同文化中,蛇都有死亡與危險的象徵,但同時它也代表智慧和重生。這種雙重性體現了自然與人類文明的深刻聯絡:許多毒蛇具有很強的致命性,但科學家發現其毒液也是治病良藥,自然界的“死亡武器”正蛻變為拯救生命的醫學奇蹟。
2025蛇年迎新 | 圖源:GPT4生成
在很多古老傳說和中國的十二生肖文化中,蛇象徵著智慧與力量,也伴隨著危險與神秘,而這種雙重性同樣體現在它的“毒液”之中。從古代草藥到現代實驗室,科學家發現蛇毒不僅是蛇捕獵的“武器”,更是自然界的寶貴資源,它精準而強效,如今已成為新藥開發的重要來源。透過科學的力量,蛇毒正從“致命武器”轉化為“治癒良藥”。在這個蛇年,讓我們一同探索蛇毒的奧秘,看它如何拯救生命。
蛇毒的本質
蛇毒是蛇類漫長演化過程中形成的一種獨特“生物武器”。毒液由蛇頭部兩側的毒腺分泌,透過肌肉擠壓從導管相連的毒牙射出,其化學成分極其複雜,主要由酶類、蛋白質和肽類組成,每一種分子都承擔著特定的“殺傷任務”。這些分子之間相互協作,使得毒液在獵物體內的作用迅速且致命。不同的蛇毒能讓獵物產生不同的“死法”,包括干擾獵物神經訊號的傳遞,導致癱瘓或呼吸衰竭的“神經毒”(Neurotoxins),破壞血液細胞和血管壁,造成內出血或器官衰竭的溶血毒(Hemotoxins),直接導致細胞溶解或壞死的細胞毒(Cytotoxins),以及兼具幾種效果、“超級加倍”的混合毒。
毒蛇在噴射毒液(左)以及毒腺的大致結構(右)| 圖源:London Natural History Museum; NoPainNoGain/Shutterstock
蛇毒的致命性源自它的高度精準作用機制。每一種蛇的毒液都對人體有著不同的影響,而它們共同的特點是具有極強的效能。以眼鏡蛇為例,其毒液富含神經毒素,這些毒素能夠與神經細胞表面的受體結合,阻止神經訊號的正常傳遞。可以將神經毒素比作“斷電器”,它們透過切斷神經與肌肉之間的聯絡,使肌肉失去響應能力,特別是呼吸肌。如果人不幸中毒,人體便無法正常呼吸,最終會因為呼吸衰竭而死亡。這種機制的精準性和致命性令人不寒而慄。
與此不同,響尾蛇的毒液則透過破壞血液中的凝血因子和血小板,導致血液無法凝固。正常情況下,血液會迅速在傷口處凝結,防止過多出血。但在響尾蛇毒液的作用下,血液會變得無法止血,傷口出血不斷,最終可能因為失血過多而致命。這種情況就像是水袋漏水,水源源不斷地流出,無法儲存和儲存,直至水源耗盡。
一些蛇種的毒液更為複雜,像眼鏡蛇和響尾蛇的混合毒液,融合了神經毒、血液毒和溶血毒等多種成分。蛇毒的這種多重致命作用,展示了它對人體的攻擊方式不僅迅猛,而且廣泛,能夠在極短的時間內造成多重器官的損傷。因此,蛇毒的研究,尤其是解密其複雜成分和作用機制,成為了生物學和醫學領域的一大挑戰。
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不同的毒蛇咬傷的後果 | 圖源:Nature.com
研究和應用蛇毒的基礎,是毒液的採集。為了收集蛇毒,通常需要藉助專門的工具,研究人員會小心地將蛇的毒牙輕輕壓迫,促使毒液透過毒腺進入容器。這一過程可以說是技術與膽量的結合,稍不留神,毒蛇就可能在“擠毒”過程中突然反擊,將毒牙深深刺入研究人員的手臂,後果可能是致命的。
為了保護毒蛇,科學家們往往會根據蛇的毒液分泌週期,設計合理的採集計劃,避免過度干擾它們的自然生活。對於那些需要定期採集毒液的蛇種,科學家們甚至會建立“毒液採集農場”,這些地方看似是普通的蛇舍,實際上是毒液研究的重要基地。在這些“農場”中,毒蛇們被精心照料,它們生活在接近自然環境的條件下,既能保持良好的狀態,又能為研究提供源源不斷的毒液。
蛇毒的採集 | 圖源:Australian Reptile Park
蛇毒製藥:從致病到治病
回顧人類歷史,不同的文化中對蛇毒的記載都充滿著敬畏以及好奇。在中國古代典籍《本草綱目》中,李時珍詳細記錄了蛇毒的藥用功效,並提出“以毒攻毒”的理念。而在西方,希臘神話中蛇被視為治癒和再生的象徵,比如醫神阿斯克勒庇俄斯的手杖上就纏繞著一條蛇,這一形象如今是全球醫學的標誌。這些傳說與象徵不僅揭示了蛇在古時候的人類心中的地位,也傳遞了一個重要的資訊:雖然他們不瞭解毒液的科學原理,但蛇毒並非只有“毒害”,也與人類健康有著密切的聯絡。
