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2020年8月18日 星期二

七種用動物劇毒製成的(西)藥 - SciShow

出自Scishow- 七種來自超毒小動物的藥物 (7 Medicines That Come from Super Toxic Critters)


1. 降血壓藥 Captopril[血管張力素轉化酶抑制劑]
這種蛇的毒液進入哺乳類血液後,會強制讓你的周邊血管的管壁舒張,因此全身血液流竄至末梢、遠離心臟,造成血壓直直落(分布型低血壓),然後大腦就缺氧,獵物就昏倒了。毒液被南美土著用來當成箭毒,也算是見血封喉。
中毒低血壓而死的同時,還會有咳嗽的副作用,更多蛇毒不良作用請參閱仿單。蛇咬沒辦法控制劑量,做成藥物就可以了,因此毒藥便成了高血壓患者的福音。

2. 強效止痛藥 Ziconotide[N-type 電位敏感鈣離子通道阻斷劑]
來自僧袍芋螺(Conus magus)。Ziconotide 名字拆開來就表明了它來自 ω-conotoxin 這種芋螺毒素 (z是英文最後一個字母,ω是希臘文最後一個字母)。
行動緩慢的芋螺的食性很奇葩:它吃魚。但是蝸牛根本追不上迅捷的魚,這時毒液就被用來扭轉力量與速度的不對稱了。芋螺的上百種神經毒素(胜肽類)可以迅速的麻痺獵物的肌肉、神經、以及心臟。致死劑量是每公斤體重 幾奈克 (!) 級的,足以和萬毒之王肉毒桿菌毒素相提並論。
芋螺毒素是神經毒,這些胜肽(短蛋白質)會廣泛的抑制神經、肌肉、和心肌細胞的鈉、鉀、鈣離子通道。被芋螺的魚叉戳中——魚叉動作飛快——就只能眼睛開開準備投胎了,不管你是魚還是路過的兩足哺乳動物。
去南臺灣墾丁海邊玩耍浮潛的時候,看到海床上一顆橘色長長的螺請遠離它,它很可能就是活的僧袍芋螺。被戳到,你就得在墾丁多玩七天才能回家了。
目前 Ziconotide 過不了血腦屏障,只能直接從脊髓注射(例如開刀裝置一個藥物泵浦,連續給藥),蠻不好用der。藥廠正在開發口服版的,是藉由病毒的奈米顆粒包裹藥物。原理是特定病毒(例如皰疹)的表面,對於人的神經組織有一套吸附、穿越的分子。人類聰明到將其改裝,利用來當作投放藥物的「特洛伊木馬」。
可以預期這種簡直黑科技複合體的藥會超貴,但這不成問題,假使你是一位癌末正在不惜重金尋求安樂死方案的資深體育主播,聽到有種神藥比嗎啡還強1000倍(!),吃了痛痛就飛走......價格$$~~切,根本不在考慮之列~~不是嗎?
因為 ω-芋螺毒素的作用機轉直接繞過了溫血動物的「類鴉片受器」(opioid receptor),直接跳到脊髓,關閉了負責痛覺傳遞的「電位鈣離子通道」。因此理論上它不可能產生鴉片一樣的成癮效果。我倒是擔心它被武器化......吃了藥就完全感覺不到痛覺的超級士兵之類的(當年二戰德軍可是狂嗑安非他命呢)。

3. 降血糖藥 Exenatide[GLP-1 類似物]
來自北美希拉毒蜥(Gila monster)的唾液。
希拉毒蜥的毒液對人類不太致命,但是會很腫、很痛,主要是嚇阻效果。發現毒液雞尾酒的其中一種成分Exendin-4會讓血糖降低的時候,科學家都超意外。
Exendin-4的功用來自於它的胺基酸序列,和人類胰臟的一種荷爾蒙「胰高血糖素樣肽-1」(glucagon-like peptide 1, GLP-1)非常像。會引起胰臟的 β 胰島細胞分泌胰島素,產生降血糖的效果。更棒的是,Exendin-4 雖然效果類似 GLP-1。但正常的 GLP-1 會被另一種酵素「雙基胜肽酶-4」(dipeptidyl peptidase 4, DPP-4)迅速分解掉,毒液胜肽卻不會。就而久之還有促進β 胰島細胞增生的神奇效果啊!
這東西存在於毒液中,大概有點像 Minecraft 裡面「沙漠僵屍Husk」攻擊的強制飢餓效果,讓受害者肚子餓,肚子餓沒辦法回血,也無法奔跑的道理吧——幹,我好像領悟惹XD 不過實際上 Exenatide 並不會強制胰島素狂分泌,分泌到人低血糖休克的程度,而是在低血糖時效果自動減輕,因此不容易造成不良作用(除非病人腎功能差)。真是不錯用的藥。好個毒蜥。

