CICC科普栏目｜蛇毒，既是致命毒药，也是救命良药

科技 2025-01-31 15:39 北京

今年是十二生肖中的蛇年。在不同文化中，蛇都有死亡与危险的象征，但同时它也代表智慧和重生。这种双重性体现了自然与人类文明的深刻联系：许多毒蛇具有很强的致命性，但科学家发现其毒液也是治病良药，自然界的“死亡武器”正蜕变为拯救生命的医学奇迹。

撰文 | 皮卡龙妙蛙

2025蛇年迎新 | 图源：GPT4生成

在很多古老传说和中国的十二生肖文化中，蛇象征着智慧与力量，也伴随着危险与神秘，而这种双重性同样体现在它的“毒液”之中。从古代草药到现代实验室，科学家发现蛇毒不仅是蛇捕猎的“武器”，更是自然界的宝贵资源，它精准而强效，如今已成为新药开发的重要来源。通过科学的力量，蛇毒正从“致命武器”转化为“治愈良药”。在这个蛇年，让我们一同探索蛇毒的奥秘，看它如何拯救生命。

蛇毒的本质

蛇毒是蛇类漫长演化过程中形成的一种独特“生物武器”。毒液由蛇头部两侧的毒腺分泌，通过肌肉挤压从导管相连的毒牙射出，其化学成分极其复杂，主要由酶类、蛋白质和肽类组成，每一种分子都承担着特定的“杀伤任务”。这些分子之间相互协作，使得毒液在猎物体内的作用迅速且致命。不同的蛇毒能让猎物产生不同的“死法”，包括干扰猎物神经信号的传递，导致瘫痪或呼吸衰竭的“神经毒”（Neurotoxins），破坏血液细胞和血管壁，造成内出血或器官衰竭的溶血毒（Hemotoxins），直接导致细胞溶解或坏死的细胞毒（Cytotoxins），以及兼具几种效果、“超级加倍”的混合毒。

毒蛇在喷射毒液（左）以及毒腺的大致结构（右）| 图源：London Natural History Museum; NoPainNoGain/Shutterstock

蛇毒的致命性源自它的高度精准作用机制。每一种蛇的毒液都对人体有着不同的影响，而它们共同的特点是具有极强的效能。以眼镜蛇为例，其毒液富含神经毒素，这些毒素能够与神经细胞表面的受体结合，阻止神经信号的正常传递。可以将神经毒素比作“断电器”，它们通过切断神经与肌肉之间的联系，使肌肉失去响应能力，特别是呼吸肌。如果人不幸中毒，人体便无法正常呼吸，最终会因为呼吸衰竭而死亡。这种机制的精准性和致命性令人不寒而栗。

与此不同，响尾蛇的毒液则通过破坏血液中的凝血因子和血小板，导致血液无法凝固。正常情况下，血液会迅速在伤口处凝结，防止过多出血。但在响尾蛇毒液的作用下，血液会变得无法止血，伤口出血不断，最终可能因为失血过多而致命。这种情况就像是水袋漏水，水源源不断地流出，无法储存和保存，直至水源耗尽。

一些蛇种的毒液更为复杂，像眼镜蛇和响尾蛇的混合毒液，融合了神经毒、血液毒和溶血毒等多种成分。蛇毒的这种多重致命作用，展示了它对人体的攻击方式不仅迅猛，而且广泛，能够在极短的时间内造成多重器官的损伤。因此，蛇毒的研究，尤其是解密其复杂成分和作用机制，成为了生物学和医学领域的一大挑战。

向左滑动看图，请做好心理准备！

不同的毒蛇咬伤的后果 | 图源：Nature.com

研究和应用蛇毒的基础，是毒液的采集。为了收集蛇毒，通常需要借助专门的工具，研究人员会小心地将蛇的毒牙轻轻压迫，促使毒液通过毒腺进入容器。这一过程可以说是技术与胆量的结合，稍不留神，毒蛇就可能在“挤毒”过程中突然反击，将毒牙深深刺入研究人员的手臂，后果可能是致命的。

为了保护毒蛇，科学家们往往会根据蛇的毒液分泌周期，设计合理的采集计划，避免过度干扰它们的自然生活。对于那些需要定期采集毒液的蛇种，科学家们甚至会建立“毒液采集农场”，这些地方看似是普通的蛇舍，实际上是毒液研究的重要基地。在这些“农场”中，毒蛇们被精心照料，它们生活在接近自然环境的条件下，既能保持良好的状态，又能为研究提供源源不断的毒液。

