來源: 網(wǎng)易探索

合成生物學(xué)解決全球抗蛇毒血清短缺
本報訊 當醫(yī)療慈善機構(gòu)無國界醫(yī)生在去年9月稱全球正面臨抗蛇毒血清短缺的公共衛(wèi)生危機時，巴西生物化學(xué)家Paulo Lee Ho并未感到驚訝。他的整個職業(yè)生涯都是在圣保羅的布坦坦研究所尋找制造抗蛇毒血清的更佳途徑，從而治療銀環(huán)蛇的咬傷。
傳統(tǒng)方法依賴于天然銀環(huán)蛇毒液，但這是很難獲得的：蛇的每一咬只產(chǎn)生少量的毒液，并且在人工飼養(yǎng)環(huán)境中很難提高。因此Ho和其他科學(xué)家轉(zhuǎn)而求助于蛋白質(zhì)組學(xué)以及合成生物學(xué)，旨在改善抗蛇毒血清的質(zhì)量與可用性。他說：“我們需要一種新的方法滿足來自衛(wèi)生部的抗蛇毒血清需求?！?br /> 如今，這些努力正在開花結(jié)果。今年3月，Ho與同事報告說，他們設(shè)計了一種脫氧核糖核酸（DNA）短鏈，在將其添加到小鼠體內(nèi)后觸發(fā)了抗銀環(huán)蛇毒液的抗體。研究人員隨后通過一同注射在大腸桿菌中的合成毒液抗體增強了嚙齒動物的免疫響應(yīng)。
在3月發(fā)表的另一項獨立研究中，巴西的另一研究團隊利用人工合成抗體片段中和了蝮蛇的咬傷。
英國利物浦熱帶醫(yī)學(xué)院阿里斯泰爾·里德毒液研究部門負責人Robert Harrison表示，考慮到發(fā)展中國家因毒蛇咬傷造成的沉重醫(yī)療負擔，這樣的進展令人歡欣鼓舞。每年大約有9萬人因毒蛇咬傷而死亡。
然而一個多世紀以來，抗蛇毒血清的制造方法一直沒有改變。大型動物——通常是馬——被注射進少量提取自蛇毒的純化蛋白質(zhì)，從而促使抗體的產(chǎn)生。包含這些抗體的血漿隨后被施用于蛇毒受害者。
但是這種救命的方法存在巨大的局限性。每一種抗蛇毒血清只能有效對付一種，或是一小類蛇毒。并且這些藥物必須要冷藏使用，而熱帶國家面臨的一個困難便是缺乏可靠的電力供應(yīng)。
美國圖森市亞利桑那大學(xué)毒液、免疫化學(xué)、藥理學(xué)和急救反應(yīng)研究所所長Leslie Boyer表示：“當你想到它，這些抗蛇毒血清的作用真是太神奇了?！?br /> 生產(chǎn)抗蛇毒血清的制藥公司的數(shù)量目前正在下降，因為這種藥物并不是很賺錢。例如在2010年，制藥巨頭、法國巴黎的賽諾菲公司便停止生產(chǎn)抗蛇毒血清Fav-Afrique，后者旨在治療非洲毒性最強的10種毒蛇的咬傷。
Ho希望他的方法能夠有助于填補這一空白。與依賴從活體銀環(huán)蛇中提取毒液不同，他從編碼蛇毒毒素的銀環(huán)蛇DNA片段入手。他和同事將這些DNA片段注入小鼠體內(nèi)以啟動它們的免疫系統(tǒng)。1個月后，研究人員再向這些嚙齒動物體內(nèi)注射包含合成蛇毒抗體的后續(xù)疫苗。
在接受了Ho的試驗治療后，只有60%的小鼠在注射了致命劑量的銀環(huán)蛇毒液后幸存下來，相比之下，現(xiàn)有抗蛇毒血清的存活率為100%。但Ho并未氣餒。他說：“這一結(jié)果表明還有其他途徑獲得中和抗體?；蛟S為了獲得更好的治療效果，我們需要使用更多的抗體再試一次。我們只是還不知道它是什么。”
由波多維利烏港Fundacao Oswaldo Cruz（基金會）生物醫(yī)學(xué)研究所分子生物學(xué)家Carla Fernandes領(lǐng)銜的另一個巴西研究團隊測試了另一種不同的方法。他們使用噬菌體展示庫，制造了向美洲駝注射蝰蛇毒液產(chǎn)生的抗體的人工合成版本。向蛇咬傷受害者施用這種抗體能夠避免對動物血漿的需求。相比傳統(tǒng)的抗蛇毒血清，它還可以減少咬傷部位的肌肉損傷和組織死亡，因為合成抗體更小，從而能夠更好地滲透到組織內(nèi)部。
新的抗蛇毒血清的研制道路并非暢通無阻，但研究人員認為關(guān)鍵在于進展迅速。Harrison表示：“這一領(lǐng)域有著顯著而快速的進步，但它需要更快的發(fā)展。有太多的人死于從根本上講是可以預(yù)防的一種疾病?！?br />  
然而對Boyer來說，抗蛇毒血清短缺并不是因為缺少科學(xué)研究導(dǎo)致的。她說：“只需14美元制造的一小瓶抗蛇毒血清在美國卻需要花1.4萬美元?！盉oyer指出：“你不會買到比這更便宜的。昂貴的部分并不是科學(xué)，而是每個人都想要的利潤促使價格變得那么遙不可及?！?br /> 蛇毒是毒蛇從毒腺中分泌出來的一種液體，分為神經(jīng)性毒液和溶血性毒液，主要成分是毒性蛋白質(zhì)，約占干重的90%至95%。酶類和毒素約含二十多種。此外，還含有一些小分子肽、氨基酸、碳水化合物、脂類、核苷、生物胺類及金屬離子等。蛇毒成分十分復(fù)雜，不同蛇毒的毒性、藥理及毒理作用各具特點。