蜂毒化學(xué)成分及其作用機(jī)理研究進(jìn)展

陳會良　賀紹君

摘要 蜂毒是一種具有高度藥理學(xué)和生物活性的天然生物毒素，其在抗菌、抗病毒、抗炎、鎮(zhèn)靜、降壓、抗輻射、抗腫瘤以及提高免疫力等方面具有較高的應(yīng)用價(jià)值。從蜂毒的化學(xué)成分和毒性作用機(jī)理方面進(jìn)行了綜述，以期為蜂毒的研究和利用提供參考。

關(guān)鍵詞 蜂毒；化學(xué)成分；毒性

中圖分類號 S896 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）05-01406-03

Abstract Honeybee venom is a kind of highly pharmacology and biological activity of natural biological toxins. It has a higher application value in antimicrobial， antiviral， antiinflammatory， sedative， antihypertensive， antiradiation， antitumor and immunity enhancement. The chemical composition， toxic action mechanism was reviewed， so as to provide reference for research and utilization of honeybee venom.

Key words Honeybee venom； Chemical composition； Toxicity

蜂毒是一種具有高度藥理學(xué)和生物學(xué)活性的天然生物毒素，其在抗毒、抗病毒、抗炎、鎮(zhèn)靜、降壓、抗幅射、抗腫瘤以及提高免疫力等方面具有較高的應(yīng)用價(jià)值。筆者從蜂毒的化學(xué)成分和毒性作用機(jī)理方面進(jìn)行了綜述，以期為蜂毒的研究和利用提供參考。

1 蜂毒的理化特性

蜂毒（Hneybee venom）是工蜂毒腺和副腺分泌出的具有強(qiáng)烈刺激性、苦味和芳香氣味的一種透明液體，貯存于毒囊中，蟄刺時(shí)由蟄針排出。當(dāng)工蜂的蟄刺刺入異體后，蜂體和蟄針上下滑動，使蟄針越刺越深，伴隨著節(jié)奏性收縮，將毒液不斷注入被刺的體內(nèi)[1]。一般每只工蜂大約能排出0.3 mg左右的蜂毒，生長到18日齡毒液量不再增加，毒腺細(xì)胞開始退化萎縮，但蜂毒始終貯存在毒囊中。另外，1只蜜蜂的毒液從毒囊中排出后，就沒有毒液補(bǔ)充了[2]。蜂毒水含量為80%～88%，干物質(zhì)中蛋白質(zhì)類占75%，灰分占3.67%，pH為5.0～5.5 ，比重為1.1313。蜂毒溶液較不穩(wěn)定，干燥的蜂毒穩(wěn)定性較強(qiáng)，新鮮的蜂毒在常溫下很快揮發(fā)成骨膠樣塊狀，干重僅占液體重的30%～40%。蜂毒干粉極易溶于水、酸和甘油，不溶于乙醇[3]。精制干粉在4 ℃下可保存數(shù)年，活性質(zhì)量不變。蜂毒可被氧化物和消化酶類所破壞，在胃腸消化酶的作用下很快失去酶活性，這是因?yàn)榉涠局泻芏嗌锘钚猿煞譃殡念愇镔|(zhì)，容易被蛋白酶分解破壞。蜂毒干粉對人體的口腔粘膜、眼角膜和鼻粘膜有強(qiáng)烈的刺激作用。

2 蜂毒的成分

蜂毒主要是由多肽類、脂類、活性酶類、生物胺類、糖類和其他揮發(fā)性物質(zhì)以及各種游離氨基酸等多種成分組成的復(fù)雜混合物。已知蜂毒含有約60種酶類，主要有酸性磷酸單脂酶、透明質(zhì)酸酶、磷脂酶B、磷酸脂酶A2等[4]；多肽類有蜂毒明肽（Apamin）、溶血肽（Melittin）、肥大細(xì)胞脫粒肽（Mast cell degranulating peptide，MCDP）、心臟肽（Cardiopep）、鎮(zhèn)靜肽（Secapin）、托太品（Tertiapin）、阿托拉品（Adolapin）、組胺肽（Procamine）、蛋白酶抑制劑等；生物胺類有多巴胺、組胺、去甲腎上腺素等，其他物質(zhì)還有果糖、脂類（乙酸異戊酯）、葡萄糖、膽堿、甘油、蟻酸、磷酸、脂肪酸、游離氨基酸等。

