蛇毒生物毒素課件

1、蛇毒生物毒素課件 世界上大約有25000種類蛇，其中大概500種是有毒的。我國已知蛇類165種，其中毒蛇47種，主要分布在長江以南地區(qū)，對人危害較大經(jīng)常造成蛇傷的主要毒蛇有9種。 眼鏡蛇（Elapidae） 蝰蛇（Viperidaerusselli） 尖吻蝮蛇（五步蛇Agkistrodon acutas） 蝮蛇（Agkistrodon blowhoffii） 竹葉青（Trimerresurus stejnegeni） 烙鐵頭（Trimerresurus muccrosquanatus） 銀環(huán)蛇（Bungarus multicinctus） 金環(huán)蛇（Bungarus fasciatus） 海蛇（

2、Hydrophiidae） 蛇類在世界分布很廣，整個熱帶、亞熱帶和溫帶地區(qū)都有分布。全世界約有1/3的人口受到毒蛇咬傷的威脅，每年死于蛇傷的約有4-6萬人。10蛇毒生物毒素課件 毒蛇的有毒部分由毒腺、毒牙和排毒管組成。排毒管一端連接毒腺前端，另一端開口于毒牙基部的牙鞘中。毒腺的外面包著堅韌的結(jié)締組織。當(dāng)毒蛇咬人時，包被在毒腺外面的肌群參與收縮，使毒液迅速輸入前端的導(dǎo)管，沿導(dǎo)管經(jīng)毒牙進入被咬者體內(nèi)。 蛇毒為半透明黏稠狀液體，有特殊腥味，微酸，含水量70左右，成分非常復(fù)雜，固體成分中含有20多種毒素蛋白和5-15種酶類，以及少量中性脂肪、磷酸和游離單糖等。有毒成分主要是蛋白質(zhì)和多肽，約占于蛇毒的8

3、5-90。 蛇毒按毒理學(xué)作用分為：神經(jīng)毒素和血循環(huán)毒素。有些蛇毒兩種性質(zhì)兼有，屬混合蛇毒，如眼鏡蛇毒、蝮蛇毒等。 根據(jù)生物化學(xué)活性可分為：酶類、神經(jīng)毒性多肽和蛋白質(zhì)、生物活性物質(zhì)、膜活性多肽4類。 一、酶類 各種蛇毒中都含有多種酶類，起分解和消化食物的作用，其中蛋白水解酶、透明質(zhì)酸酶、磷脂酶A2等與毒性有關(guān), L-精氨酸酶與中毒密切相關(guān)。 1蛋白酶 具有水解全部蛋白質(zhì)的作用，能引起出血、局部腫脹或壞死，EDTA-Na2能抑制其活性，使之失效。 2激肽酶 引起體內(nèi)緩激肽酶的釋放，使血管擴張，血壓下降，局部疼痛。卵磷脂酶能破壞紅細胞；抗凝固酶能阻止血漿凝固；透明質(zhì)酸酶能使毒素很快分散到組織中去。

4、3. 磷脂酶A2 催化卵磷脂水解，釋出脂肪酸變成溶血卵磷脂，引起溶血及炎癥。磷脂酶A2是一組具有多功能的生物活性物質(zhì)，最突出的是它與其他蛋白質(zhì)結(jié)合可形成一種毒素。 在蛇毒的多種酶中，磷脂酶A2是最有代表性的一種。在有些蛇毒中，它也伴有多種無酶作用的有毒肽。磷脂酶A2在蛇毒干物質(zhì)中約占10以上。有毒的磷脂酶A2對受攻擊的動物的靶細胞膜具有強有力的作用。 突觸前神經(jīng)毒磷脂酶A2與軸索終端膜結(jié)合后可引起乙酰膽堿在神經(jīng)肌肉接頭處的釋放增加，隨后不可逆地降低。這些神經(jīng)毒磷脂酶A2對外周神經(jīng)的終端膜是特異的，而對中樞神經(jīng)則無作用 。 如果，注入的磷脂酶的量較多，患者就失去所有骨骼肌肉的收縮能力，包括膈肌，

5、若不給以人工呼吸機的協(xié)助，將因呼吸麻痹而死亡，肌肉毒磷脂酶A2則僅作用于骨骼肌細胞膜，造成不可逆的細胞膜去極化作用，引起肌纖維壞死和肌球蛋白尿癥。肌肉毒素引起劇烈的疼痛，可持續(xù)數(shù)日到數(shù)月。 各種磷脂酶A2的催化作用都是一樣的，如果需要，所需協(xié)同因子也都是相同的，如細胞外的和大部分細胞內(nèi)的磷脂酶A2都需要鈣離子，除了銀環(huán)蛇毒素外，所有的磷脂酶A2的氨基酸序列均已弄清。它是含有120-130個氨基酸殘基的單鏈結(jié)構(gòu)，并含有較高的半胱氨酸。大多數(shù)蛇有14個半胱氨酸。(一)神經(jīng)毒素 主要存在于眼鏡蛇科和海蛇科的蛇毒中。它由15-18種氨基酸共61-74個氨基酸殘基組成，最多的有180個氨基酸殘基。含有8

