孟加拉国不同生境眼镜蛇与孟加拉眼镜蛇毒液组成的种间和种内变异性研究

【字体: 时间:2025年10月11日 来源:Journal of Proteome Research 3.6

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  本研究针对孟加拉国境内眼镜蛇(Naja naja)与孟加拉眼镜蛇(Naja kaouthia)毒液成分的地理分布和个体发育变异问题,采用毒液组学(venomics)和抗毒液组学(antivenomics)技术,对43份个体毒液样本进行系统分析。研究发现两地 cobra 种群存在显著的种间、种内及个体发育差异,商业抗毒血清(Incepta polyvalent antivenom)对当地毒液中和效果差。该研究为区域特异性抗毒血清研发提供了关键科学依据,对改善蛇伤治疗具有重要临床意义。

  
在亚洲热带地区,蛇伤中毒始终是严重的公共卫生问题,其中眼镜蛇属物种造成的神经毒性伤害尤为致命。尽管已有研究揭示眼镜蛇(Naja naja)和孟加拉眼镜蛇(Naja kaouthia)毒液存在地理变异,但对孟加拉国这一拥有复杂水系和多元生态区的特殊地域,其毒液变异模式及现有抗毒血清的适用性仍属未知。
为解析这一科学问题,研究团队在孟加拉国17个地点采集了43份毒液样本(17份N. naja,26份N. kaouthia),运用反向高效液相色谱(RP-HPLC)、电喷雾电离质谱(ESI-MS)、二维凝胶电泳(2-DE)等毒液组学技术,结合抗毒血清免疫亲和色谱分析,系统评估了毒液成分变异规律及商业抗毒血清(Incepta F(ab′)2)的中和效能。
关键技术方法包括:1)基于地理分布和年龄组建立毒液样本库(含成年/幼体个体);2)通过RP-HPLC分离和ESI-MS1质谱鉴定毒素家族;3)采用免疫亲和色谱定量分析抗毒血清对特定毒素的结合率;4)整合19种生物气候变量和7类空间生态因子进行多维度关联分析。
3.1 地理变异特征分析
通过RP-HPLC图谱聚类,将N. naja毒液划分为西北部(Nn1)和南部(Nn2)两大地理群组,二者在三指毒素(3FTX)亚型比例上呈现显著差异:短链神经毒素(sNTX)在Nn1中占比3.3-18.1%,长链神经毒素(LNTX)达9.1-52.6%,而细胞毒素(CTX)为17.8-67.5%。N. kaouthia毒液则按年龄和地理来源形成4个池(Nk1-Nk4),其中幼体毒液缺乏磷脂酶A2(PLA2)和蛇毒神经生长因子(svNGF),但富含半胱氨酸富集分泌蛋白(CRISP)(7.1-7.7%),成年个体则相反(CRISP仅1.5-2.3%)。
3.2 抗毒血清效能评估
免疫亲和色谱显示,商业抗毒血清对孟加拉国cobra毒液的关键神经毒素(sNTX/LNTX)结合率极低(9.9-18.75%),而对高分子量毒素(LAAO/SVMP)结合率高达62-100%。计算表明中和单次排毒量需59-283瓶抗毒血清,远高于制造商标定剂量(10瓶),证实其地理不匹配性。
3.3 生态因子关联性
主成分分析(PCA)揭示毒液变异与降水量季节性(r=-0.89, p=0.01)及最干季度降水量(r=0.84, p=0.04)显著相关。帕德玛河等水系屏障与生物生态区差异共同驱动了种群隔离,如Nn1与Nn2群组虽直线距离相近,但因河流阻隔导致毒液组成分化。
本研究首次证实孟加拉国cobra毒液存在多维变异格局,强调抗毒血清研发需纳入本地生态区代表性毒液样本。论文发表于《Journal of Proteome Research》,为针对东南亚蛇伤治疗的精准抗毒血清设计提供了范式转换级的科学依据。
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