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[科普中國]-說出來你可能不信,這些治病、減肥和救命的藥,全都來自毒物

我是科學(xué)家
原創(chuàng)

中世紀(jì)時,一種可怕的疾病忽然在歐洲各國間流行開來:患者或是經(jīng)歷光怪陸離的幻覺,導(dǎo)致喪失勞動能力,或是手足逐漸潰爛,直到肢體壞死而殘疾 [1] 。

嚴(yán)重的病癥給患者帶來烈火焚身般的痛苦,那時人們以為這是神靈的懲罰,稱其為“圣火” (或“圣安東尼之火”) 。

1568年的一副畫作,描述了“圣安東尼之火”的幸存者乞討為生的悲慘生活 | Pieter Bruegel de Oude

造成這種病癥的罪魁禍?zhǔn)祝鋵嵤? 麥角菌屬 ( Claviceps ) 的 真菌 。它會悄悄潛入小麥等禾本科植物的子房,長成一粒粒有毒的“麥角”,混入麥粒中,最后一同磨成面粉被人食用。

黑麥麥角菌( Claviceps purpurea )的侵染過程 | Wikimedia Commons, Franz Eugen K?hler, K?hler’s Medizinal-Pflanzen / Public Domain

麥角中含有生物堿,有的作用于神經(jīng)系統(tǒng),使人產(chǎn)生嚴(yán)重的幻覺和精神錯亂,還有的作用于循環(huán)系統(tǒng),讓四肢的血管收縮,導(dǎo)致肢體失去血液供應(yīng)而壞死。 所謂的“圣安東尼之火”,其實就是重癥麥角中毒。

混在麥粒中的麥角,就是“圣安東尼之火”的罪魁禍?zhǔn)?| Wikimedia Commons, Dominique Jacquin / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

所幸,隨著農(nóng)業(yè)技術(shù)的進(jìn)步,麥角中毒事件已鮮有發(fā)生。不過,麥角并未就此退出人類的生活,而是以截然不同的另一種身份再度活躍起來。

近年來, 人們逐個分離出麥角中的活性生物堿,將其提純或改造后應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域 [ 2] 。比如,麥角新堿可以促進(jìn)子宮收縮,可以治療產(chǎn)后大出血;麥角胺,被用于治療嚴(yán)重的偏頭痛;人工合成的卡麥角林和溴隱亭,則成了治療帕金森病的良藥……

麥角衍生物可有效阻止產(chǎn)后出血 | Wikimedia Commons, Harmid / Public Domain

麥角已華麗變身成為醫(yī)學(xué)界的不可或缺的藥物原料,而像這樣轉(zhuǎn)變角色的生物,遠(yuǎn)不止麥角。

源自毒蜥的降糖藥

在美國的部分區(qū)域, 希拉毒蜥 ( Heloderma suspectum ) 是人們唯恐避之不及的一種生物。它的下頜唾液中會分泌毒液,一旦被咬傷,會引起強(qiáng)烈劇痛、惡心嘔吐,甚至患上嚴(yán)重的胰腺炎。

然而,在這種毒蜥的身上,科學(xué)家們卻發(fā)現(xiàn)了一類全新的藥物, 不僅可以幫助糖尿病患者控制血糖,還可用于治療肥胖癥。

希拉毒蜥( Heloderma suspectum ),是降糖藥艾塞那肽的研發(fā)起點 | Wikimedia Commons, H. van der Ploeg / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

20世紀(jì)90年代,年輕的研究人員約翰·恩 (John Eng) 開始研究希拉毒蜥所分泌的唾液,并試圖從其中尋找到有利用價值的化合物。

他意外發(fā)現(xiàn),希拉毒蜥唾液中存在的一種物質(zhì),能夠降低實驗鼠的血糖。仔細(xì)硏究后,他發(fā)現(xiàn), 這種物質(zhì)和人體內(nèi)已知的一種降糖激素——胰高血糖素樣肽-1 (GLP-1) 具有相同作用 [3] 。

早在十多年前,科學(xué)家們就認(rèn)識到了GLP-1的降糖作用,它可以根據(jù)人體當(dāng)前血糖濃度,自動調(diào)節(jié)分泌胰島素的速率??上У氖?,人體內(nèi)自然產(chǎn)生的GLP-1激素十分脆弱,注進(jìn)人體后不一會兒就會被降解而失去作用,這一點讓它不適合被制成藥物。