6、-20個半胱氨酸，形成4-10個二硫鍵，這些二硫鍵是保持毒性所必須的。 毒性表現(xiàn)在骨骼肌弛緩性麻痹，其作用有兩種方式： 突觸后毒素作用于運動終板,與終板上的膽堿受體結(jié)合, 因此產(chǎn)生神經(jīng)肌肉傳導(dǎo)阻斷，使骨骼肌不能興奮而呈現(xiàn)弛緩性麻痹； 突觸前毒素直接作用于運動神經(jīng)末捎，阻止乙酰膽堿的釋放，使骨骼肌失去收縮能力而麻痹。 神經(jīng)毒素從結(jié)構(gòu)上可分為4種： 三指形結(jié)構(gòu)，如突觸后神經(jīng)毒素、心臟毒素、肌肉毒素等； 與磷脂酶類似結(jié)構(gòu)的神經(jīng)毒素,如突觸前神經(jīng)毒素、細胞毒素； 與牛胰凝乳蛋白酶抑制劑(BPTl)類似結(jié)構(gòu)的神經(jīng)毒素； 其他非典型結(jié)構(gòu)的蛇神經(jīng)毒素。 根據(jù)作用機理神經(jīng)毒素可分為： 突觸前神經(jīng)毒素，如虎蛇毒

7、素； 突觸后神經(jīng)毒素，如半環(huán)扁尾蛇毒素； 離子通道型神經(jīng)毒素，如鈉通道毒素、 鉀通道毒素、鈣通道毒素等； 抗膽堿酯酶毒素,如非洲綠樹眼鏡蛇毒素。 迄今突觸后神經(jīng)毒素已有100多種分離純化成功，有80多種已作了氨基酸序列分析，而且對毒素分子的空間結(jié)構(gòu)作了測定。 具有三指形結(jié)構(gòu)的神經(jīng)毒素，一般由6080個氨基酸殘基形成一條多肽鏈，氨基酸殘基的組成和相對位置有很大的同源性。二級結(jié)構(gòu)主要由-折疊和-轉(zhuǎn)角組成。乙酰膽堿受體正是與毒素分子的帶正電荷的活性中心相互作用的；長鏈和短鏈的突觸后神經(jīng)毒素都屬于這一類結(jié)構(gòu) 。 突觸前神經(jīng)毒素一般都有兩個以上的亞基組成，其致死作用與另外亞基的作用密切相關(guān)。如銀環(huán)蛇毒素

8、作用于運動神經(jīng)突觸前膜遞質(zhì)產(chǎn)生一種三相變化，初期短暫抑制，繼而促使乙酰膽堿釋放，隨后導(dǎo)致不可逆的傳導(dǎo)阻滯，初期乙酰膽堿的減少，可能是由于毒素結(jié)合在一個前膜部位，在異化之后，使磷脂酶的活性發(fā)揮出來，導(dǎo)致神經(jīng)末梢內(nèi)的磷脂水解，致使釋放機理失活。 眼鏡蛇毒素因子（CVF）成為研究熱點已將近百年,對它的結(jié)構(gòu)和功能已有較深入的研究，CVF已成為補體生物學(xué)有價值的研究工具，特別是對補體C3的結(jié)構(gòu)和功能研究。它也可能成為治療癌癥的有效藥物，已證明抗體與CVF的結(jié)合物能殺死黑色素瘤細胞、人類白血病細胞及成神經(jīng)細胞瘤,而未與抗體結(jié)合的自由CVF則無此作用。 (二)生物活性因子 如神經(jīng)生長因子并非神經(jīng)毒素，而是一

