加利福尼亚州尔湾市 — 即使在试管中,蛇毒也令人恐惧。
将几滴来自致命印度金环蛇的毒液与血细胞混合,瞬间,清澈的液体就会变成鲜红色,因为毒素会穿透细胞,使其膜破裂。看一眼就能让你比你想知道的更多关于蛇咬的剧烈疼痛。
这就是为什么合成化学家杰弗里·奥布莱恩如此震惊和兴奋的原因,当他尝试用他创造的一种化合物来中和蛇毒时,他将这种化合物混入装满血细胞的试管中。他滴入金环蛇的分泌物并等待。溶液保持清澈。血细胞完好无损。
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这项在加州大学尔湾分校化学实验室进行的工作,或许可以带来一种通用的蛇毒解毒剂。而这仅仅是几项新的高科技努力之一,这些努力来自制药主流之外的一群不太可能的人物,旨在解决蛇咬在全球范围内造成的惊人死亡和残疾。
那些寻求更新、更好抗蛇毒血清的人包括一位旧金山的急诊医生,他热衷于推进他的研究,以至于让自己瘫痪,以便测试一种实验性药物;一位29岁的生物科技企业家,他非常时髦,以至于被称为“丹麦最酷的工程师”;还有一位印度医生,他在爱尔兰攻读了纳米医学高级学位,以便帮助预防他的家乡泰米尔纳德邦的蛇咬致死事件。
支持他们的人:投资者包括从五角大楼到 Talking Heads 乐队的杰瑞·哈里森。
他们正在应对一个严重的问题。据估计,每年约有 500 万人被咬伤,超过 10 万人死亡,40 万人因眼镜蛇、金环蛇、太攀蛇和黑曼巴蛇等蛇类而致残或致跛。大多数受害者生活在发展中国家;许多是外出玩耍的儿童或在农作时与错误的蛇相遇的年轻人。
如果不治疗,有些咬伤会导致患者严重出血,以至于他们的死亡被误认为是埃博拉。其他毒液含有麻痹性神经毒素,或破坏大量的皮肤和肌肉,以至于它们会使肢体变黑。有些受害者为了止痛,甚至喝汽油或电击自己。
抗蛇毒血清确实存在,并且已经拯救生命一个多世纪了,但它们可能有严重的副作用,而且对于印度、东南亚和撒哈拉以南非洲地区最有可能被咬伤的贫困农村人口来说,往往无法获得或负担不起。
涌入该领域的新一批科学家拥有各种各样的生物技术奇迹:纳米粒子、单克隆抗体、DNA 疫苗——更不用说老式的决心了。然而,蛇毒的化学成分非常复杂——一位科学家称之为“分子的混乱”——以至于事实证明,要研制出一种好的解毒剂非常困难。
丹麦技术大学的研究员安德烈亚斯·豪加德·劳斯特森说:“许多人会认为蛇毒是人类已知的最复杂的药物靶点。”他的实验室(和初创公司 VenomAb)创造了第一个重组抗蛇毒血清。
毒理学这个鲜为人知的领域中的人们也面临着另一个障碍。即使蛇咬伤造成的受害者比埃博拉和地雷等备受瞩目的威胁还要多,但也很难引起公众或世界卫生领导人的注意。
旧金山的医生兼研究员马特·莱温博士说:“蛇咬伤需要一位戴安娜王妃。”他正在热切地寻找新的治疗方法。“如果教皇就此发一条推文,全世界都会立即关注。”
19 世纪的配方仍在沿用
抗蛇毒血清的基本配方是在 1894 年发明的,乍一看似乎很中世纪:挤奶蛇以获取毒液,将其注射到马匹中,然后给马匹放血以收集针对毒液的抗体。
“毒液组学”领域和其他领域的数十年技术进步带来了更安全、更纯净、更有效的抗蛇毒血清。但这些疗法仍然存在许多问题。
接受者可能会对抗蛇毒血清中发现的动物细胞或病原体产生过敏反应、肾脏损伤甚至休克。有些只对特定种类的蛇或相关蛇群有效;另一些则需要冷藏,这意味着在偏远地区很难随时获得正确或任何抗蛇毒血清。