蛇毒的采集 | 图源：Australian Reptile Park

蛇毒制药：从致病到治病

回顾人类历史，不同的文化中对蛇毒的记载都充满着敬畏以及好奇。在中国古代典籍《本草纲目》中，李时珍详细记录了蛇毒的药用功效，并提出“以毒攻毒”的理念。而在西方，希腊神话中蛇被视为治愈和再生的象征，比如医神阿斯克勒庇俄斯的手杖上就缠绕着一条蛇，这一形象如今是全球医学的标志。这些传说与象征不仅揭示了蛇在古时候的人类心中的地位，也传递了一个重要的信息：虽然他们不了解毒液的科学原理，但蛇毒并非只有“毒害”，也与人类健康有着密切的联系。

随着时间推移，人类对蛇毒的研究从经验性逐步转向科学性，蛇毒的成分和作用机理被逐渐揭示，为现代药物开发开辟了新天地。

其中，巴曲酶（Batroxobin）是一种从蛇毒中提取的常用止血药物，其发现和研究历史可以见证科学探索的突破与对蛇毒性质的深刻理解。20世纪50年代，科学家们发现，巴西箭毒蛇（Bothrops jararaca）的毒液具有特殊的血液凝固作用，能快速促使血液凝结形成血块。进一步的分离纯化发现，这种酶选择性地作用于血液中的纤维蛋白原，使其转化为纤维蛋白，从而加速血液凝固，有效促进伤口快速止血，但不会导致异常血栓的形成。这种酶的特性让它在外科手术和创伤治疗中展现出巨大的潜力。1998年，我国科学家开始尝试从中国本土特有蛇种——尖吻蝮蛇（Deinagkistrodon acutus）毒液中提取血凝酶，最终十年磨一剑，于2009年正式上市（商品名为“苏灵”），成为中国首个具有自主知识产权的蛇毒血凝酶类国家一类新药。现如今，各种创伤较大、易出血的手术中（如肝脏手术、神经外科手术）中都会预防性或治疗性应用蛇血凝酶制剂来降低出血。

我国研发的部分蛇毒凝血酶制剂 | 图源：网络

蛇毒不止止血这一个药用价值。考虑到蛇毒的成分可以精确地作用于人体内的特定靶点——例如作用于神经递质受体、血液凝结因子或肌肉细胞表面受体，这种“精准打击”的特性，使蛇毒成为许多药物开发的天然模板。比如前文提到的巴西箭毒蛇，在20世纪60年代，科学家又从其毒液中提取出一种缓激肽，这种成分能够抑制人体内的血管紧张素转换酶（ACE），从而有效降低血压。这一发现直接催生了抗高血压药物卡托普利（Captopril）的诞生，成为全球第一个ACE抑制剂类抗高血压药物，并广泛用于心血管疾病治疗。

还有一些蛇毒的溶血毒素可以有效抑制血液凝结。这一特性被科学家改造后，开发出抗凝血药物阿加曲班，用于治疗血栓和其他凝血相关疾病；类似的还包括止痛药、抗凝血药的研制等等。更令人惊讶的是，近年来一些毒蛇的毒液成分被发现具有抑制肿瘤细胞生长的能力。例如，东南亚眼镜蛇的毒液中提取出的毒素能选择性攻击癌细胞，而不影响健康细胞，这一特性为癌症治疗也带来了新的研究方向。

安全和危险的界限

蛇毒的存在，作为大自然中演化出的极致“武器”，是为了快、准、狠的致命猎杀。它让人敬畏又好奇：为什么被蛇咬可能致命，而蛇毒却能开发出治疗疾病的药物？药物的核心理念是“靶向性”，即针对病变区域的特定分子或细胞发挥作用，而当科学家们开始研究蛇毒时，最先被注意到的正是它的“精准攻击”的靶向性，这种特性让蛇毒成为药物开发的理想模板。

然而，蛇毒的研究与开发并非一帆风顺。毒液来源的稀缺性、毒性成分的去除以及药物副作用的控制，都是科学界面临的挑战。人类的创造力，使得蛇毒从“杀手”蜕变为“救星”，书写了“毒与药”之间的奇妙篇章，更提醒我们大自然的每一种物质都可能蕴藏着无限的可能性。

在蛇年这个特别的年份，让我们重新审视蛇毒的双重面孔。它既是大自然的生物武器，也是现代医学的治愈之匙。未来，随着科学技术的不断进步，蛇毒的潜力将继续被挖掘，为人类的健康事业提供更多的解决方案，蛇毒将继续书写它从未停止的传奇故事，让科学与自然共舞。

参考文献

[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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