9、種能刺激神經(jīng)生長的特殊蛋白質(zhì)。這種因子多見于眼鏡蛇科和蛙蛇科的蛇毒中。 (三)膜活性多肽 膜活性多肽也是強堿性多肽，可引起極復(fù)雜的生物效應(yīng)，能直接溶解紅細胞，可改變細胞膜的通透性，并使膜上的酶易于溶出，對心臟、骨骼肌、周圍神經(jīng)等均可產(chǎn)生有害作用，它的許多作用可被磷脂酶A所加強。 (四)血循環(huán)毒素 主要存在于眼鏡蛇及蝮蛇等蛇類，屬堿性多肽，有直接損傷心肌作用。它使細胞的結(jié)構(gòu)和功能都受到影響，對神經(jīng)肌肉接頭也有阻斷作用。但對神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸功能和血液成分沒有直接的毒害作用；也沒有溶解血細胞或磷脂酶A2的活性。 心臟毒素對各種系統(tǒng)的作用已有許多報道，但對它的作用機理仍不清楚，多屬推理性的。主要引起心血

10、管功能障礙，中毒早期常有短暫的興奮過程，以后心臟逐漸轉(zhuǎn)入抑制，心率失常，束枝傳導(dǎo)阻滯，嚴重中毒時，血壓降至休克水平。 蛇傷的嚴重程度取決于三個條件：被咬者的年齡和體重；毒素的毒力(隨蛇的種類和年齡而異)；注人體內(nèi)毒液量的多少。此外，與被咬者所穿衣服和靴鞋也有關(guān)系。 據(jù)統(tǒng)計，約有20被蛇咬的人不發(fā)生中毒癥狀，或由于咬傷淺表，或由于沒有射出毒液。 不同蛇毒蛋白質(zhì)分子量大小的差異與中毒反應(yīng)之間有密切聯(lián)系。眼鏡蛇、金環(huán)蛇等的神經(jīng)毒蛋白分子小，能很快擴散到全身去，咬傷后幾小時甚至幾分鐘內(nèi)便可發(fā)作。而蝰蛇和響尾蛇咬傷后，幾小時至幾天內(nèi)，還不發(fā)生嚴重的癥狀。 此類中毒潛伏期短，局部癥狀重，易于早期發(fā)現(xiàn)，早期

11、治療可降低死亡率。 由蝰蛇、五步蛇、竹葉青等蛇類咬傷引起局部腫脹嚴重，且可向肢體近心端迅速擴展。疼痛劇烈似刀割、火燎、針刺，局部可發(fā)生水泡、血泡和組織壞死，流血不止；全身表現(xiàn)多處出血。心臟呈中毒性心肌炎，出血、溶血和心肌損傷均可引起休克。 見于金環(huán)蛇、銀環(huán)蛇、海蛇咬傷。局部癥狀輕，毒蛇牙痕小，無滲出液。全身癥狀往往l3h后反復(fù)出現(xiàn)，主要為骨骼肌弛緩性麻痹。首先影響頸部肌群，張口和吞咽困難；繼而癱瘓向軀體發(fā)展，引起呼吸麻痹甚至停止。 由于局部癥狀不顯著，全身癥狀出現(xiàn)以前往往不注意，容易耽誤救治 。 見于眼鏡王蛇、眼鏡蛇、蝮蛇等咬傷。由于中毒程度不一癥狀也不同，除具有神經(jīng)毒及血循環(huán)毒的局部和全身癥

12、狀外，嚴重者出現(xiàn)呼吸窘迫綜合征，眼鏡蛇咬傷伴有高熱；眼鏡王蛇咬傷病情發(fā)展極快，可迅速出現(xiàn)呼吸停止，心跳停止。蝮蛇咬傷常有視力模糊，復(fù)視等。(1)有毒蛇咬傷史，傷口有較深而粗的毒牙痕。(2)銀環(huán)蛇咬傷的皮膚常有撕裂現(xiàn)象；金環(huán)蛇傷口周圍皮膚呈橘皮樣改變，有時有硬結(jié)；血循環(huán)毒和混合毒類蛇咬傷，主要是牙痕處流血不止。(3)不同毒蛇咬傷癥狀也不相同，銀環(huán)蛇咬傷局部癥狀輕，而全身癥狀嚴重；蛙蛇、五步蛇咬傷出血嚴重；海蛇咬傷可見骨骼肌癱瘓，竹葉青咬傷則局部癥狀明顯，全身癥狀輕；眼鏡蛇咬傷局部中心壞死呈黑色。(4)實驗室診斷：瓊脂免疫雙向擴散試驗及放射免疫法測患者體液中的蛇毒。 我國分布最廣、數(shù)量最多的是蝮蛇

