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毒液大观
(2013-02-25 12:19:56) | 分类： 杂志内容 |
撰文：珍妮弗· S. 霍兰 Jennifer S. Holland
摄影：马蒂亚斯· 克卢姆 Mattias Klum
翻译：王晓波
迈克尔打算出去游个泳。他正跟家人在墨西哥的格雷罗城度假，天热得像个火炉。他抓起晾在椅子上泳裤，穿起来，跳进泳池。迎接他的不是如释重负的清凉，却是刹那传遍大腿背面的炽热痛楚。他扯下泳裤，赤裸着跳出泳池，腿上像搁了块烙铁。
身后有个难看的黄色小东西在踩水，他拿一个保鲜盒把它舀了进去。然后，别墅的管理员把他紧急送进了当地一所红十字会医院。医生们一眼认出袭击他的家伙：雕纹刺尾蝎，学名Centruroides sculpturatus，北美最毒的物种之一。被蜇之后，先是一阵剧痛，接着通常伴有全身抽搐，如受电击。偶尔有受害者死亡的案例。
迈克尔比较走运，这种蝎子在当地很多见，抗毒血清是常备的。医生给他打了一针，几小时后就放他出院了。过了大概30个小时，总算不疼了。
接下来发生的事情没人想得到。八年来，迈克尔一直受着强直性脊柱炎的折磨。这是一种发生在骨骼中的自免疫疾病，没人知道发病原因，严重时，可以把脊椎一节节“焊接”起来，使病人从此驼背，并且痛不可忍。“我每天早晨都后背疼，有时候闹得厉害，疼得我都走不了路。”他说。
但被蝎子蛰后过了几天，这疼痛消失了，而且直到两年后的今天，迈克尔基本上没复发过，早先吃的药大多数都停了。他自己也是名医生，不肯一口咬定是蝎子的毒液令自己病愈的，但他仍说：“要是又疼起来了，我会让那只蝎子再蜇我一针。”
毒液——从毒牙或螫针中滴下来的东西，它们的主人或出没于山林小径，或隐匿于地窖柴堆——是大自然最厉害的杀手锏，受过精巧的打磨，攻无不克。毒液像成分复杂的浓汤，里面翻滚着各种有毒的蛋白质和肽——较短的氨基酸链条，类似于蛋白质。这些分子或许有着不同的打击目标和效果，但它们会团结一致地运作，造成最强的打击。有的攻击神经系统，通过阻断神经与肌肉之间的信号来使对方瘫痪；有的专门毁坏对方体内的某些分子，令细胞和组织崩溃；有的使血液凝滞、心脏停顿，有的破坏凝血机能而使对方血流不止，正反皆可致命。
所有的毒液都具有多种属性和多重任务。毒牙一咬之下，就能输送数十种、甚至数百种毒素，有些具有相同的作用，另一些则功效独特。在捕食者与猎物之间的进化“军备竞赛”中，矛与盾都在不断发展，有时会酿成暴烈无比的毒：试想，先给敌手来一剂毒药，再插上一刀，最后用一颗对准脑袋的子弹来收工。这就是毒液的作用。
大自然的玄机体现在，正是毒液的那些足以致命的特性，使它在医药方面具有无穷的价值。毒液中的许多成分所针对攻击的物质，正是某些疾病的治疗过程中所需要控制的。毒液生效快，针对性强。它的活性成分——作为毒素和酶的肽链、蛋白质——指向特定的分子，能像钥匙开锁一样精确地嵌入对方。我们的大多数药物也是如此运作：通过嵌入分子之“锁”对其加以控制，来阻击病变。在心脏病和糖尿病领域，已有多种源于天然毒液的良药问世；针对自免疫疾病、癌症、痛症的新疗法也有望在十年内出现。
“咱们说的可不是一种两种新药，而是若干大类的新药。”名列美国国家地理学会旗下新秀探索者的佐尔坦·塔卡克斯说。他专门研究毒素学和爬虫学。迄今，被详细审验过药用价值的毒素不到一千种，已促成大约十几种重大新药上市。“世界上有待筛查的毒素也许不下2000万种，太庞大了。毒液为制药学开辟了新的阳关大道。”
