小分子毒素抑制剂对南部非洲蛇毒关键酶的中和作用研究

《Toxicon》：In vitro inhibition of snake venom toxins by varespladib, marimastat, nafamostat and dimercaprol

本文聚焦蛇伤治疗中抗蛇毒血清的局限性，研究人员探讨了四种小分子毒素抑制剂（SMTs）——varespladib、marimastat、nafamostat和dimercaprol——对南部非洲八种代表性毒蛇（包括眼镜蛇科和蝰蛇科）毒液中磷脂酶A2 (svPLA2)、金属蛋白酶(svMP)和丝氨酸蛋白酶(svSP)的体外抑制效果。结果表明，varespladib能有效抑制svPLA2，marimastat对svMP抑制效力极高，nafamostat可抑制部分蛇毒的svSP。该研究为开发新型、广谱的蛇伤辅助治疗药物提供了重要的体外实验证据和理论依据。

　　

在南非的草原和丛林中，潜藏着多种致命的毒蛇，如鼓腹咝蝰、加蓬咝蝰、莫桑比克射毒眼镜蛇等。被这些毒蛇咬伤是非洲许多地区严重的公共卫生问题，可能导致组织坏死、出血、凝血功能障碍甚至死亡。目前，蛇伤救治的主要依靠是抗蛇毒血清，但这种疗法存在诸多局限：它价格昂贵、需要冷藏、对不同蛇种的特异性强，并且通常需要静脉注射，在医疗资源匮乏的地区难以快速获取和使用。更关键的是，抗蛇毒血清主要中和的是毒素本身，对于毒素已经造成的局部组织损伤，其逆转效果有限。因此，全球的科学家们一直在寻找新的、更优的蛇伤治疗策略。

其中，小分子毒素抑制剂（SMTs）展现出巨大的潜力。与抗体药物相比，小分子药物通常更稳定、成本更低、可能口服给药，并且作用更快，有望在蛇伤早期及时中和毒素活性，为后续治疗赢得宝贵时间。这些抑制剂能够特异性地靶向蛇毒中的关键毒性酶，如蛇毒磷脂酶A₂ (svPLA₂)、蛇毒金属蛋白酶(svMP)和蛇毒丝氨酸蛋白酶(svSP)，这些酶分别是导致神经肌肉毒性、组织出血坏死和凝血功能障碍的主要元凶。那么，现有的、针对这些酶开发的抑制剂，是否对南部非洲地区具有临床重要性的毒蛇毒液也有效呢？为了回答这个问题，发表在《Toxicon》上的这项研究，系统地评估了四种有前景的SMTs对八种南部非洲代表性毒蛇毒液中关键酶活的抑制效果。

研究人员主要运用了体外酶动力学分析技术。他们分别使用特定的显色或荧光底物，在微孔板中检测蛇毒中svPLA₂、svMP和svSP的催化活性。通过在不同浓度的抑制剂存在下测定酶反应速率，绘制剂量-反应曲线，从而计算出半数抑制浓度（IC₅₀），用以定量评价varespladib、marimastat、dimercaprol和nafamostat对不同蛇毒中特定酶活的抑制效力。研究所用蛇毒样本均来自南非林波波省地区的毒蛇。

3.1. Inhibition of snake venom phospholipase A₂

研究首先评估了varespladib对蛇毒磷脂酶A₂ (svPLA₂)的抑制效果。结果显示，varespladib对鼓腹咝蝰和加蓬咝蝰毒液中的svPLA₂抑制效力最强，IC₅₀值分别达到0.221和0.276微摩尔，属于亚微摩尔级别的强效抑制。对环蛇和莫桑比克射毒眼镜蛇毒液的svPLA₂也有中等程度的抑制（IC₅₀约为2-4微摩尔）。而对于绿曼巴、黑曼巴、好望角眼镜蛇和犀咝蝰的毒液，则未观察到明显的抑制，这与这些蛇毒本身svPLA₂基础活性较低相一致。酶动力学参数V_max也证实，环蛇、莫桑比克射毒眼镜蛇和两种咝蝰的毒液确实拥有更高的svPLA₂活性。

3.2. Inhibition of metalloproteinase activity

接下来，研究考察了dimercaprol和marimastat对蛇毒金属蛋白酶(svMP)的抑制。结果表明，marimastat是一种高效能的svMP抑制剂，对除黑曼巴（IC₅₀=3.06微摩尔）外的所有测试蛇毒，其IC₅₀值均在低纳摩尔级别（0.0042 - 0.025微摩尔），尤其对两种咝蝰的抑制效力极高。相比之下，金属离子螯合剂dimercaprol的抑制效果弱得多，其IC₅₀值在微摩尔范围（5.01 - 79.8微摩尔）。所有测试的蛇毒均检测到svMP活性，其中鼓腹咝蝰、加蓬咝蝰和犀咝蝰的活性尤为突出。

3.3. Inhibition of serine protease activity

最后，研究检测了nafamostat对蛇毒丝氨酸蛋白酶(svSP)的抑制。结果发现，nafamostat仅对三种蝰蛇（鼓腹咝蝰、加蓬咝蝰和犀咝蝰）的毒液有抑制效果，其中对犀咝蝰毒液的抑制最为有效（IC₅₀=0.261微摩尔），对另外两种咝蝰的抑制效力中等（IC₅₀≈3.7微摩尔）。而所有测试的眼镜蛇科蛇毒中均未检测到显著的svSP活性，这与文献中svSP主要存在于蝰蛇毒液中的报道相符。酶活性测定也显示犀咝蝰的svSP活性远高于其他两种咝蝰。

综上所述，本研究通过系统的体外酶学实验证实，小分子毒素抑制剂varespladib、marimastat和nafamostat能够有效中和多种南部非洲重要毒蛇毒液中的关键毒性酶。研究结论强调，varespladib和marimastat分别作为svPLA₂和svMP的高效抑制剂，显示出作为蛇伤治疗辅助药物的巨大潜力，特别是对于那些毒液富含相应酶的蛇种。虽然nafamostat对特定蛇种（如犀咝蝰）的svSP有较好抑制，但其自身的药代动力学特性（需静脉给药、半衰期短）可能限制其临床应用。讨论部分进一步指出，考虑到不同蛇毒成分的多样性，将针对不同毒素靶点的SMTs（如varespladib与marimastat）组合成复方制剂，有望实现更广谱的疗效，覆盖更多蛇种引起的毒理学效应。这些体外研究数据为后续的临床前动物实验提供了重要的理论依据和候选分子，推动着新型蛇伤治疗策略的发展，以期最终为医疗资源匮乏地区的蛇伤患者提供更可及、更有效的救命方案。