世界上最致命的蘑菇可能已找到解药

一种 CRISPR 基因编辑技术可能终于破解了死亡帽蘑菇的杀人机制,并 揭示了一种可能的解药

Two Amanita phalloides mushrooms on forest ground

每年因误食毒蘑菇造成的死亡事件中,百分之九十是由死亡帽蘑菇引起的。

死亡帽蘑菇 (Amanita phalloides) 几个世纪以来一直是“帝王杀手”,但它可能正在失去其优势。科学家们已经为这种致命蘑菇的毒素找到了可能的解药

死亡帽蘑菇可以长到 15 厘米高,顶部呈朴素的棕褐色或黄绿色,据意外食用后幸存下来的人说,味道还不错。但之后,这种毒素会导致呕吐、癫痫、严重的肝损伤和死亡。据认为,罗马皇帝克劳狄乌斯死于公元 54 年食用了这种蘑菇,1740 年的神圣罗马帝国皇帝查理六世也是如此。如今,每年有数百人因食用毒蘑菇而死亡,其中 90% 的死亡事件是由死亡帽蘑菇造成的。

尽管死亡帽蘑菇以致命而闻名,但科学家们一直猜测它们是如何致死的。但当研究人员最近确定了一种潜在的解药时,他们也锁定了人类体内一种生化途径,这种途径是蘑菇毒素——称为 α-鹅膏蕈碱——进入细胞所必需的。解药是一种名为吲哚菁绿的化学物质,可以中断该途径。该团队在 5 月 16 日的《自然·通讯》杂志上报告了这些发现。


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“这太棒了,”德国马尔堡马克斯·普朗克陆地微生物研究所的天然产物化学家海尔格·博德说。“α-鹅膏蕈碱确实是我们在自然界中最危险的化合物之一。”

一种“非常现代”的方法

尽管死亡帽蘑菇毒害人类的历史悠久,但对于意外摄入死亡帽蘑菇的人,医生除了支持性治疗外几乎无能为力。该领域似乎非常适合研究,因此中国广州中山大学的药物开发研究人员王巧萍和万国辉决定深入研究。

科学家们使用了一种王巧萍等人几年前开发的方法,以寻找水母毒液的解药。他们首先使用 CRISPR-Cas9 基因编辑技术创建了一个人类细胞库,每个细胞都带有一个不同基因的突变。然后,他们测试了哪些突变有助于细胞在暴露于 α-鹅膏蕈碱后存活下来。

这种“CRISPR-Cas9 筛选”显示,缺乏一种名为 STT3B 的酶的功能版本的细胞能够在 α-鹅膏蕈碱中存活。STT3B 是一个生化途径的一部分,该途径将糖分子添加到蛋白质中。中断该途径在某种程度上阻止了 α-鹅膏蕈碱进入细胞,从而阻止了毒素完全肆虐。没有人知道 STT3B 在 α-鹅膏蕈碱毒性中起作用,“我们对我们的发现感到非常惊讶”,王巧萍说研究人员打算继续研究涉及 STT3B 的途径通常如何让 α-鹅膏蕈碱进入细胞内部。

研究人员策略的第二步是对大约 3,200 种化合物进行筛选,寻找一种可以阻断 STT3B 作用的化合物。在这些化合物中,他们发现了吲哚菁绿,这是一种由柯达摄影公司在 20 世纪 50 年代开发的染料,此后一直用于医学影像,例如,可视化眼睛中的血管和肝脏中的血流。在用 α-鹅膏蕈碱中毒的小鼠中,仅约 50% 的用吲哚菁绿治疗的小鼠死亡,而未治疗的小鼠的死亡率为 90%。

捷克共和国南波希米亚大学位于捷克布杰约维采的毒理学家伊日·帕托奇卡说,研究人员对这种寻找解药的方法感到兴奋,这种方法“非常现代”。博德认为,类似的实验可以识别导致败血症的细菌毒素的解药,而败血症目前难以治疗。

走向临床

美国食品和药物管理局和欧洲药品管理局已经批准吲哚菁绿用于影像学。已知该化学物质在一定剂量下是安全的,因此王巧萍和万国辉希望他们能很快开始在人体上进行测试,尽管寻找资金可能具有挑战性,并且测试将需要依赖于意外摄入死亡帽蘑菇的人。葡萄牙波尔图大学的毒理学家费利克斯·卡瓦略说,时间将是这些研究的关键。研究人员在动物暴露于 α-鹅膏蕈碱四小时后开始用吲哚菁绿治疗小鼠,但大多数食用死亡帽蘑菇的人在 24 至 48 小时后才去医院,那时他们的病情才明显严重。“到那时可能为时已晚,”卡瓦略说

尽管如此,研究人员对这种方法可能带来的医学进步感到兴奋。“应该有更多像这样的科学研究,”帕托奇卡说。

本文经许可转载,并于2023 年 5 月 16 日首次发布

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