13、。蝮蛇常盤繞在樹上或盤曲在地上。鼻孔與眼之間的頰窩，對紅外線敏感，能感知溫度千分之幾度的變化，并能確定單源位置，有利于捕捉小動物和小鳥。蝮蛇有種分叉的須舌，經(jīng)常伸出口外，能嗅出空氣中的各種化學(xué)物質(zhì)，有助于尋找食物。 蝮蛇屬晨昏活動類型，每天早晨和黃昏出外捕食，但也常受捕食對象的活動而改變。蝮蛇一般在氣溫15左右開始活動，2025C時最多見，5以下冬眠。 蝮蛇以等候捕食方式取食，不追趕對象。因此，它并不主動襲擊人，也不跟人。但若靠近他的頭前，或碰著它，也會咬人。除眼鏡王蛇外，其他毒蛇一般都不主動咬人。眼鏡王蛇生活在山區(qū)森林邊緣，常隱匿在巖縫或樹洞中，白天活動。 根據(jù)統(tǒng)計，蛇傷90發(fā)生在手腳部位。

14、因此，在野外活動時一定不要赤腳，手中持一根棍棒采取“打草驚蛇”的策略,驅(qū)趕毒蛇。同時，腳上應(yīng)穿厚實的鞋襪!并注意不要用手翻開石塊或其他雜物以避免被隱匿在下面的毒蛇咬傷。 野外工作者特別是在華南或東南沿海一帶野外作業(yè)時應(yīng)帶一些蛇藥，一旦被蛇咬，立即服用。 我國用蛇毒治病的歷史最久，早在兩千年前的西漢即有利用蛇毒的記載神農(nóng)本草經(jīng)。李時珍本草綱目一書中比較詳細地敘述了蝮蛇能治諸惡瘡、半身枯死等重疾。國外用蛇毒最早的是Monaelesser(1933)，他用眼鏡蛇毒治療癌癥病人鎮(zhèn)痛效果顯著。 中國醫(yī)大于1974年用蛇島蝮蛇蛇毒治療惡性腫瘤、胃、十二指腸潰瘍等疾病取得近期療效。自1976年中國科學(xué)院昆明

15、動物研究所開展蛇毒的分離純化研究工作以來，僅5年時間，已取得很多成果，對國內(nèi)大部分蛇毒已進行了純化。其中對3種蛇毒做了一級結(jié)構(gòu)測定。（一）、抗凝與止血 從蝮蛇、五步蛇蛇毒中分離提純具有“抗凝作用”的精氨酸酯酶、去纖酶等已用于臨床治療血栓疾病，并取得可喜的結(jié)果。從尖吻蝮蛇毒中提純的去纖酶經(jīng)動物試驗證明，它能專一地作用于血漿纖維蛋白原，使纖維蛋白原在48h內(nèi)處于低水平，使動物的全血及血漿黏度下降，從而使某些疾病引起的血液高凝狀態(tài)處于低水平，而達到治療目的。 蛇島蝮蛇提純的精氨酸酯酶經(jīng)動物試驗證明，具有去纖、降低血脂、降低血液黏度的作用，并對凝血起主要作用的血小板數(shù)量與血小板黏附、聚集功能均有下降作

16、用。該酶從1980年起用于臨床治療腦血栓260例有效率為80-90%，目前已廣泛用于臨床。 用東北陸生白眉蝮蛇提取的“清栓酶”用于治療閉塞性腦、心、周圍血管病400多例，有效率達90以上，是一種療效高、起效快、副作用少的抗凝新藥。用于治療20多種疑難病癥，如腦血栓、紅斑狼瘡等頑癥取得明顯療效，可能與蛇毒抗凝劑能降低血液黏度，擴張血管，改善血循環(huán)有關(guān)?！扒逅浮敝委熇夏晷蕴悄虿∫踩〉幂^好的療效。 近年來，我國蝮蛇酶的臨床應(yīng)用進展很快，已將蛇島蝮蛇“抗栓酶”、尖吻蝮蛇“去纖酶”、東北白眉蝮蛇毒的“清栓酶”、浙江蝮蛇毒“抗栓酶” (Svate)4種蛇毒抗凝劑用于臨床，治療閉塞性血管病5000余例，總有效率達90以上，給廣大血栓病人帶來了福音。 蛇毒對腫瘤生長的影響，國內(nèi)外意見不一致，1976年Branganca從印度眼鏡蛇毒中分離到細胞毒素P，它能選擇性地在體外溶解吉田肉瘤，并在體內(nèi)抑制癌的發(fā)展，接種吉田肉瘤細胞的大鼠只要給藥2.25mg/kg，則半數(shù)動物存活期能延長3倍。我國學(xué)者郝文學(xué) (1976)從蛇島蝮蛇毒中提純的精氨酸酯酶對腫瘤細胞生長有明顯抑制作用，并在臨床應(yīng)用上取得一定療效。 1976年，昆明動物研究所從眼鏡蛇毒中獲得一種鎮(zhèn)痛劑一“克痛靈”對各種疼痛病例800多例均有較好療效，特別對坐