研究歷史

由于其(qi)毒(du)性(xing)強烈，診斷(duan)、治療困難，早(zao)在第一(yi)次世界大戰期間，美(mei)軍就將其(qi)作為候選化學戰劑(ji)進行了廣泛研(yan)究，并曾生產了1700公斤的蓖麻毒(du)素(su)粗(cu)品（代(dai)號WA）。

理化性質

蓖(bi)麻毒素的(de)一(yi)、二級(ji)結構已清楚，由(you)A、B兩條鏈組成(cheng)。A鏈比B鏈稍短，兩鏈之間以(yi)一(yi)個二硫鍵相連接。它含有共價鍵結合的(de)糖(tang)(tang)分子，糖(tang)(tang)的(de)主要組成(cheng)是甘露糖(tang)(tang)、葡萄糖(tang)(tang)和(he)半(ban)乳(ru)糖(tang)(tang)。分子量為66,000。在0.1克分子半(ban)乳(ru)糖(tang)(tang)溶液中，毒素可在冰箱中貯存數月(yue)而(er)不(bu)失活性，但煮(zhu)沸易失去活性。

蓖(bi)麻毒(du)(du)(du)素(su)(su)(su)是從蓖(bi)麻籽中提取(qu)的植物糖蛋(dan)白，分(fen)子量(liang)64000。毒(du)(du)(du)素(su)(su)(su)由(you)A和B兩(liang)條多肽鏈(lian)組成(cheng)，兩(liang)鏈(lian)間由(you)一個二硫鍵連(lian)接(jie)。目前，A鏈(lian)和B鏈(lian)的氨基(ji)酸序列(lie)以(yi)及二級結(jie)構已(yi)基(ji)本清(qing)楚。毒(du)(du)(du)素(su)(su)(su)B鏈(lian)上含(han)有兩(liang)個半乳糖或半乳糖殘(can)基(ji)結(jie)合(he)(he)位點，可和細胞(bao)表面的含(han)半乳糖殘(can)基(ji)的受體結(jie)合(he)(he)，通過內陷作(zuo)用進入細胞(bao)質(zhi)，發揮毒(du)(du)(du)性作(zuo)用。蓖(bi)麻毒(du)(du)(du)素(su)(su)(su)A、B鏈(lian)上還分(fen)別含(han)有1和2個糖支鏈(lian)，鏈(lian)末(mo)端均為甘(gan)露(lu)糖殘(can)基(ji)，可以(yi)和網狀內皮(pi)細胞(bao)特別是巨(ju)噬細胞(bao)結(jie)合(he)(he)。后者細胞(bao)表面富含(han)甘(gan)露(lu)糖受體，可優先攝取(qu)蓖(bi)麻毒(du)(du)(du)素(su)(su)(su)，這對(dui)于毒(du)(du)(du)素(su)(su)(su)發揮生物功能有重要的作(zuo)用。

毒理

蓖麻毒(du)素是一種細(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)毒(du)。當毒(du)素進(jin)(jin)入(ru)(ru)體內(nei)(nei)，A、B鏈(lian)(lian)(lian)分開。A鏈(lian)(lian)(lian)通過滲(shen)透經細(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)膜進(jin)(jin)入(ru)(ru)細(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)漿，主(zhu)要使真核(he)(he)細(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)的(de)核(he)(he)糖體抑制失活，從而(er)抑制蛋白質的(de)合(he)成。B鏈(lian)(lian)(lian)與細(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)表(biao)面結(jie)合(he)，通過內(nei)(nei)陷作(zuo)用轉入(ru)(ru)細(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)內(nei)(nei)，它能促使A鏈(lian)(lian)(lian)進(jin)(jin)入(ru)(ru)胞(bao)(bao)漿。

蓖麻毒(du)(du)素對(dui)小鼠(shu)艾氏腹水瘤(liu)細胞(bao)、LD12白血病、B16黑痣(zhi)瘤(liu)和列文斯肺癌細胞(bao)均有(you)(you)明顯(xian)的(de)抑制作用，主(zhu)要通過抑制蛋白質(zhi)合成來殺傷癌細胞(bao)。另外(wai)發現它(ta)與其他藥物有(you)(you)增效作用如蓖麻毒(du)(du)素與亞(ya)德里亞(ya)霉素（adriamycin）伍用對(dui)殺傷白血病細胞(bao)有(you)(you)顯(xian)著的(de)增效作用。

