海洋致命殺手變人類良藥:止疼比嗎啡還牛

螺貝類是海洋生物族群中最大的一群,對人類而言,在它們繽紛而美麗的外表下,卻有可能隱藏著致命的殺機,而芋螺就是螺貝類海洋殺手中的佼佼者。

這種具有雅緻外表的生物具有特殊的毒液系統,令它足以在危機四伏、物競天擇的大自然中得以屹立不倒。一直以來,對於人類而言,它的毒液都是徹底的噩夢,直到有科學家發現,從中可以提取出優秀的止痛藥。

來自海邊的芋螺愛好者

目前世界上發現的芋螺大約有600多種,主要分佈在印度-太平洋附近、熱帶或亞熱帶的海域。菲律賓籍化學家奧利維拉(Baldomero Olivera)從小長大的家鄉,也在芋螺的生長地內。

上世紀四十年代,當奧利維拉還是個小男孩的時候,他最大的愛好,就是收藏市集上便宜、但又小巧美麗的芋螺貝殼。但在那個時候,他還不知道這些貝殼背後的致命殺機。

芋螺平時喜歡藏匿在潮間帶的砂礫、石堆或珊瑚礁中,到了夜晚就會出來捕食。這些習性讓它非常容易和沿海地區的居民狹路相逢。芋螺有著非常陰險的捕食習慣和與之配套的捕食器官,它們的口部長有幾排密集排列的秘密武器“齒舌”,它們呈中空的刺狀。

海洋致命殺手變人類良藥:止疼比嗎啡還牛

一隻被同類殺死的芋螺,放大可見飛箭一樣的齒舌

想要進攻時,芋螺會先在毒腺裡生成毒液,一次裝填一根齒舌,將它變成劇毒的飛箭並裝填在特化的長吻上。芋螺先悄悄靠近獵物,利用長吻吸引獵物的注意,之後迅速將尖端的齒舌刺入目標體內,待它們死亡或麻痺後再捕食。

這些毒液對人類同樣也是致命的,手指頭大小的芋螺就足以讓一個成年男子喪命。有許多漁民及貝殼愛好的收集者,在撿拾或捕獲芋螺時,不慎被刺傷甚至毒死的案例。

那些海岸邊的悲劇在奧利維拉心中留下了難以磨滅的記憶,而正因此,他從青少年時代就立志要找出那些漁民喪命的原因。1960年,19歲的奧利維拉從菲律賓大學畢業,之後遠赴美國讀博。60年代末,他在斯坦福讀博士後的時候,終於實現了兒時的願望,開始系統地研究芋螺。

二十年如一日

完成博士後研究後,奧利維拉受聘到猶他大學當生物化學教授,在這裡擁有了自己的實驗室。他從芋螺中提取出毒液,希望能夠找出毒液致死的原因。

這一研究,就花了二十年。1990年,奧利維拉的研究成果被作為封面文章刊登在頂尖雜誌《科學》上。芋螺毒液中含有幾百種不同的短鏈胜肽,它們多半具有神經毒性,作用的位置廣泛,能結合細胞膜上各種神經傳導物質及接受器或離子通道,進而干擾神經或細胞間訊號的傳遞,使獵物的神經、肌肉及心臟都造成傷害。

奧利維拉的研究揭示了不同毒素的作用位點,令特效藥的開發成為可能。如今,假如不幸被芋螺咬傷,只要及時就醫,悲劇就不會再重現。除此之外,他的研究也令豐富了人類對神經系統的認知。憑著這些成果,奧利維拉獲得了不計其數的榮譽,還於2009年當選美國國家科學院院士。

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一輩子研究螺貝類的奧利維拉(ibiology)

不過,在解決了危險性問題後,奧利維拉對芋螺的研究並沒有停步。毒液中豐富的短鏈胜肽能夠精確地和特定的神經位點結合,那它們是不是有能夠被收為己用、用於治療神經系統疾病的潛能呢?

奧利維拉開始研究這些毒素作為藥物的可能性,但他沒想到,他實驗室裡的一個毛頭小子竟然率先一步發現了寶物。

初出茅廬的高中生

這個毛頭小子名叫麥金託什(Michael McIntosh),1980年的夏天,剛剛高中畢業的麥金託什慕名來到奧利維拉的實驗室,希望能夠在這裡獲得實習的機會。

高中畢業的孩子,基本是什麼也不懂的,只能一點點從頭教起。但很快,滿腔熱血的麥金託什就掌握了基本的實驗方法,開始嘗試著提純芋螺毒液中的肽類。

他不停地排查,不停地提純,希望能夠找到一種特別的肽類。這個任務談何容易,時間一年一年地過去,在學業繁重的醫學院上課的同時,麥金託什也依然堅持這場看不到盡頭的持久戰。整整7年過去了,他真的找到了。

醫學博士畢業後,麥金託什成為了一位精神科醫生(hhmi。org)

這種特別的肽類名叫“齊考諾肽(Ziconotide)”,它的特別之處在於,它只阻斷神經細胞上三種類型鈣通道的一種。這種名為“N型鈣通道”的通道掌握著一種特別的功能,它可以控制痛覺。

後續實驗證明,齊考諾肽擁有極其驚人的止痛能力,效力是阿片類止痛藥的1000倍。阿片類藥物是從罌粟中提取的生物鹼,其中最高級別的嗎啡常被用來治療晚期癌症病人的重度癌痛,但阿片類藥物有一個嚴重的弱點:它們容易成癮,而且還有耐受性,用多了,止痛效果就會變差。對於晚期癌症病人而言,減輕痛苦已經是唯一的治療方案,如果連最強的嗎啡都不管用了,那他們真的是孤苦無援了。

而齊考諾肽則恰好填補了阿片類止痛藥的不足。它效力高,而且不會成癮、不會耐受。在多年的動物實驗及臨床試驗過後,它終於在2004年上市。曾經是人類噩夢的海洋殺手,在幾代人的努力下,如今已經成為了寄託著無數病人希望的靈丹妙藥。

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齊考諾肽成品及化學結構