在整个发展中国家,假冒疗法的市场也很强大:一些作为抗蛇毒血清出售的罐子装的是简单的糖水。
这个领域也受到奇怪的经济学的困扰。众所周知,西方国家的医院对响尾蛇和铜头蝮蛇毒血清 CroFab 每瓶收费数千美元——而患者在被咬伤后可能需要多达 20 瓶。然而,生产此类药物的公司很少能获得丰厚的利润,因为它们主要面向发展中国家的贫困患者。
事实上,近年来,两家主要的制药公司——惠氏(现为辉瑞)和赛诺菲——退出了抗蛇毒血清市场,理由是无法盈利。
赛诺菲停止生产 Fav-Afrique,一种对抗黑曼巴蛇、喷射眼镜蛇和其他八种非洲蛇咬伤的有效抗蛇毒血清。虽然有替代产品,但赛诺菲的决定在 2015 年遭到了无国界医生的严厉谴责,该组织公开指责赛诺菲“溜出”市场,冒着“埃博拉规模灾难”的风险。
与此同时,辉瑞停止生产一种治疗珊瑚蛇毒液的药物。病理学家、儿科医生和抗蛇毒血清开发者莱斯利·博耶博士创立了亚利桑那大学的 VIPER 研究所,她设计了一种替代品,但找不到任何制药公司来生产它。
她说:“FDA 向制药公司发出了绝望的求助呼吁,结果基本上被他们嘲笑出房间。”
因此,她眼睁睁地看着辉瑞治疗药物的最后供应耗尽。珊瑚蛇咬伤并不总是致命的,但它经常会导致瘫痪——除非他们获得抗蛇毒血清,否则受害者可能需要呼吸机数周才能再次自主呼吸。
“蛇咬耶稣”对抗毒液
新一代蛇咬伤企业家坚持认为,科学——以及可能的初创公司——可以拯救局面。
VenomAb 的劳斯特森说:“当我发现抗蛇毒血清仍然是用古代方法生产的时,我感到非常困惑。我以为它会更先进。”在从哥斯达黎加进行长时间的研究后,他带着长发和晒伤的皮肤回到丹麦,被丹麦媒体称为“蛇咬耶稣”。(他也是被丹麦联盟“工程师未来”评为“丹麦最酷的工程师”的人。)
他的抗蛇毒血清使用通过在发酵罐中培养细胞而产生重组人抗体——与用于生产血液因子和胰岛素的技术相同。
他说:“这就像酿啤酒一样。”
由于不涉及动物细胞,抗蛇毒血清应该会减少副作用,例如“血清病”。而且,至少在理论上,它们可以被设计为中和毒液中最糟糕的毒素。但他的团队仍在努力寻找合适的抗体组合。
劳斯特森本人也承认,未来的道路将是漫长的。即使他能够控制开发和制造成本,考虑到主要市场在低收入国家,他也可能很难获得利润。他说:“我不认为你可以为了生产重磅炸弹药物而证明[风险投资]投资是合理的。”“我认为它必须是半慈善性质的。”
其他有前景的技术包括加州大学尔湾分校小组的工作,该小组由化学教授肯·谢伊和他的博士生杰弗里·奥布莱恩领导,他们都是生物反应合成纳米粒子领域的专家。
在国防部呼吁研究开发“通用抗蛇毒血清”以帮助保护士兵后,他们加入了这场竞赛。谢伊在过去十年中一直致力于合成粒子以对抗蜂毒中的活性成分蜂毒肽,并认为他的方法可能具有更广泛的用途。
他们的策略是设计一种纳米粒子,让蛇毒中的毒素与其结合,而不是细胞膜。他们的目标:一类称为 PLA2 的蛋白质,这种蛋白质在蛇、蜜蜂和蝎子毒液中很常见。已知 PLA2 蛋白会穿透细胞,造成大量组织损伤和出血。
科学家们正在为他们的粒子申请专利,并与尔湾的一家名为 300 Cells 的初创公司合作开发它。但他们很快警告说,任何人体治疗都还有很长的路要走,并且可能需要创造额外的合成粒子来处理毒液的不同成分。他们说,在开始测试之前,即使是在小鼠身上进行测试,他们还有很多实验室工作要做。
具有蛇咬伤治疗潜力的心脏药物
