假期出游小心蛇!谁发现了抗蛇毒血清?降压药竟然提取自蛇毒?!

海军医生与蛇毒血清疗法的发现

阿伯特·卡密特(Albert Calmette,1863年〜1933年)出生于法国尼斯。他在少年时期曾立志成为水手,20岁那年,卡密特以海军舰队助理医生的身分被派往远东服务。就在这段时间,他遇见一位在香港医学院任职的曼森(Patrick Manson)医师,卡密特在曼森医师的指导下,研究蚊虫如何传递丝虫的幼虫给新的病人。他于1885年回到法国,并以一篇研究丝虫病的博士论文获得巴黎大学医学博士学位。

阿伯特·卡密特(Albert Calmette)

1887年他又被派赴位在大西洋纽芬兰南方的圣皮尔瑞与米魁隆两个岛屿,照顾当地大约六千位居民(大多为渔夫)的健康。地理上的偏僻并没有停止他追求科学的脚步,就在这段时间,他阅读到一篇刊登在巴斯德研究所学刊上有关培养细菌的论文,于是他按照论文上所叙述的方法,自行尝试分离细菌。

卡密特所选取的对象是当地的腌鳕鱼,这种腌制品常被一种细菌污染而产生红斑,因而降低品质,甚至无法销售。他按照文章上所叙述的方法成功地分离出这种造成红斑的细菌,此外,他还证实这种细菌来自卡迪兹的进口海盐。他还发现在腌渍鳕鱼的卤汁中,只要加入亚硫酸钠,便可以有效地抑制内孢子的萌发并防止红斑的产生。他的发现大大改善了当地渔制品的品质。

1891年4月1日,法国健康事务部在越南的西贡市(现已改名为胡志明市)设立了一个研究实验室。在巴斯德的推荐下,卡密特被任命为这个实验室的主任。这个实验室成立后不久,便改名为西贡巴斯德研究所。

越南盛产眼镜蛇,卡密特也对眼镜蛇蛇毒感到兴趣,他研究蛇毒所造成的病理反应以及各种治疗方法。根据当时一位名叫拉色达(de Lacerda)的学者在南美洲的研究发现,过锰酸钾可以中和蛇毒;但是一旦蛇毒从伤口扩散到组织内,就无能为力了。卡密特则发现1% 的氯化金可以防止蛇毒发作。现在我们分析这可能是因为高锰酸钾的氧化性或者金盐产生络合性使得蛇毒的多肽产生构象变化而失活。

先前几年,法国巴斯德研究所的鲁克斯以及耶尔森两人已发现白喉菌所分泌的外毒素,是导致白喉症状的主要因素;冯·贝林以及北里柴三郎也发现了利用免疫的方法来防治白喉与破伤风毒素所造成的伤害。这些发现使得卡密特受到很大的鼓舞,此时他心中已逐渐意识到免疫血清是对抗眼镜蛇蛇毒的最有效方法。

他尝试给实验动物注射蛇毒,利用这些动物来制造蛇毒免疫血清。然而经过两年的努力,卡密特并没有成功,由于工作压力太大,同时又感染上严重的痢疾,终于被遣调回法国。虽然在这段时间卡密特制造眼镜蛇毒血清的工作并没有完全成功,但是在他的领导之下,西贡巴斯德研究所已成为世界研究细菌学的一个重镇。直至今日,该研究所仍竖立着一座当时建造的卡密特半身纪念铜像。

卡密特回到巴黎之后,进入巴斯德研究所鲁克斯的实验室,继续研究抗蛇毒血清。1894年,他终于成功地开发出可以对抗眼镜蛇蛇毒的血清。接着他又研究其他的毒蛇蛇毒,包括欧洲腹蛇、澳洲虎蛇以及一种黑毒蛇。1895年年底,他首先用马血清来治疗被毒蛇咬伤的病人。次年,他应邀到英国伦敦的医师与外科医生皇家学院,演讲与示范如何用抗蛇毒血清来治疗被毒蛇咬伤的病人,从此革命性地改变了人类治疗毒蛇咬伤的传统方法。

不容乐观的蛇毒防治状况

经过人们的不懈努力,已经可以大致地勾画出世界毒蛇的分布。现在在许多热带和亚热带国家,蛇咬伤是一个被忽视的公共卫生问题。每年约有500万人被蛇咬伤,造成多达250万例毒蛇咬伤中毒(因蛇咬中毒),至少有10万人死亡,并导致大约30多万人被截肢和造成永久性残疾。这些咬伤大多发生在非洲、亚洲和拉丁美洲。据估计,仅非洲每年就有100万人被蛇咬伤, 约一半的蛇咬伤者需要治疗。毒蛇咬伤中毒主要涉及卫生系统最为薄弱、医疗资源极其匮乏的国家,这类创伤在贫穷农村社区的妇女、儿童和农民当中较为常见。

这隐身术已经练得炉火纯青了

一方面,在许多蛇咬伤事件频发的国家,由于卫生系统基础设施不足、资源匮乏,无法就蛇咬伤数量和类型的数据进行科学的统计。例如,在尼泊尔,由 于90%的人口生活在农村地区,2000年卫生部报告的蛇咬伤事件为480例,其中22人死亡,而在某地区(尼泊尔东部地区)的社区研究报告中,所收集的同年的统计数字则详细列明有4078人被蛇咬伤,396人死亡。