2.1 活性酶類

2.1.1 透明質(zhì)酸酶（Hyaluronidase，Hya）。1940年首次發(fā)現(xiàn)蜂毒中存在透明質(zhì)酸酶[5]。Hya是蜂毒中的一個(gè)主要過敏原，分子量為40.746 kD，是蜂毒中分子量最大的組分，約占蜂毒干重的1%～3%[6]。Hya屬于糖蛋白，是催化透明質(zhì)酸β1，4糖苷鍵水解，產(chǎn)生的一種βN乙酰D氨基己糖苷酶，具有加快蜂毒在局部組織間擴(kuò)散和滲透的作用，在藥學(xué)、醫(yī)學(xué)、生物膜離子通道研究等方面具有重要作用。Hya是蜂毒中的擴(kuò)散因子，使細(xì)胞之間的透明質(zhì)酸發(fā)生水解，細(xì)胞間出現(xiàn)空隙，蜂毒中的其他組分可以順利進(jìn)入機(jī)體組織。雖然Hya本身無毒性，但它能增強(qiáng)毒素對細(xì)胞組織的損傷作用 。

2.1.2 磷酸脂酶A2（Phospholipase A2，PLA2）。PLA2是一種糖蛋白，約占蜂毒干重的10%～12%。PLA2含有128個(gè)氨基酸殘基，碳水化合物共價(jià)結(jié)合于其肽鏈的第13位點(diǎn)天冬酰胺上，屬于N-聚糖類型[7]。PLA2能使卵磷脂分解成溶血卵磷脂，后者可導(dǎo)致細(xì)胞溶解，具有間接溶血功能，被稱為“間接的溶血毒素”。同時(shí)，它還具有催化磷脂脂酰鍵水解、能夠破壞細(xì)胞膜上磷脂層的活性，因此PLA2是研究生物膜、脂蛋白中磷脂等結(jié)構(gòu)的重要工具酶，是用于腫瘤、心血管疾病等治療的重要成分，也可用于醫(yī)藥食品工業(yè)中卵磷脂、油脂的深加工[8]。蜂毒中的溶血肽可以增強(qiáng)PLA2的活性。PLA2可以釋放組胺，其作用機(jī)制是產(chǎn)生的溶血卵磷脂使肥大細(xì)胞內(nèi)顆粒與細(xì)胞膜融合，釋放出組胺。PLA2本身無毒性或毒性很小，主要起協(xié)同溶血肽的作用。這種協(xié)同作用是一個(gè)非常有效的細(xì)胞溶解機(jī)制，對蜜蜂而言在生理上也是很重要的。由于其分子量較大（20 kD），是蜂毒中最主要的過敏原，受蜂螯刺的人發(fā)生過敏反應(yīng)是由這種物質(zhì)在體內(nèi)產(chǎn)生的抗體引起的。另外有研究表明PLA2能有效提高阿爾茨海默病早期的認(rèn)知能力[9]。

2.2 多肽類

2.2.1 蜂毒肽（Melittin）。蜂毒肽又稱為溶血肽，是蜂毒的最主要成分，是一種堿性蛋白質(zhì)，約占蜂毒干重的40%～60%[10]。Melittin由26個(gè)氨基酸殘基組成，中間區(qū)域具有19個(gè)疏水性氨基酸殘基，因其分子中存在3個(gè)精氨酸殘基和2個(gè)脯氨酸殘基，使其成為一個(gè)強(qiáng)堿性肽，分子量為2.84 kD。Melittin在水溶液中表現(xiàn)出形成不同寡聚體的傾向，主要以四聚體的形式存在。Melittin具有潛在膜活性，其寡聚體可在細(xì)胞膜上形成親水性小孔，使胞內(nèi)離子外流，引起滲透性改變，從而導(dǎo)致細(xì)胞組織的溶解。由于蜂毒肽分子結(jié)構(gòu)的獨(dú)特性，使其具有重要的生物學(xué)功能。例如，能引起血液紅細(xì)胞溶血，促使肥大細(xì)胞釋放組胺，刺激皮質(zhì)激素釋放而產(chǎn)生抗炎作用、抗輻射作用，在醫(yī)學(xué)上對艾滋病和腫瘤的防治有重要作用，另外在生物農(nóng)藥的開發(fā)方面也具有重要意義。由于Melittin具有分子量小且能與鈣調(diào)蛋白高度親和的優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是研究鈣調(diào)蛋白的模型肽[11]。Melittin是迄今為止人類已知的抗炎活性最強(qiáng)的物質(zhì)之一，其抗炎活性是氫化可的松的100倍。它具有類激素樣的作用，但無激素類的副作用[12]。Melittin的鎮(zhèn)痛作用也比較明顯，鎮(zhèn)痛強(qiáng)度約為嗎啡的40%且鎮(zhèn)痛時(shí)間持續(xù)較長，尤其是沒有水楊酸類對消化道的刺激和甾體類的免疫抑制作用方面的副作用。Melittin具有抗病毒抗菌作用，能抑制20多種革蘭氏陽性和陰性細(xì)菌的生長繁殖，特別是可以抵抗對青霉素具有耐藥性的金黃色葡萄球菌，這在細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性不斷增加的今天更引起了人們的特別關(guān)注，Melittin還能增強(qiáng)青霉素類和磺胺類藥物的抗菌效果[13]。以雞血紅細(xì)胞作為材料，采用多種生化分析技術(shù)研究蜂毒肽作用生物膜的機(jī)理，表明蜂毒肽可以抑制紅細(xì)胞膜上的Na+-K+-ATP酶的活性，同時(shí)也抑制細(xì)胞內(nèi)葡萄糖-6-磷酸脫氫酶的活性，證實(shí)Melittin與其他抗微生物多肽的抗菌作用途徑不同[14]。Melittin通過與膜結(jié)合的方式干擾細(xì)胞正常功能，同樣也可破壞細(xì)菌胞膜達(dá)到溶菌的目的。蜂毒素及其6個(gè)衍生物都可以激活受HIV感染的T淋巴細(xì)胞的功能，抑制HIV復(fù)制，降低病毒的感染力[15]。