4. 瀉藥 Plecanatide 和 Linaclotide[類大腸桿菌腸毒素胜肽]
FDA於2012年通過的便秘型腸躁症用藥。新到我忝為112.97.401卻沒聽過。
這兩種藥物放在這裡有點亂入了。畢竟大腸桿菌又不是動物。
兩種藥物的前身是大腸桿菌的熱穩定腸毒素(heat-stable enterotoxin, ST-1),所謂熱穩定就是說一旦食物裡有很多會分泌這種毒素的大腸桿菌繁殖、分泌毒素之後。就算我們把它們拿去重新加熱,殺得死細菌,卻除不掉毒素。是造成隔餐烙塞的原因之一。
它們的作用機制是腸道上皮的「鳥糞核酸環狀酶致激劑」(guanyl cyclase-c agonist),會讓這些細胞內的「環鳥糞單磷酸」(cGMP)這種信號分子增加,cGMP 增加之後,會讓腸道上皮細胞快馬加鞭,往腸道內分泌氯離子、重碳酸鹽、以及水,是耗能的細胞主動運輸。腸道中的水分增加,結果就是軟便→水洩。
歷史上讓無數人烙塞烙到脫水而死的霍亂毒素(cholera toxin),以及仙人掌桿菌(B. cereus)和大腸桿菌的不耐熱腸毒素(Heat-labile enterotoxin, LTs)是藉由增加環腺苷單磷酸(cAMP),增加腸到分泌水分,類似但不太一樣。

5. 斑蝥素[蝥,音茅](cantharidin)[是一個偏方這樣子的地位]
這東西FDA不建議使用。使用後果自負。內用副作用包括腸道流血、尿道發炎、血尿又血便。外敷副作用包括皮膚水泡、潰爛。
斑蝥素是屬於芫菁科的一些甲蟲,包括俗稱「西班牙蒼蠅」(Lytta vesicatoria)的西班牙芫菁,在體內合成以自保的有毒物質。這些甲蟲的英文俗名是「水泡金龜」(blister beetle),光聽就覺得不好惹。雄性芫菁在交配的時候,會把含有額外斑蝥素的精莢(包在一起的精子)送給雌芫菁,雌芫菁再把斑蝥素濃縮在蟲卵裡面,就可以防止蛋蛋被偷吃了。
西班牙甲蟲自古就被江湖術士拿來當作除疣的偏方,也有江湖流言說他是催情聖藥,男性吃了會雄風大振,勃起不止。但這都是一個不怎麼美麗的錯誤。是由於斑蝥素進入尿液,對尿道產生刺激、紅腫又疼痛,痛到__彈出來、GG ininder 但肯定不舒服。
斑蝥素的作用機制不是很明確,但可以確定它會促進上皮細胞分泌「絲胺酸蛋白酶」,這種蛋白酶會切割細胞與細胞之間相連的「鉚釘」(胞橋小體 desmosome)。細胞就彼此脫離,皮膚的完整性就被破壞,繼而滲漏水份,形成水泡了。對腸道和其他黏膜也有類似的破壞。
斑蝥素的常用成藥藥方,是用來消除「傳染性軟疣」(molluscum contagiosum),這是一種皮膚的病毒感染。「適量的」斑蝥素讓感染病毒的皮膚細胞脫落死亡,是一個以毒攻毒的概念。但是這玩意成人半數致死繼量大約只有30毫克,建議不要嘗試比較好,要殺死染病的皮膚細胞,我們有乾冰可以用。
查中文的來源,還會跟你說斑蝥素似乎能殺癌細胞,正在加緊研究中......這類訊息都不用太認真。就像我常說的:「火焰噴射器也可以殺癌症細胞」,這類體外(in vitro)實驗都不是特別的有幫助。
* 題外話:「甲蟲、會嚴重起水泡、被人拿來研究殺癌症」這三個關鍵字也讓我想起另一種不好惹的甲蟲,就是隱翅蟲(Paederus spp)和它的隱翅蟲素(Pederin)。