另一方面,由于需求量小,一些生产商停止了生产,某些抗蛇毒血清的价格急剧上涨,使得大多数有需要者无力负担治疗费用。价格不断上涨进一步抑制了需求,在一些地区,此种治疗服务明显减少,甚至被完全取消。一些市场上流入的不适当种类、未经测试或甚至是假冒产品的抗蛇毒血清,也使公众对抗蛇毒血清治疗的信心受挫。在非洲和亚洲部分国家,抗蛇毒血清供应短缺已成为迫在眉睫的重要问题。

我国抗蛇毒血清的研究

我国有关抗蛇毒血清的研制和生产始于20世纪30年代后期,发展于20世纪60年代。它是将一种蛇毒小剂量多次注射到马体内,使其血液中产生足够的抗体,再分离出血清,经一系列严格的提炼,就成为“精制抗蛇毒血清”。将这种血清注入蛇伤者体内后,一遇上相应的蛇毒,就会使其丧失毒性。

至1993年,我国已成功研制了6种抗蛇毒血清,目前可供临床应用的有4种:抗蝮蛇毒血清、抗五步蛇毒血清、抗银环蛇毒血清和抗眼镜蛇毒血清。它们都是单效价的,即抗五步蛇毒血清用于治疗五步蛇伤,抗眼镜蛇毒血清用于治疗眼镜蛇伤等。但是,我国陆地的剧毒蛇有十多种,如果被没有抗蛇毒血清的蛇种咬伤后怎么办?目前,研究人员已经摸索出可采取同科属血清治疗同科属蛇伤的办法,如对眼镜王蛇伤,可用抗眼镜蛇毒血清与抗银环蛇毒血清配伍。对烙铁头蛇伤,可用抗五步蛇毒血清或抗蝮蛇毒血清。对竹叶青蛇伤,可用抗五步蛇毒血清与抗蝮蛇毒血清配伍,比单用其中一种血清效果好。

降压药——蛇毒与药物研发

一般地,人们将蛇毒大致分为以下几种:血液循环毒素、神经毒素、混合毒素、细胞毒素。蛇毒血清的成功研制依赖于人们对蛇毒的认识并进一步地理解和改良治疗手段。尽管研究蛇毒比较危险,但一般来说越强的毒性意味着越强的生物活性,而且如果防护得当人们可以很安全地研究并使用这些毒物。事实上,一些在临床上应用得颇为成熟的药物正是从蛇毒研发而来的。

血管紧张素转化酶(ACE)抑制剂是一种抑制血管紧张素转化酶功能的药物。它们被广泛用于治疗高血压、充血性心力衰竭和心脏病。血管紧张素转化酶抑制剂的发现源于蛇毒,第一个血管紧张素转化酶抑制剂——替普罗肽(teprotide),是1971年从有毒的巴西腹蛇的蛇毒提取液中分离出来的。

1965年,牛津大学的万恩教授(John Vane,1982年诺贝尔生理学或医学奖得主)的一位巴西籍博士费雷拉(Sergio Ferreira)带给了他一些剧毒的巴西腹蛇的蛇毒液的干提取物,被该蛇咬过并中了此蛇毒后,人的血压会下降。1967年,万恩说服了他的同事巴克尔(Mick Bakhle)用费雷拉的蛇毒提取液与体外制备的血管紧张素转化酶进行反应并观察实验结果,发现蛇毒是一种有效的血管紧张素转化酶抑制剂。将蛇毒注入人体肯定会使人致命,因此蛇毒本身并不是一种可直接应用的药物。万恩是制药公司施贵宝研究院的顾问,他建议施贵宝公司对蛇毒提取液进行研究。施贵宝公司市场部的职员对他的提议反应很冷淡,因为蛇毒中的有效成分包括多肽,而多肽不利于口服利用,胃的酸性环境可以诱使多肽分解成相应的氨基酸。

幸运的是,有两位实验科学家,生化学家库什曼(David Cushman)和有机化学家奥特梯(Miguel Ondetti)对此很感兴趣。他们分离出了具有较长持续作用时间的九肽(含有九个氨基酸的多肽)化合物,他们将其命名为替普罗肽 (teprotide),该药口服无效。施贵宝用5万美元的成本合成了一千克的替普罗肽,将替普罗肽注射到临床志愿者身上,发现它可以降压。库什曼和奥特梯有着敏锐的科研嗅觉,他们将替普罗肽分子切成一些小分子碎片,由此得到了具有较好口服生物利用度的药物。当将羧基换成巯基时,他们的研究获得了突破,新的化合物对ACE的抑制作用效果提高了2000倍。于是,这个新化合物就成为了第一个口服的ACE抑制剂——卡托普利。施贵宝在1978年后开始出售卡托普利,商标名为开博通。卡托普利是第一个具有商业价值的ACE抑制剂,由于它对治疗高血压极为有效,而获得了商业上的成功。

自然孕育了蛇和它的利器“蛇毒”,也让人类从中发现了降压药!神奇而惊喜的连锁反应!

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