后毒牙蛇類毒素研究進(jìn)展

綜述·講座

后毒牙蛇類毒素研究進(jìn)展

張志曉，葉鋒平，周衛(wèi)國，郭 平，鄭 穎，范泉水

后毒牙；蛇；游蛇科；蛇毒；蛇傷

全世界共有蛇類3000多種，600余種是有毒蛇。毒性較強(qiáng)的毒蛇主要集中在眼鏡蛇科(Elapidae)和蝰蛇科(Viperidae)，它們有管狀或溝狀的前毒牙。除此之外，游蛇科(Colubridae)的后毒牙蛇類因頻現(xiàn)傷人引起嚴(yán)重中毒事件，而逐漸引起人們的關(guān)注。游蛇科蛇種數(shù)量最多，有1700余種，分布范圍廣，有陸棲、樹棲和水棲。其中大部分是無毒蛇，小部分有毒蛇的毒腺又不同于傳統(tǒng)毒蛇，為杜氏腺(Duvernoy's gland)，位于蛇頭部上頜后方。另外某些蛇種頸背部還有頸背腺(nuchal gland)，里面的毒素來自于捕食的蟾蜍、蜥蜴等動(dòng)物的毒液[1-2]。游蛇科中也有劇毒蛇，如非洲樹蛇(Dispholidustypus)具有很長的后毒牙，被它咬傷后會(huì)引起出血并致死；非洲藤蛇(Thelotorniskirtlandicapensis)棲息在灌木叢中或樹上，也能咬人致死。李金榮等[3]之前對國內(nèi)后毒牙蛇的生理解剖、毒性實(shí)驗(yàn)及臨床案例進(jìn)行了綜述，本文將綜述重點(diǎn)放在后毒牙蛇類毒液成分上。

1 后毒牙蛇類的毒性及對人類危害

除了非洲樹蛇和藤蛇，20多年前日本就有虎斑頸槽蛇(Rhabdophistigrinus)咬人致死的報(bào)道。我國也有被虎斑頸槽蛇咬傷的病例，有些嚴(yán)重病例造成死亡。1994年牛青山等[4]解剖了137條采集自遼寧的虎斑頸槽蛇，發(fā)現(xiàn)其毒器由杜氏腺、毒牙和排毒管組成。杜氏腺位于口角上方上唇鱗內(nèi)側(cè)，較小，腺體無肌肉附著，平均產(chǎn)毒量為11.8 mg/條。由于目前國內(nèi)外治療蛇傷最有效的藥物仍是抗蛇毒血清，日本曾使用兔和山羊制備的抗虎斑頸槽蛇毒血清用于治療虎斑頸槽蛇咬傷并取得良好療效。近年來Morokuma等[5]收集了500條虎斑頸槽蛇的杜氏腺，提取毒液后免疫馬，制備了凍干抗蛇毒血清，用于臨床治療虎斑頸槽蛇咬傷患者。

該屬的紅脖頸槽蛇(R.subminiatus)也屢次發(fā)生咬人事件，英國[6]、泰國[7]及我國均有報(bào)道[8-9]。該蛇咬傷人后主要引起出血不止[10]，李其斌等[8]研究了紅脖頸槽蛇咬傷的患者，發(fā)現(xiàn)紅脖頸槽蛇咬傷后，會(huì)出現(xiàn)彌散性血管內(nèi)凝血(DIC)，繼而嚴(yán)重者引起腦出血、急性腎功能衰竭、肺出血等癥狀。通過輸血，使用止血抗纖溶、地塞米松、抗蝮蛇蛇毒血清、中草藥、抗生素以及抗休克藥物治療后，大部分患者出院，但也有2例分別因急性腎功能衰竭和腦出血而死亡。