来自天然毒液、毒饵（区别在于前者通过注射、后者通过口服来发生作用）的活性成分还帮助我们更清楚地了解到，那些控制着生物体内关键机能的蛋白质是如何运作的。比如河豚体内有致命毒饵，科学家从中提取到河豚毒素（TTX），并以之揭示了神经细胞联络过程中的精密环节。
“我们迫切地想要寻找能减轻人类痛苦的新型药物，”夏威夷大学的安杰尔·雅纳吉哈拉对我说，“但在这项工作中，说不定也会有意料之外的收获。”她15年前曾遭一只箱式水母蛰伤，怀着些许“找平衡”的心理，她后来从含有水母毒液的刺丝内发现了一种潜在的愈伤因子。“这种物质跟毒液本身没什么关系。通过近距离审视这厉害的动物，我发现的东西远远超出了原先的预期。”
有10万多种动物进化出了产生毒液的机能，与之伴随而来的是储毒的腺体和施毒的工具。蛇、蝎、蜘蛛、少数几种蜥蜴、蜂类、章鱼等海洋生物、多种鱼类以及芋螺都产毒。雄性鸭嘴兽踝部生有毒刺，是少数几种有毒液的哺乳动物之一。此外，不同的动物群体常常相互独立地“发明”各自的毒液及其成分。单是一个蛇类物种，其毒液构成在不同分布地点就会有差异，成年蛇与幼蛇的毒液也不一样。同一条蛇的毒液成分甚至可以随着“伙食”而变。
虽然这些毒性物质的进化时间在1亿年以上，其间不断发生细微调整，但它们的分子构架存在于世的时间还要长得多。大自然只是利用了动物体内的一些关键分子——原料到处都有，血液、脑、消化道等等——加以改造，用来辅助它们猎食或自保。“大自然借用已有的分子构架是有道理的，”塔卡克斯说，“要想制成一种摧毁神经系统的毒素，最高效的办法就是从大脑中找一个已然参与神经系统运作的模板，稍加修改就可完工：一种新毒素诞生。”
（欲知完整故事，请阅读《华夏地理》2013年2月号）
摄影：马蒂亚斯· 克卢姆 Mattias Klum
翻译：王晓波
来自剧毒之蛇——比如喀麦隆的这条简氏曼巴蛇——的毒液也许会在不远的将来帮人类抗击心脏病。
毒液专家佐尔坦·
塔卡克斯从斐济的海域中抓起一条黄唇扁尾海蛇。被这种蛇咬中会导致肢体麻痹，所以它才能猎食强壮而敏捷的鳗鱼。
住在越南乡下的阚万山今年20岁，在家中睡觉时遭一条毒蛇咬伤，此刻瘫软地躺在河内的白梅医院。塔卡克斯的科研队从泰国发来了空运的抗毒血清，治好了他的毒伤。
迈克尔打算出去游个泳。他正跟家人在墨西哥的格雷罗城度假，天热得像个火炉。他抓起晾在椅子上泳裤，穿起来，跳进泳池。迎接他的不是如释重负的清凉，却是刹那传遍大腿背面的炽热痛楚。他扯下泳裤，赤裸着跳出泳池，腿上像搁了块烙铁。
身后有个难看的黄色小东西在踩水，他拿一个保鲜盒把它舀了进去。然后，别墅的管理员把他紧急送进了当地一所红十字会医院。医生们一眼认出袭击他的家伙：雕纹刺尾蝎，学名Centruroides sculpturatus，北美最毒的物种之一。被蜇之后，先是一阵剧痛，接着通常伴有全身抽搐，如受电击。偶尔有受害者死亡的案例。
迈克尔比较走运，这种蝎子在当地很多见，抗毒血清是常备的。医生给他打了一针，几小时后就放他出院了。过了大概30个小时，总算不疼了。
接下来发生的事情没人想得到。八年来，迈克尔一直受着强直性脊柱炎的折磨。这是一种发生在骨骼中的自免疫疾病，没人知道发病原因，严重时，可以把脊椎一节节“焊接”起来，使病人从此驼背，并且痛不可忍。“我每天早晨都后背疼，有时候闹得厉害，疼得我都走不了路。”他说。
但被蝎子蛰后过了几天，这疼痛消失了，而且直到两年后的今天，迈克尔基本上没复发过，早先吃的药大多数都停了。他自己也是名医生，不肯一口咬定是蝎子的毒液令自己病愈的，但他仍说：“要是又疼起来了，我会让那只蝎子再蜇我一针。”
