天然蛇毒解毒分子效果比抗毒血清强10倍【PNAS】

研究人员发现了一套天然防御系统，能够帮助毒蛇抵御自身毒液的毒害。

一项新研究利用蛇类体内可对抗自身致命毒液的天然分子防御机制，为下一代抗毒血清的研发提供了设计思路。

毒蛇自带“解毒剂”。其血液中循环的蛋白质可以阻断自身产生的毒素，避免蛇意外接触自身毒液而中毒。

马里兰大学的研究人员从西部菱背响尾蛇体内提取多种这类天然防御物质。实验室测试显示，特定的蛋白混合物，对多种危险蛇类的毒液展现出极强的中和能力。

该研究由马里兰大学生物杰出教授肖恩·B·卡罗尔主持，发表于《美国国家科学院院刊》。研究成果为研发效果更强的蛇伤抗毒血清提供可行方案；蛇咬伤至今仍是全球多地严峻的公共卫生威胁。

“大自然早已解决了我们数十年来苦苦钻研的难题，这正是一项如此精彩的研究。”卡罗尔说道，他同时在马里兰大学拥有安德鲁‑玛丽·巴洛与尼古拉斯‑苏珊·西蒙冠名讲席。

现有抗毒血清存在明显短板

蛇咬伤属于全球最受忽视的热带病之一。世界卫生组织估算，每年毒蛇咬伤会造成8万至14万人死亡，还有数十万人留下永久性残疾。

许多受害者生活在农村地区，难以获取有效的抗毒血清。

现有的抗毒血清虽能够挽救生命，但生产成本高昂、工艺复杂。人们将蛇毒注射到大型动物体内，采集动物免疫系统产生的抗体，制成治疗用血清。

这类成品质量参差不齐，面对不同蛇类产生的多种多样的毒素，防护效果参差不齐，还可能引发严重的免疫排斥反应。为寻找替代方案，卡罗尔及其团队将目光投向了蛇血液中本身就存在的天然防护物质。

“百年以来，各类观察记录就表明蝰蛇对自身毒液具备抗性，”卡罗尔介绍，“但很长一段时间里，人们一直不清楚究竟是血液中的什么物质在保护它们。”

2022年，卡罗尔的实验室找到了部分答案。一种名为FETUA‑3的蛋白质，可以抑制多种金属蛋白酶的活性，这类蛋白酶是西部菱背响尾蛇毒液中的一类毒素。该蛋白同样可以结合并抑制其他数种响尾蛇的毒液毒素。

“这就是演化赋予蛇类的自保手段，防止它们意外被自身毒液毒害。”由此引出后续研究问题，“既然大自然已经在蛇体内演化出有效的解毒物质，为什么我们还要依靠马源抗体？”

蛋白混合物防护效果大幅提升

在这项最新研究中，卡罗尔与得克萨斯农工大学金斯维尔分校国家天然毒素研究中心主任埃尔达·桑切斯等合作者，逐一解析各类FETUA蛋白各自发挥的作用。

单一蛋白防护效果有限：有的可以减轻出血，有的能够抑制毒素的酶活性。但单独使用任意一种蛋白，都无法完全避免中毒后的死亡结局。

将多种FETUA蛋白组合使用，防护效果会显著增强，中和毒液损伤的能力大幅提高。

想要筛选出最优配比的混合物依旧十分困难。单一种蛇毒大约含有上百种分属不同家族的毒素蛋白，而且不同蛇类的毒液成分也各不相同。

“有效组分已经存在，”卡罗尔说，“我们只需要不断测试不同的配比组合。”

实验室测试中，经过优化的蛋白组合药效约为现有羊源响尾蛇抗毒血清的10倍。它可以完全中和响尾蛇毒液的致死作用，还能对多种蝰蛇毒液起到广谱防护，其中部分蛇类已经历经数百万年的演化分化。

“这些抑制蛋白的关键结构，在蛇类5000万年的演化历程中高度保守，足以说明自身中毒对蛇而言是切实存在的生存威胁。”卡罗尔同时提到，蛇会通过哪些途径接触自身毒液——咬伤时口腔组织接触、吞食带毒猎物、同类相食，或是以上多种情况并存——目前尚无充分定论。

广谱抗毒血清研发更进一步

本次研究重点针对金属蛋白酶类毒素。目前研究团队正沿用同一思路，开发针对其他主要毒液毒素家族的抑制蛋白。

“针对蝰蛇的三大主要毒素家族，我们距离获得有效的应对方案已经非常近。”卡罗尔表示，“本次研究的成果，结合我们正在开展的实验，让我们有充分理由相信，基于天然物质的重组（实验室合成）抗毒血清有望成为现实。”

卡罗尔预测，这类“大自然的抗毒物质”会最先应用于兽医领域，之后再投入人类蛇咬伤治疗。

他认为下一代抗毒血清，能够对抗更多种类的毒液，相比现在的抗体类药物，安全性更高、成本更低，也更适合大规模生产。

“我们可以大批量生产这类制剂，助力解决这一重大全球性公共卫生难题。”卡罗尔说，“众多疗效出众的药物都源自大自然。令人欣喜的是，这套优于商用抗毒血清的物质，一直就存在于这些蛇的身体之中。”

Reference: “Nature’s antivenom: Combinations of conserved rattlesnake serum metalloproteinase inhibitors block the lethal action of viper venoms” by Sean B. Carroll, Fiona P. Ukken, Yetunde A. Ayinuola, Luis Escalona, Montamas Suntravat and Elda E. Sanchez, 29 July 2026, Proceedings of the National Academy of Sciences.

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