南美洲綠棲林蛇屬(Philodryas)蛇類咬傷患者的報(bào)道比較常見。該蛇咬傷后主要引起咬傷部位腫脹、發(fā)熱、短暫出血，以及紅斑、甚至全身癥狀[11]。約40年前就有林蛇屬(Boiga)中的黃環(huán)林蛇(B.dendrophila)咬傷人的報(bào)道[12]。而另外一個(gè)蛇種棕林蛇(B.irregularis)在美國關(guān)島主要引起嬰幼兒咬傷，咬傷后癥狀有疼痛、腫脹、出現(xiàn)瘀斑，嚴(yán)重的甚至引起心率變緩和呼吸困難[13-14]。另外有一些蛇種雖然沒有咬傷人和動(dòng)物的報(bào)道，但由于這些蛇種也有杜氏腺，因此對于野外作業(yè)、活動(dòng)的人們來說是潛在的危險(xiǎn)[15-16]。

2 后毒牙蛇類的毒液成分

后毒牙蛇類的毒液成分與前毒牙蛇類有很大不同，但是也存在絲氨酸蛋白酶(serine protease)、金屬蛋白酶(metalloproteinase)、磷脂酶A2(phospholipase A2，PLA2)、磷酸二酯酶(phosphodiesterase)、乙酰膽堿酯酶(acetylcholinesterase，AchE)、L氨基酸氧化酶(L amino acid oxidase，LAO)、神經(jīng)毒素(neurotoxin)、富含半胱氨酸分泌蛋白(cystein-rich secretory protein，CRISP)等[17]。

非洲樹蛇毒液中主要含分子量為67 kDa的凝血酶、分子量65 kDa的金屬蛋白酶dispholysin A和高活性的PLA2[17-18]。非洲藤蛇毒液中也分離到分子量85 kDa的凝血酶[19]，但非洲藤蛇毒液中的PLA2活性較低[17]。此外，頸槽蛇屬、林蛇屬、環(huán)頸蛇屬(Diadophis)、大頭蛇屬(Leptodeira)、馬坡倫蛇屬(Malpolon)、琴蛇屬(Trimorphodon)毒液中也發(fā)現(xiàn)了PLA2的存在[20-21]。

虎斑頸槽蛇中存在分子量38 kDa的金屬蛋白酶，該金屬蛋白酶與Zn2+和Ca2+結(jié)合后具有蛋白水解活性[22]。另外Yamazaki等[23]在該蛇中發(fā)現(xiàn)了CRISP并命名為Trigin毒素，該蛋白與眼鏡蛇科和蝰蛇科的CRISP有很高的同源性。

有研究人員從綠棲林蛇屬的P.olfersii中分離出分子量為20 kDa的肌毒素和絲氨酸蛋白酶[17，24]。Peichoto等[25]從P.papatagoniensis中分離出了分子量為24 858.6 Da的CRISP，該蛋白可以造成骨骼肌損傷。另外該蛇種還分離出可以清除纖維蛋白原的金屬蛋白酶patagonfibrase以及CRISP、三指型神經(jīng)毒素[26]。通過進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)，Peichoto等[27]證實(shí)棲林蛇屬的3個(gè)蛇種P.papatagoniensis、P.olfersii和P.baroni毒液中均有金屬蛋白酶。

Lumumsden、Pawlak和Fry等[28-31]分別從黃環(huán)林蛇、棕林蛇中分離出三指型神經(jīng)毒素boigatoxin-A、denmotoxin和irditoxin，它們均為突觸后神經(jīng)毒素，這些毒素的晶體結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)三指型神經(jīng)毒素不同，具有5個(gè)二硫鍵，而且N末端多出了7個(gè)氨基酸殘基，該結(jié)果與Fry等從三索頜腔蛇(Coelognathusradiates)中分離出α型神經(jīng)毒素α-colubritoxin一致[32-33]。除了神經(jīng)毒素，林蛇屬中還存在金屬蛋白酶、乙酰膽堿酯酶、25 kDa的CRISP同源蛋白以及分子量8.5～11 kDa的數(shù)種蛋白[20-21，34]，Hill等[21]對12種游蛇進(jìn)行了毒液成分研究，發(fā)現(xiàn)這12種蛇均不存在絲氨酸蛋白酶，其中包括林蛇屬的3種蛇黃環(huán)林蛇、棕林蛇和綠林蛇(B.cyanea)?；谝陨暇C述，本文把危害較大的后毒牙蛇類毒液有毒成分和臨床癥狀列于表1。