2.2.2 蜂毒明肽（Apamin）。蜂毒明肽的分子量2.035 kD，約占蜂毒干重的1%～2%。蜂毒明肽由2個(gè)二硫鍵連接的18個(gè)氨基酸殘基構(gòu)成，是動物神經(jīng)毒素中最小的一種神經(jīng)毒素。Apamin是由含有46個(gè)氨基酸的明肽前體在蜜蜂毒腺中經(jīng)過水解酶水解作用后，排到蜜蜂毒囊中貯存[16]。Apamin可以影響細(xì)胞內(nèi)Ca2+代謝，并通過結(jié)合存在于各種細(xì)胞的鈣依賴的鉀通道而破壞膜極化。因其在調(diào)節(jié)神經(jīng)元活性中發(fā)揮重要作用而被認(rèn)為是一種神經(jīng)毒素。Apamin能激活鉀通道和阻斷鈣離子通道，并能穿透血腦屏障作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，產(chǎn)生強(qiáng)烈的神經(jīng)毒素作用，同時(shí)低濃度Apamin可以通過調(diào)節(jié)腎上腺素的釋放，增加學(xué)習(xí)和記憶功能，增加下丘腦的去甲腎上腺素、5-羥色胺和多巴胺的含量，改善心功能，進(jìn)而能預(yù)防全身性心血管衰竭等疾病[17]。由于Apamin對一些受體具有較高的親和力和特異性選擇，因此蜂毒明肽還被用作藥理學(xué)探針，以純化離子通道蛋白和鑒定離子電流等。

2.2.3 肥大細(xì)胞脫粒肽（Mast cell degranulating peptide，MCDP）。肥大細(xì)胞脫粒肽又稱為401肽，由22個(gè)氨基酸殘基組成，分子量為2.48 kD，是一種堿性較強(qiáng)的肽，約占蜂毒干重的1%～2%。MCDP能使肥大細(xì)胞脫粒釋放組胺，釋放組胺能力比蜂毒明肽強(qiáng)10～100倍[18]。MCDP可以直接與肥大細(xì)胞膜上的鈣通道蛋白酸性側(cè)鏈基團(tuán)反應(yīng)，開放鈣通道，鈣向細(xì)胞內(nèi)流，使肥大細(xì)胞脫粒。MCDP具有2種相互拮抗的生物學(xué)效應(yīng)。一方面，低濃度的MCDP又可以促使肥大細(xì)胞脫粒，進(jìn)而引起炎性反應(yīng)；另一方面，MCDP能使細(xì)胞脫顆粒沉淀，釋放出組胺和5-羥色胺，具有明顯的抗炎作用。 MCDP的這種抗炎活性比同劑量的氫化可的松、吲哚美辛、保泰松、新安替根或水楊酸鈉強(qiáng)2～100倍[19]。另外，MCDP還具有較強(qiáng)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)活性，能阻斷電壓依賴性鉀通道，是一種可誘發(fā)癲癇的神經(jīng)毒素。試驗(yàn)表明，MCDP能有效對抗試驗(yàn)性佐劑誘導(dǎo)的大鼠關(guān)節(jié)炎的發(fā)生，而且在病變發(fā)生后還能明顯減少原發(fā)性和繼發(fā)性的組織損傷[20]。