臨床表現

小鼠靜脈注射(she)LD50值為2.7μg/kg，腹(fu)腔(qiang)注射(she)為7~10μg/kg；對狗LD50值為0.6μg/kg；人(ren)(ren)致死(si)量約為7mg。中(zhong)毒(du)后(hou)數小時(shi)出(chu)(chu)現(xian)(xian)癥狀(zhuang)。早期有精神不振，惡(e)心(xin)(xin)嘔吐，腹(fu)痛、腹(fu)瀉、便(bian)血(xue)(xue)(xue)；繼則出(chu)(chu)現(xian)(xian)脫水(shui)、血(xue)(xue)(xue)壓下降，休克(ke)嗜(shi)睡(shui)；嚴重者(zhe)可(ke)出(chu)(chu)現(xian)(xian)抽(chou)搐、昏(hun)迷(mi)，牙關(guan)緊閉；最后(hou)因循環(huan)衰竭而(er)死(si)亡。少數病人(ren)(ren)可(ke)出(chu)(chu)現(xian)(xian)發燒(shao)、黃疸、便(bian)血(xue)(xue)(xue)、蛋(dan)白尿(niao)、無(wu)尿(niao)或血(xue)(xue)(xue)尿(niao)，終因酸中(zhong)毒(du)、尿(niao)毒(du)癥而(er)死(si)亡。該毒(du)素(su)易損傷肝、腎(shen)等實質(zhi)器官，發生出(chu)(chu)血(xue)(xue)(xue)、變性、壞死(si)病變。并能(neng)凝集和溶解紅(hong)細胞(bao)，抑制麻痹心(xin)(xin)血(xue)(xue)(xue)管和呼吸中(zhong)樞，是(shi)致死(si)的主要原因之一。

毒性作用機理

抑制蛋白質合成

蓖(bi)麻毒(du)素具有強烈的(de)細胞(bao)毒(du)性，屬于(yu)蛋白合(he)成抑制劑或(huo)核(he)糖(tang)體失(shi)活劑，這也是在構(gou)建免(mian)疫毒(du)素時，應用到蓖(bi)麻毒(du)素的(de)主要原(yuan)因(yin)。

合(he)成(cheng)的(de)機理在20世紀70年代已經(jing)明確。首先(xian)，毒(du)素(su)(su)依靠(kao)B鏈(lian)(lian)(lian)上的(de)半(ban)乳(ru)(ru)糖結(jie)合(he)位點(dian)與(yu)(yu)細(xi)(xi)(xi)胞表面含(han)末端半(ban)乳(ru)(ru)糖殘基的(de)受體(ti)結(jie)合(he)，促(cu)進(jin)整(zheng)個毒(du)素(su)(su)分子(zi)(zi)以內陷方式進(jin)入細(xi)(xi)(xi)胞，形(xing)成(cheng)細(xi)(xi)(xi)胞內囊，毒(du)素(su)(su)從細(xi)(xi)(xi)胞內囊中進(jin)入細(xi)(xi)(xi)胞質，隨(sui)后蛋白鏈(lian)(lian)(lian)間二硫鍵(jian)被(bei)還原(yuan)裂(lie)解(jie)(jie)，游(you)離出(chu)A鏈(lian)(lian)(lian)。A鏈(lian)(lian)(lian)是(shi)一種蛋白酶，作用于真核(he)細(xi)(xi)(xi)胞核(he)糖體(ti)60S大亞單位的(de)28S rRNA，水解(jie)(jie)A4324位點(dian)的(de)腺嘌呤N-糖甙甙鍵(jian)，使其脫去腺嘌呤，喪(sang)失抗(kang)RNA酶的(de)抗(kang)性(xing)而被(bei)降解(jie)(jie)，不能與(yu)(yu)延長因子(zi)(zi)(EF-2)結(jie)合(he)，從而干(gan)擾(rao)了核(he)糖體(ti)，EF-2，鳥嘌呤三磷酸腺苷(GTP)復合(he)體(ti)的(de)形(xing)成(cheng)，導致蛋白質合(he)成(cheng)的(de)抑(yi)制，最終(zhong)細(xi)(xi)(xi)胞死亡(wang)。已引起研究(jiu)者注意的(de)是(shi)：① B鏈(lian)(lian)(lian)對A鏈(lian)(lian)(lian)發揮毒(du)性(xing)具(ju)有重要的(de)促(cu)進(jin)作用。② 在細(xi)(xi)(xi)胞內鏈(lian)(lian)(lian)間二硫鍵(jian)的(de)還原(yuan)裂(lie)解(jie)(jie)對毒(du)素(su)(su)發揮毒(du)性(xing)作用具(ju)有重要作用。③ 最新(xin)的(de)研究(jiu)表明：B鏈(lian)(lian)(lian)上的(de)半(ban)乳(ru)(ru)糖結(jie)合(he)位點(dian)也(ye)參與(yu)(yu)了毒(du)素(su)(su)的(de)體(ti)內毒(du)性(xing)。

