J Prot :下一个重磅炸弹药藏在百年毒液里?

2014-01-16 佚名 生物探索

你听说过替罗非班(Aggrastat)、 百泌达(Byetta)、卡托普利(Captopril)、依替巴肽 (Integrilin)、齐考诺肽(Prialt)这些药物吗? 这5大药物是首批作为毒液派生类药物而上市。你知道它们有何共同之处吗?它们的用途你清楚吗? 齐考诺肽(Prialt),是一种止痛效果比鸦片强1000倍的止痛药 毒液提取物,超过10亿美元商机 这些药物研发于全球各个

你听说过替罗非班(Aggrastat)、 百泌达(Byetta)、卡托普利(Captopril)、依替巴肽 (Integrilin)、齐考诺肽(Prialt)这些药物吗?【原文下载

这5大药物是首批作为毒液派生类药物而上市。你知道它们有何共同之处吗?它们的用途你清楚吗?

齐考诺肽(Prialt),是一种止痛效果比鸦片强1000倍的止痛药

毒液提取物,超过10亿美元商机

这些药物研发于全球各个不同的顶尖实验室,被不同的500强制药公司销售——其中包括我们非常熟悉的礼来公司、默克公司等。

它们的治疗领域从心绞痛跨越到糖尿病,可以治疗多个领域不同的疾病或病症。

总之,无论来源何处,它们都具有一个简单的共同点:它们均来自动物毒液。

替罗非班(Aggrastat)被发现于一种叫做锯鳞蛇(Echis carninatus )的毒液;

百泌达(Byetta)是从一种生长在沙漠里的毒蜥怪物种中的希拉毒蜥(Heloderma suspectum)的提取的生物肽;

卡托普利(Captopril)和依替巴肽 (Integrilin) 依次是在一种叫做Bothrops jacara毒蛇和Sisrurus milarius的毒蛇中被提取;

齐考诺肽(Prialt),是一种止痛效果比鸦片强1000倍的止痛药,却不具有鸦片的上瘾副作用,也是被发现在一个不起眼的叫做“Conus magus”的锥形蜗牛的毒液中。

更多的此类药物正在进行临床试验,Discovery报道目前至少有6个获得批准;未来的几十年里,10多个从地球上最致命的动物中提取的药物可能会进入全国药店。

那些经历数百万年进化的珍稀有毒物种,其毒素具有“广谱,高效和专一”强大药性特征,为医药界的诊疗法带来潜在的新药疗法。美国Discovery杂志报道它们会给美国市场带来超过10亿美元商机的药物,大型制药公司正在致力投资于有毒动物的寻找和毒液提取中。

毒液样本,宝贵的资源

科学家们正在采用先进的蛋白质组学、转录、基因组技术挖掘不同有毒动物的毒液血清学特征,希望能从它们的脊柱、 毒牙或毒刺中开发出下一个高效药物。

然而在40亿年的历史中,地球正在经历史上最严重的大规模灭绝事件 。由于人们将药物锁定在这些有毒动物的毒腺内,大量地捕获这些珍稀有毒动物,使得它们逐渐消失于自然界。因此科学界面临一个问题:这些极具潜在开发价值的有毒动物正在以惊人的速度从地球上消失。科学家们估计, 成千上万的昆虫物种正濒临消失 ;至今为止,有超过10%的毒蛇濒临灭绝 ;在美国,自上世纪60年代以后有接近50种蚂蚁已经消失。

幸运的是,其中一些动物毒液已经被收集。几十年来,科学家们一直在从地球上最危险的动物中挤出毒素创造抗毒血清。 他们一般将抗毒素血清冻干并储藏1到2瓶,供以后使用。

在澳大利亚的昆士兰大学(University of Queensland),这些储藏在小瓶中的抗毒素血清被放置在药架上几十年,其珍贵性无人能知,也鲜有人问津。直到有一天该大学毒液研究所的Bryan Fry 教授决定刷去灰尘,看看尘封于历史数十载的抗毒素血清到底具有什么性质。

这瓶黑虎毒液于1935年被采集,目前保存在澳洲毒液研究所

Dr.Fry 在全球不同合作者的帮助下检测了超过52种抗毒素血清样品的生物活性,这些样品有的具有80多年的历史。它们的原始毒素样品来自一个叫做Straun Sutherland的毒液研究员,至今为止他收集了大量的抗蛇毒血清。Sutherland自1994年离开英联邦血清实验室,并于当年成立澳洲毒液研究所(AVRU)。

Dr.Fry 将这些复古毒液与其原来的相同或者相似的物种的新鲜毒液相比,其蛋白质组学架构,生物活性和免疫原性出现了差异。他说:我们所研究的这些产自澳洲的毒液样品,有的是一种濒临灭绝的独特品种的巨型蛇,由于栖息地的改变,它们濒临灭绝;有的品种是南棘蛇(Acanthophis antarcticus,产于澳大利亚),其相同产地的一种叫做手杖蟾蜍(cane toads)的毒蛇物种已经灭绝。