毒液——从毒牙或螫针中滴下来的东西，它们的主人或出没于山林小径，或隐匿于地窖柴堆——是大自然最厉害的杀手锏，受过精巧的打磨，攻无不克。毒液像成分复杂的浓汤，里面翻滚着各种有毒的蛋白质和肽——较短的氨基酸链条，类似于蛋白质。这些分子或许有着不同的打击目标和效果，但它们会团结一致地运作，造成最强的打击。有的攻击神经系统，通过阻断神经与肌肉之间的信号来使对方瘫痪；有的专门毁坏对方体内的某些分子，令细胞和组织崩溃；有的使血液凝滞、心脏停顿，有的破坏凝血机能而使对方血流不止，正反皆可致命。
所有的毒液都具有多种属性和多重任务。毒牙一咬之下，就能输送数十种、甚至数百种毒素，有些具有相同的作用，另一些则功效独特。在捕食者与猎物之间的进化“军备竞赛”中，矛与盾都在不断发展，有时会酿成暴烈无比的毒：试想，先给敌手来一剂毒药，再插上一刀，最后用一颗对准脑袋的子弹来收工。这就是毒液的作用。
大自然的玄机体现在，正是毒液的那些足以致命的特性，使它在医药方面具有无穷的价值。毒液中的许多成分所针对攻击的物质，正是某些疾病的治疗过程中所需要控制的。毒液生效快，针对性强。它的活性成分——作为毒素和酶的肽链、蛋白质——指向特定的分子，能像钥匙开锁一样精确地嵌入对方。我们的大多数药物也是如此运作：通过嵌入分子之“锁”对其加以控制，来阻击病变。在心脏病和糖尿病领域，已有多种源于天然毒液的良药问世；针对自免疫疾病、癌症、痛症的新疗法也有望在十年内出现。
“咱们说的可不是一种两种新药，而是若干大类的新药。”名列美国国家地理学会旗下新秀探索者的佐尔坦·塔卡克斯说。他专门研究毒素学和爬虫学。迄今，被详细审验过药用价值的毒素不到一千种，已促成大约十几种重大新药上市。“世界上有待筛查的毒素也许不下2000万种，太庞大了。毒液为制药学开辟了新的阳关大道。”
来自天然毒液、毒饵（区别在于前者通过注射、后者通过口服来发生作用）的活性成分还帮助我们更清楚地了解到，那些控制着生物体内关键机能的蛋白质是如何运作的。比如河豚体内有致命毒饵，科学家从中提取到河豚毒素（TTX），并以之揭示了神经细胞联络过程中的精密环节。
“我们迫切地想要寻找能减轻人类痛苦的新型药物，”夏威夷大学的安杰尔·雅纳吉哈拉对我说，“但在这项工作中，说不定也会有意料之外的收获。”她15年前曾遭一只箱式水母蛰伤，怀着些许“找平衡”的心理，她后来从含有水母毒液的刺丝内发现了一种潜在的愈伤因子。“这种物质跟毒液本身没什么关系。通过近距离审视这厉害的动物，我发现的东西远远超出了原先的预期。”
有10万多种动物进化出了产生毒液的机能，与之伴随而来的是储毒的腺体和施毒的工具。蛇、蝎、蜘蛛、少数几种蜥蜴、蜂类、章鱼等海洋生物、多种鱼类以及芋螺都产毒。雄性鸭嘴兽踝部生有毒刺，是少数几种有毒液的哺乳动物之一。此外，不同的动物群体常常相互独立地“发明”各自的毒液及其成分。单是一个蛇类物种，其毒液构成在不同分布地点就会有差异，成年蛇与幼蛇的毒液也不一样。同一条蛇的毒液成分甚至可以随着“伙食”而变。
虽然这些毒性物质的进化时间在1亿年以上，其间不断发生细微调整，但它们的分子构架存在于世的时间还要长得多。大自然只是利用了动物体内的一些关键分子——原料到处都有，血液、脑、消化道等等——加以改造，用来辅助它们猎食或自保。“大自然借用已有的分子构架是有道理的，”塔卡克斯说，“要想制成一种摧毁神经系统的毒素，最高效的办法就是从大脑中找一个已然参与神经系统运作的模板，稍加修改就可完工：一种新毒素诞生。”
（欲知完整故事，请阅读《华夏地理》2013年2月号）
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