而約翰·恩發(fā)現(xiàn)的這種物質(zhì)在體內(nèi)恰好不容易降解:能存留很長時間發(fā)揮作用。進(jìn)一步的臨床試驗證明,這種藥物只需每天注射兩次,就可以有效幫助糖尿病患者控制血糖,效果比起口服降糖藥絲毫不遜色?;诖笮团R床試驗中的顯著效果,這款名為Byetta (艾塞那肽) 的藥物于2005年獲FDA批準(zhǔn)上市。

在艾塞那肽上市之后,其他多種仿GLP-1激素藥物也相繼進(jìn)入臨床,其中就包括曾創(chuàng)下數(shù)十億美元年銷售記錄的利拉魯肽——這種藥除了用于治療糖尿病,還曾于2014年獲批用于肥胖癥的輔助治療,能有效降低體重和減少肥胖癥并發(fā)癥 [4] 。

利拉魯肽是FDA批準(zhǔn)的“減肥藥”之一(此為處方藥,可能有潛在副作用,需要在醫(yī)生的指導(dǎo)下使用) | flickr, Doctor 4U / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/ )

從“蒙汗藥”到“救命針”

作為一種古老的藥用植物, 曼陀羅 生來就集“毒藥”和“神藥”于一身。人類很早就開始用曼陀羅來醫(yī)治疾病,或者對付仇人。從《本草綱目》里的麻醉藥,到《水滸傳》中的“蒙汗藥”,都有曼陀羅的身影。

曼陀羅蘊(yùn)藏著毒性和不可低估的藥用價值 | Wikimedia Commons, Sk?pper?d / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)創(chuàng)立之后,曼陀羅的“毒藥”角色漸漸淡出,它致人麻醉的原理也徹底揭開:曼陀羅中含有一種名為“東莨菪堿”的化學(xué)物質(zhì),可以干擾人體神經(jīng)系統(tǒng)的重要信使——乙酰膽堿的功能,從而導(dǎo)致意識混亂、肌肉松弛、出汗減少、胃腸蠕動減緩等效應(yīng) [5] 。

人們已經(jīng)挖掘出曼陀羅中一些 生物堿 (尤其是東莨菪堿和阿托品) 的醫(yī)療價值,它們現(xiàn)在被用于治療多種疾病。

例如,東莨菪堿長期被用來治療腸道功能紊亂、內(nèi)臟痙攣、暈車暈船等,而阿托品已經(jīng)成為了搶救農(nóng)藥中毒、致命性心動過緩等危及生命情況的重要用藥。在現(xiàn)代醫(yī)院的搶救推車中,有一個位置就是留給阿托品的 [6] 。

阿托品已成為急救必備藥品 | Wikimedia Commons, Wesalius / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)

自古以來,我們身邊從來不乏各種毒物的身影,它們一度奪去了無數(shù)人的健康和生命。而今, 許多原本令人唯恐避之不及的毒物,被藥學(xué)家們賦予了全新的打開方式,搖身變成了救死扶傷的良藥 ,在人類歷史中留下濃墨重彩的一筆。

作者名片 作者:許婧斐

編輯:Yuki、范可鑫

排版:雷昱兒

題圖來源:Pixabay

參考文獻(xiàn):

[1]Heritage, J.; Evans, G.; Killington, R.A. (1999). "5.6.8 What is the role of fungal toxins in food poisoning?". Microbiology in Action. Cambridge University Press. p. 115. ISBN 978-0-521-62912-6.

[2]Untersuchungen über das Verhalten der Secalealkaloide bei der Herstellung von Mutterkornextrakten. Labib Farid Thesis (doctoral), Universit?t Wien, 1946.

[3]Raufman JP (January 1996). "Bioactive peptides from lizard venoms". Regulatory Peptides. 61 (1): 1–18. doi:10.1016/0167-0115(96)00135-8. PMID 8701022.

[4] Astrup A, R?ssner S, Van Gaal L, et al. Effects of liraglutide in the treatment of obesity: a randomised, double-blind, placebo-controlled study[J]. The Lancet, 2009, 374(9701): 1606-1616.

[5] Osbourn AE, Lanzotti V (2009). Plant-derived Natural Products: Synthesis, Function, and Application

[6] "Atropine". The American Society of Health-System Pharmacists.

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