旧金山医生莱温认为,他已经找到了一种绕过许多开发和成本障碍的方法。他不是从头开始。相反,他一直在筛选制药公司拒绝的药物,这些药物在其预期疗法中失败了,但可能对蛇咬伤有用,因为它们针对毒液中的蛋白质。
莱温亲眼目睹了蛇咬伤在泰米尔纳德邦社区医院造成的损失,他在那里担任访问医生,与他的抗蛇毒血清研究伙伴斯蒂芬·塞缪尔博士合作,塞缪尔博士是一位纳米技术专家和医生,他在英国工作,但定期返回印度家乡治疗蛇咬伤患者。
莱温说,他们两人治疗过“深而愤怒的”圆斑蝰咬伤、隐形但麻痹性的金环蛇咬伤,以及“像疯了一样出血”的患者,他们甚至叫不出名字的蛇咬伤。
莱温如此致力于这项事业,以至于他尝试了一种潜在的治疗方法——解痉鼻喷雾剂新斯的明——来逆转他在旧金山一家医院的麻醉师进行的实验中诱导的瘫痪。莱温幸存了下来,但他此后转向他认为更有希望的东西:药物 varespladib。
Varespladib 针对的是与尔湾小组认为有希望的酶家族相同的酶家族——PLA2。更好的是,它已经通过了 1 期和 2 期临床试验,作为治疗脓毒症和急性冠状动脉综合征的潜在药物,这意味着它可能被证明在紧急使用中对人类是安全的。
莱温说:“Varespladib 阻断了我们测试过的每一种蛇毒 PLA2——来自六大洲的 35 种。”而且它可以让注射了毒液的小鼠存活下来。他和他的合作伙伴现在正在努力获取有关该药物的临床试验数据,希望计划一项关于其作为蛇咬伤治疗用途的研究。
莱温的公司的名字是什么?Ophirex。意思是蛇王。
全球蛇咬伤会议上的紧张气氛
虽然他们对新的研究感到兴奋,但该领域的资深人士警告说,新的合成疗法可能需要数十年才能用于蛇咬伤。有些人担心,对几乎未经测试的研究日益增长的炒作,无异于对当前抗蛇毒血清疗法的一种不太委婉的抨击——这种疗法通常被斥为“来自 19 世纪”。
旧的疗法可能存在缺陷,但它们确实在当下拯救了生命。
博耶说:“研究固然重要,但这就像当没有外科医生可以先切除肿瘤时,就对最新的癌症免疫疗法感到兴奋一样。”
这种紧张气氛在去年夏天于日内瓦举行的年度世界卫生大会会议上爆发,世界各地的蛇咬伤专家——只有几十位——聚集在一个小型会议室里。有些人称新的生物技术抗蛇毒血清项目是分散注意力;另一些人则担心,营利性初创公司开发的任何疗法都将贵得令人咋舌。
来自非洲的专家指出,即使是最低技术的解决方案——比如廉价的塑料靴子来保护贫困农民的裸露脚踝——今天也能比任何重组或合成疗法挽救更多的生命。
一位密切关注新研究的人——并在其中一些研究的创建中发挥作用——是毒理学家何塞·玛丽亚·古铁雷斯,他在哥斯达黎加的克洛多米罗·皮卡多研究所默默地从事抗蛇毒血清研究约 40 年,并因该领域的许多进展而受到赞誉,包括一种针对多种非洲蛇种的有效新抗蛇毒血清,并且可以冻干,因此不需要冷藏。它以非常低的成本出售给需要的国家。
他称关于新技术与旧技术的辩论为“虚假的二分法”。
古铁雷斯说,蛇咬伤是一个主要的公共卫生问题。虽然它需要新的高科技解决方案,但它也迫切需要更好的生产和分销渠道,以便传统的抗蛇毒血清能够送到需要的地方。同样重要的是:更多的公众和医学教育。他说:“我们需要在许多不同层面进行创新。”
古铁雷斯说:“人们认为技术将在未来一两年内带来解决方案,我们应该忘记马匹,但这些途径仍处于早期发展阶段。”“目前,我们有非常好的抗蛇毒血清,并且在未来许多年内,它们将是唯一可用的治疗方法。”