6. 列指海葵毒素(Stichodactyla toxin)[毒胜肽,Kv1.3調節]
呃我真的應該先看完影片再寫這篇的。這一項超硬R。不是市面已經有的藥物,而是曙光一樣的先進開發成果。因為太先進了我還要回去翻書,確定我讀到的藥理學、免疫學——根本沒提到過這個。
最簡單來說,列指海葵毒素(ShK)是一種短鏈胜肽,對於人類細胞表面的一種特殊的鉀離子通道有抑制的效果。這種鉀離子通道(電位敏感鉀離子通道1.3,簡寫為Kv1.3。數字只是個分類編號)對於人體的免疫記憶T細胞有調節作用。
T細胞有點像警察,從一開始的菜鳥(Naive T cell)被海放到江湖上,參與體內複雜的免疫功能,開始學會辨認一些可疑的抗原(病原體存在的線索,例如說看到金牙鑽表黑頭車,就表示可能是黑道大哥),久而久之就升格成能主導偵緝行動的老鳥T細胞(memory T cells)。開始打擊細菌、病毒和癌細胞了。
不過有些老鳥T細胞辨認壞蛋的技能很爛,明確來說根本是壞了,會隨便對良民上大刑伺候——指派 CD8+ 胞殺性T細胞,讓良民在淫威之下「被自殺」了。T細胞轉而攻擊無辜的正常細胞,導致各種自體免疫疾病,包括多發性硬化症、牛皮癬、發炎性腸道疾病、紅斑性狼瘡......等等。
T細胞的升官加槓,就需要上述的 Kv1.3 離子通道接收到一個訊號才能完成。所以,基於列指海葵毒素所合成的這類藥物(只要幾picogram就能關閉通道),就有希望成為新一代的免疫調節藥物了。

7. 讓腦瘤細胞無所遁形的「腫瘤油漆」:蠍氯毒素(Chlorotoxin)
出自以色列金蠍(Leiurus quinquestriatus)的毒液。
蠍氯毒素也是評估研究中,但看似很有希望的一種「藥物」。但是它本身不殺癌細胞,也沒什麼可以利用的生理學特性。說起來還蠻烏龍,蠍氯毒素的名字之所以有個氯字,是一開始科學家以為它會和細胞的氯離子通道結合。
後來經過神奇的一連串意外與黑歷史之後,有人發現說,要是你將蠍氯毒素和染劑分子結合(例如只要照紫外線就會發出螢光的染劑),蠍氯毒素會通通聚集到一種腦瘤的癌細胞:神經膠質瘤(glioma)癌細胞的表面。
這表示外科醫師在動刀切除腫瘤的時候,可以很明確的看出來哪邊是腦瘤,哪邊不是。只要幾百個腫瘤細胞就可以顯影出來了——這是媲美顯微鏡地解析度呢。於是乎,染了色的腫瘤更不容易殘留在切割處的周圍,將來復發。以往醫生依賴基本影像學估計出的「腫瘤安全週界」(基本上是靠猜的,因為肉眼無法區分腫瘤細胞),今後有機會藉由染色變成一看便知的明顯邊界了。
——是說,到底是要怎麼「意外發現」這麼精確的結果啊?
後來的研究顯示,名不符實的蠍氯毒素似乎更喜歡和細胞的「第二型基質金屬蛋白酶亞型 」(Metalloprotease type 2 isoform, MMP2)結合。這......什麼鬼?為什麼一般細胞沒有它,癌細胞卻有一堆,讓毒素可以帶著染劑一起結合上去呢?
原來,MMP是一種分解蛋白質的酵素,它的作用是讓細胞脫離「細胞骨架」(Extracellular matrix, ECM)變成游離、遊蕩的「漂鳥型」細胞。一般功能正常的細胞,通常它的基因會讓它傾向「必須依賴細胞骨架,整齊的生長好,才能正常地功能與存活,否則就會死」——就有點像是說「良民必須有戶口」。但是癌細胞不一樣,為了逃脫免疫系統的殺滅,以及無止盡的增生,癌細胞傾向於把自己從老窩裡釋放出來——脫落、流竄、經由血液循環等等,變成轉移的癌症,有點像流民、倭寇。所以一般細胞安土重遷,根本不需要多少MMP,但癌細胞相反,會變本加厲的生產MMP,好讓自己自由。
蠍子表示:本蠍明明沒有要幫助人類戰勝癌症的意思。

幹結果這篇也超長阿。希望你和我一樣,有學到東西囉。

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