表1 危害較大游蛇科蛇類毒液毒性成分和臨床癥狀

注：*該屬中的蛇種拉丁名尚無對應(yīng)的中文名稱

3 結(jié)語

目前的研究使人們清楚了后毒牙蛇類的毒器構(gòu)成、毒液的毒性成分，也對后毒牙咬傷的臨床癥狀的病因有了更深入的認(rèn)識(shí)，為了治療后毒牙蛇的咬傷，近年來還研發(fā)出了針對虎斑頸槽蛇的抗蛇毒血清用于臨床[5]。

但是后毒牙蛇類的研究還存在以下問題：(1)后毒牙蛇類咬傷臨床病例報(bào)道的不足，因?yàn)楹芏嗪蠖狙郎哳悅鹘y(tǒng)上認(rèn)為是“無毒蛇”，因此很多咬傷病例未報(bào)道或誤報(bào)道為其他前毒牙蛇類咬傷，另外很多偏遠(yuǎn)、落后地區(qū)雖然有大量蛇傷病例，但是未見報(bào)道。(2)由于后毒牙蛇類養(yǎng)殖經(jīng)驗(yàn)不足、經(jīng)濟(jì)效益較差，因此沒有商品化養(yǎng)殖，這造成研究的蛇源不足，需要大量去野外采集，對生態(tài)有一定影響。(3)后毒牙蛇類毒液的采集沒有好的方法，一般采用殺蛇采毒腺的方式收集毒液，不像前毒牙蛇類可以通過咬皿法、按摩采毒法、電刺激采毒法等不傷害蛇的情況下采集毒液。(4)游蛇科蛇類支系龐雜，不同種屬之間差異較大，給對照研究帶來一定的難度。(5)對后毒牙蛇類研究相對起步較晚，研究沒有前毒牙蛇類深入，毒液成分分離、純化工作做得相對較少，數(shù)據(jù)庫中提交的核酸、蛋白質(zhì)序列更少，因此，后毒牙蛇類的研究相對困難較多。

蛇毒是珍貴的生物資源，已從蛇毒中開發(fā)了許多具有臨床療效確切、安全性高的藥品，如利用巴西矛頭蝮(Bothropeatrox)毒液成分開發(fā)的止血藥物——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)蛇毒研發(fā)的治療血栓用藥)——降纖酶(defibrase)、利用眼鏡蛇(Naja)蛇毒開發(fā)的用于治療疼痛的藥物——克痛寧(cobratoxin)等，都已經(jīng)成功用于臨床。因此，隨著對后毒牙蛇類的深入研究，相信后毒牙蛇類的毒液中也會(huì)有一些具有高生物活性的成分，可能會(huì)被開發(fā)成為藥物，或成為分子生物學(xué)或醫(yī)學(xué)研究中必不可少的工具。

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全軍醫(yī)學(xué)科技青年培育項(xiàng)目(13QNP068)；全軍“十二五”醫(yī)學(xué)科研面上項(xiàng)目(CWS11J280)；成都軍區(qū)“十二五”醫(yī)學(xué)科研重點(diǎn)項(xiàng)目(B12026)；成都軍區(qū)“十二五”醫(yī)學(xué)科研面上項(xiàng)目(C12062)

650032 昆明，成都軍區(qū)疾病預(yù)防控制中心

鄭 穎，E-mail：zhengyingcdc@163.com；范泉水，E-mail:fqs168@126.com

R 595.8

A

1004-0188(2014)05-0570-03

10.3969/j.issn.1004-0188.2014.05.049

2013-12-05)