誘導細胞因子損傷

蓖麻(ma)毒(du)(du)素誘導(dao)細(xi)(xi)(xi)胞(bao)因(yin)子(zi)的機理目前(qian)多數認為是(shi)通過刺激淋(lin)巴樣細(xi)(xi)(xi)胞(bao)產生的。主要(yao)為巨噬細(xi)(xi)(xi)胞(bao)和肝(gan)Kupffer′s細(xi)(xi)(xi)胞(bao)。這些細(xi)(xi)(xi)胞(bao)表面(mian)含有(you)(you)甘(gan)露糖(tang)受體，可與(yu)蓖麻(ma)毒(du)(du)素分子(zi)中3個(ge)末端甘(gan)露糖(tang)殘基特異(yi)結合而優先被(bei)攝(she)取。蓖麻(ma)毒(du)(du)素誘導(dao)細(xi)(xi)(xi)胞(bao)因(yin)子(zi)的分泌有(you)(you)劑量和時(shi)間依賴性。毒(du)(du)素是(shi)否(fou)可誘導(dao)其他細(xi)(xi)(xi)胞(bao)因(yin)子(zi)的產生以及各(ge)細(xi)(xi)(xi)胞(bao)因(yin)子(zi)之間是(shi)否(fou)具有(you)(you)網絡免疫(yi)調節的作(zuo)用(yong)，尚待(dai)探討。

1986年(nian)(nian)，Tracey等(deng)發現蓖(bi)(bi)(bi)麻(ma)毒(du)(du)(du)(du)素(su)(su)中(zhong)(zhong)毒(du)(du)(du)(du)大鼠的(de)(de)(de)腸道(dao)損傷類(lei)似(si)TNF/Chchectin處理的(de)(de)(de)大鼠腸道(dao)。1991年(nian)(nian)Nadkami和(he)Deshphude認為蓖(bi)(bi)(bi)麻(ma)毒(du)(du)(du)(du)素(su)(su)中(zhong)(zhong)毒(du)(du)(du)(du)后的(de)(de)(de)許多現象(xiang)，例如：發熱，肝出(chu)血(xue)性(xing)壞死，腹水(shui)(shui)，胸水(shui)(shui)的(de)(de)(de)滲(shen)出(chu)，腸道(dao)的(de)(de)(de)出(chu)血(xue)壞死性(xing)炎癥等(deng)等(deng)早(zao)期的(de)(de)(de)急性(xing)反應(ying)都與腫(zhong)瘤壞死因(yin)子(TNF-α)，白細(xi)(xi)胞介素(su)(su)(IL-1)，IL-6的(de)(de)(de)分(fen)泌(mi)有(you)關。1993年(nian)(nian)，Licastro等(deng)檢測到蓖(bi)(bi)(bi)麻(ma)毒(du)(du)(du)(du)素(su)(su)誘導體外培(pei)養的(de)(de)(de)外周血(xue)單核細(xi)(xi)胞分(fen)泌(mi)TNF-α和(he)IL-1β，同(tong)時在蓖(bi)(bi)(bi)麻(ma)毒(du)(du)(du)(du)素(su)(su)中(zhong)(zhong)毒(du)(du)(du)(du)大鼠的(de)(de)(de)血(xue)漿(jiang)中(zhong)(zhong)亦可檢測到低(di)水(shui)(shui)平(ping)的(de)(de)(de)TNF-α。1994年(nian)(nian)Mudlooon等(deng)發現，體內注射抗TNF的(de)(de)(de)抗體，將明顯降低(di)蓖(bi)(bi)(bi)麻(ma)毒(du)(du)(du)(du)素(su)(su)對(dui)小鼠的(de)(de)(de)氧化(hua)損傷。1997年(nian)(nian)，董巨瑩等(deng)亦報(bao)道(dao)了TNF在蓖(bi)(bi)(bi)麻(ma)毒(du)(du)(du)(du)素(su)(su)中(zhong)(zhong)毒(du)(du)(du)(du)小鼠肝臟的(de)(de)(de)免疫組(zu)織(zhi)化(hua)學(xue)定(ding)位。細(xi)(xi)胞因(yin)子參與機體損傷的(de)(de)(de)另一(yi)個例子是：對(dui)于由蓖(bi)(bi)(bi)麻(ma)毒(du)(du)(du)(du)素(su)(su)構建的(de)(de)(de)免疫毒(du)(du)(du)(du)素(su)(su)1，2期臨床試(shi)驗(yan)中(zhong)(zhong)病人(ren)出(chu)現的(de)(de)(de)副作用：包括發熱、肌(ji)痛、毛(mao)細(xi)(xi)血(xue)管滲(shen)漏綜合癥等(deng)可以通過封閉或拮抗這些細(xi)(xi)胞因(yin)子的(de)(de)(de)功(gong)能而減輕(qing)。