2.2.4 鎮(zhèn)靜肽（Secapin）。Secapin由25個(gè)氨基酸殘基組成，1個(gè)二硫鍵位置為Cys9Cys20，其分子量為2.75 kD，約占蜂毒干重的1%，是一種堿性多肽。Secapin的生物活性類似于蜂毒肽具有消炎、降壓、鎮(zhèn)靜、抗菌、降低體溫等藥理學(xué)活性。另外，Secapin與其他的蜂毒成分同時(shí)使用可以有效治療神經(jīng)炎、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、心腦血管等多種疾病。Gauldie等[21]通過給小鼠皮下注射Secapin，小鼠僅出現(xiàn)安靜，豎毛和體溫略有降低等現(xiàn)象。因此，認(rèn)為Secapin是蜂毒多肽中唯一沒有毒性的多肽。

2.2.5 阿托拉品（Adolapin）。Adolapin 約占蜂毒干重的1%，由103個(gè)氨基酸殘基組成。Adolapin具有強(qiáng)烈的鎮(zhèn)痛作用，在前列腺素、角叉菜膠和佐劑性引起的大鼠后爪水腫以及在佐劑性多重關(guān)節(jié)炎中起到了顯著的抗炎活性；在大鼠Randallselitto 試驗(yàn)和小鼠醋酸扭體試驗(yàn)中均表現(xiàn)出鎮(zhèn)痛作用。ED50分別為 0.016和0.013 mg/kg，該作用與抑制前列腺素合成酶有關(guān)[22]。以前人們對蜂毒的研究多局限于對血液、神經(jīng)、心血管等系統(tǒng)的直接作用而產(chǎn)生抗炎、抗菌、抗高脂血、抗凝血、抗輻射等多種生物學(xué)功能。近年來研究發(fā)現(xiàn)蜂毒中的多肽類物質(zhì)可能在機(jī)體免疫系統(tǒng)中起調(diào)節(jié)作用，可以通過刺激垂體-腎上腺軸系統(tǒng)，使血液中皮質(zhì)醇激素水平升高，從而間接地影響機(jī)體免疫功能[23]。

2.3 生物胺類 1935年，永光軍一郎就發(fā)現(xiàn)蜂毒中有組織胺[24]。蜂毒中釋放組胺成分有PLA2、MCDP和Melittin。Melittin通過毀壞肥大細(xì)胞和亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)而釋放出組胺，MCDP通過發(fā)動（扳機(jī)作用）正常肥大細(xì)胞解體，使其中組胺被釋放。MCDP釋放組胺的能力為Melittin的10～100倍[25]。PLA2能間接通過促進(jìn)卵磷脂轉(zhuǎn)變?yōu)槿苎蚜字?，溶血卵磷脂具有釋放組胺作用。此外，蜂毒內(nèi)尚有傳遞組胺的物質(zhì)即透明質(zhì)酸酶，因而使其組胺樣作用更加明顯[26]。組胺、5-羥色胺和乙酰膽堿是蜂蜇引起疼痛的主要物質(zhì)，其中5-羥色胺作用更加明顯。組胺是蜂毒中的主要成分，其含量與蜂齡有關(guān)，在蜂齡35～45 d達(dá)到高峰。組胺毒性較低，對小鼠LD50為1 300 mg/kg，另外組胺還能使毛細(xì)血管擴(kuò)張，滲透增加，機(jī)體局部疼痛加重[27]。

3 小結(jié)

蜂毒是具有廣泛生理活性并經(jīng)受長期臨床實(shí)踐考驗(yàn)的天然藥物，在消炎、抗菌、鎮(zhèn)靜、抗輻射、降壓、抗腫瘤及提高免疫力等方面具有較高的應(yīng)用價(jià)值，特別是在治療疑難雜癥上常收到意想不到的效果。今后，應(yīng)從現(xiàn)有蜂毒資源中充分發(fā)掘其生理活性功能，廣泛開展蜂毒分子作用機(jī)制和功能基因改造研究，不僅能夠減少活蜂取毒的成本，而且對生物制藥和蜂業(yè)發(fā)展也有重要現(xiàn)實(shí)意義。另外，由于蜂毒來源豐富，毒副作用少，應(yīng)用范圍廣，療效顯著，因此蜂毒的藥理研究和其產(chǎn)品開發(fā)及利用具有廣闊的發(fā)展前景。

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