由于不同物种的毒液之间存在广泛的差异,毒液样本是一种宝贵的资源,Dr.Fry解释道。Dr.Fry在这个项目中自始至终提醒自己:大部分的样品几乎不可能获得,然而很多样品是不可替代的事实,让他们在研究过程中倍感压力。

他们研究的其中一个毒液样品是从沿海眼镜蛇科大毒蛇活体中提取,遗憾的是当时年仅20岁的业余捕蛇者Kevin Budden 在捕获该蛇的过程中被毒蛇重伤并失去性命。

1950年7月的“The Cairns Post”记载了这个悲惨的故事:“我本不愿提起这件事,但我很难做到”,当年开车驾驶Budden 和这只宝贵的蛇到当地专家处寻求帮助的司机 Jim Harris 说, “Budden 牺牲前不断告诉我,这是重要的科学研究,并且他已经不远万里跑到澳洲的最北边专为捕捉这种眼镜蛇。”

“Budden 在被该毒蛇咬伤后的翌日牺牲在医院里,但科学家从这只眼镜蛇中提取的毒液,接种到几匹马中并使其成功免疫,由此创建了该种眼镜蛇的抗毒素血清。

短短5年后,该种血清被用于拯救生命。 Fry解释道,“我很荣幸能够采用这些样品来进行试验,因为它们历史意义无可估量。”

古老毒液,依然焕发生机

Dr.Fry 惊讶地发现,那些简单的玻璃瓶就像微胶囊,即使经过了几十年的储藏这些古老的毒液仍然含有强有力的毒性。 采用极少量的毒液即可制造出具有强大药性的毒药。更令人惊讶的是,大多数的毒液与新鲜样品具有相似的生物活性。

这些在上世纪50年代被收集的毒液样品,在较低剂量时能缓慢凝血,在较高剂量时能够迅速凝血;

在1960年到1961年期间收集的致死毒蛇样品,仍然具有极强的神经毒性。

即使是经过简单的冻干和存储在橡皮塞子在玻璃小瓶 ,并在室温下储藏,这些毒液的生物活性依旧非常高。

因此储藏毒液的关键是保证密封容器的密闭性。研究发现,密闭性好的样品经过较长时间的储藏其仍然能够保持较高的毒理学性质。

Dr.Fry 说:“结果表明,储藏了几十年的毒液样品,依然具有较高的科学研究价值。” 虽然这个研究看上去是在回顾过去历史,但是Dr.Fry很快从中发现了其研究的现实意义。

在这些物种被永久消失之前,Dr.Fry 和他的合著者执笔强调了从当下开始收集毒液物种的必要性。 “收集这些珍稀濒危物种的毒液是非常有必要的,它们在全世界的很多地方都不常见,适当地收集和存储有利于保护生物资源衰退,”他们在文章的讨论中写道。

"正确地存储这些样本是至关重要的,随着全球许多毒蛇物种不断下降,新鲜的毒液越来越难获得", Dr.Fry 补充道,他们的研究只是探索古老的毒液生物特性的第一步。 他和他的同事计划继续他们的研究,评估不同远古生物中的蛋白质、多肽和小分子的生理生化特性。

还有更多的远古生物和更多的毒液在等待他们去研究。 他们将测定的数据对于评价药物的毒理作用是至关重要的。这与科学家们发现齐考诺肽(Prialt)的意义一样重大。

谁知道可提取药物的有毒动物的将来呢? 也许下一个可以提取药物的有毒动物,在100年后就不复存在了呢?

补充内容

替罗非班(Aggrastat): 由默克公司资助研究的一种抗血小板聚集药。

百泌达(Byetta)是从大毒蜥唾液中发现的一种刺激胰岛素分泌的肽激素。它在体内通过激活B细胞来刺激胰岛素的生成进而控制血糖水平,能显著地降低2型糖尿病患者的血糖。它是第一个经过议定的“肠促胰岛素肖似物”,其年售额都正在1亿美金以上。2009年12月,FDA通知医疗卫生专业人士修改百泌达(Byetta)的处方信息:研究报告提示该药可能引起肾功能的改变,包括急性肾衰竭和肾功能不全。

卡托普利(Captopril):是第一个口服有效的降血压药物。

依替巴肽 (Integrilin):治疗的血管成形术患者的出血并发症。

齐考诺肽(Prialt):美国FDA近日通过的一种由爱尔兰药物制造商ELAN生产的新型止痛药。

原文出处

Clémence Jesupreta, 1, Kate Baumanna, 1, Timothy N.W. Jacksona, b, 1, Syed Abid Alia, c, 1, Daryl C. Yange, 1, Laura Greismand, 1, Larissa Kernd, 1, Jessica Steutend, Mahdokht Jouiaeia, Nicholas R. Casewella, f, g, Eivind A.B. Undheima, b, Ivan Koludarova, Jordan Debonoa, Dolyce H.W. Lowa, Sarah Rossia, Nadya Panagidesa.Vintage Venoms: Proteomic And Pharmacological Stability Of Snake Venoms Stored For Up To Eight Decades.Journal of Proteomics.14 January 2014 【原文下载

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