隨著時間推移,人類對蛇毒的研究從經驗性逐步轉向科學性,蛇毒的成分和作用機理被逐漸揭示,為現代藥物開發開闢了新天地。
其中,巴曲酶(Batroxobin)是一種從蛇毒中提取的常用止血藥物,其發現和研究歷史可以見證科學探索的突破與對蛇毒性質的深刻理解。20世紀50年代,科學家們發現,巴西箭毒蛇(Bothrops jararaca)的毒液具有特殊的血液凝固作用,能快速促使血液凝結形成血塊。進一步的分離純化發現,這種酶選擇性地作用於血液中的纖維蛋白原,使其轉化為纖維蛋白,從而加速血液凝固,有效促進傷口快速止血,但不會導致異常血栓的形成。這種酶的特性讓它在外科手術和創傷治療中展現出巨大的潛力。1998年,我國科學家開始嘗試從中國本土特有蛇種——尖吻蝮蛇(Deinagkistrodon acutus)毒液中提取血凝酶,最終十年磨一劍,於2009年正式上市(商品名為“蘇靈”),成為中國首個具有自主智慧財產權的蛇毒血凝酶類國家一類新藥。現如今,各種創傷較大、易出血的手術中(如肝臟手術、神經外科手術)中都會預防性或治療性應用蛇血凝酶製劑來降低出血。
我國研發的部分蛇毒凝血酶製劑 | 圖源:網路
蛇毒不止止血這一個藥用價值。考慮到蛇毒的成分可以精確地作用於人體內的特定靶點——例如作用於神經遞質受體、血液凝結因子或肌肉細胞表面受體,這種“精準打擊”的特性,使蛇毒成為許多藥物開發的天然模板。比如前文提到的巴西箭毒蛇,在20世紀60年代,科學家又從其毒液中提取出一種緩激肽,這種成分能夠抑制人體內的血管緊張素轉換酶(ACE),從而有效降低血壓。這一發現直接催生了抗高血壓藥物卡託普利(Captopril)的誕生,成為全球第一個ACE抑制劑類抗高血壓藥物,並廣泛用於心血管疾病治療。
還有一些蛇毒的溶血毒素可以有效抑制血液凝結。這一特性被科學家改造後,開發出抗凝血藥物阿加曲班,用於治療血栓和其他凝血相關疾病;類似的還包括止痛藥、抗凝血藥的研製等等。更令人驚訝的是,近年來一些毒蛇的毒液成分被發現具有抑制腫瘤細胞生長的能力。例如,東南亞眼鏡蛇的毒液中提取出的毒素能選擇性攻擊癌細胞,而不影響健康細胞,這一特性為癌症治療也帶來了新的研究方向。
安全和危險的界限
蛇毒的存在,作為大自然中演化出的極致“武器”,是為了快、準、狠的致命獵殺。它讓人敬畏又好奇:為什麼被蛇咬可能致命,而蛇毒卻能開發出治療疾病的藥物?藥物的核心理念是“靶向性”,即針對病變區域的特定分子或細胞發揮作用,而當科學家們開始研究蛇毒時,最先被注意到的正是它的“精準攻擊”的靶向性,這種特性讓蛇毒成為藥物開發的理想模板。
然而,蛇毒的研究與開發並非一帆風順。毒液來源的稀缺性、毒性成分的去除以及藥物副作用的控制,都是科學介面臨的挑戰。人類的創造力,使得蛇毒從“殺手”蛻變為“救星”,書寫了“毒與藥”之間的奇妙篇章,更提醒我們大自然的每一種物質都可能蘊藏著無限的可能性。
在蛇年這個特別的年份,讓我們重新審視蛇毒的雙重面孔。它既是大自然的生物武器,也是現代醫學的治癒之匙。未來,隨著科學技術的不斷進步,蛇毒的潛力將繼續被挖掘,為人類的健康事業提供更多的解決方案,蛇毒將繼續書寫它從未停止的傳奇故事,讓科學與自然共舞。
參考文獻
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Bill_Haast
[2] https://en.wikipedia.org/wiki/Snake_venom
[3] https://www.nature.com/articles/s42003-024-06019-6/figures/1
[4] https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0041010115300155
[5] https://m.kjcxpp.com/HTML/wap/Article/9341.shtml
[6] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2589909020300435
[7] https://www.nature.com/articles/s41570-022-00393-7

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