蓖(bi)麻(ma)毒(du)素的(de)毒(du)性具有明顯(xian)的(de)劑(ji)量依賴性，毒(du)素誘導細(xi)胞(bao)因子的(de)產生，引起(qi)體內(nei)脂(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)過氧(yang)化(hua)損(sun)(sun)傷(shang)(shang)以及誘導靶細(xi)胞(bao)凋亡等等都(dou)是在小劑(ji)量范圍內(nei)具有的(de)，而(er)大劑(ji)量的(de)蓖(bi)麻(ma)毒(du)素仍主要(yao)表現(xian)為(wei)抑制蛋(dan)白質(zhi)(zhi)合成的(de)毒(du)性。毒(du)素誘導細(xi)胞(bao)因子的(de)產生及引起(qi)體內(nei)脂(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)過氧(yang)化(hua)損(sun)(sun)傷(shang)(shang)的(de)作用(yong)，均與其糖鏈(lian)末端甘露糖殘基被巨(ju)噬(shi)細(xi)胞(bao)特異性攝取(qu)，并激活巨(ju)噬(shi)細(xi)胞(bao)有關，是毒(du)素損(sun)(sun)傷(shang)(shang)的(de)繼發作用(yong)。蓖(bi)麻(ma)毒(du)素等蛋(dan)白質(zhi)(zhi)合成抑制劑(ji)誘導凋亡的(de)理論研究(jiu)對現(xian)有的(de)凋亡理論可能會(hui)有重要(yao)的(de)補充價值。

脂質過氧化損傷

蓖麻(ma)(ma)毒(du)(du)(du)素(su)與巨噬細(xi)胞的(de)(de)(de)相互作用(yong)，不僅誘(you)導(dao)(dao)細(xi)胞免疫(yi)，而(er)且誘(you)導(dao)(dao)產生自由基和活性(xing)氧(yang)，引(yin)起脂(zhi)質過氧(yang)化作用(yong)。1991年(nian)，Muldoon和Stohes發(fa)現(xian)蓖麻(ma)(ma)毒(du)(du)(du)素(su)可以(yi)誘(you)導(dao)(dao)小(xiao)鼠體內的(de)(de)(de)脂(zhi)質過氧(yang)化作用(yong)，結果導(dao)(dao)致尿液中(zhong)丙二醛、甲醛、丙酮的(de)(de)(de)含量增加。1992年(nian)的(de)(de)(de)研(yan)究表明，各(ge)臟(zang)器中(zhong)脂(zhi)質過氧(yang)化強度(MDA含量)，還原(yuan)型(xing)谷胱(guang)甘肽的(de)(de)(de)減少以(yi)及(ji)DNA單鏈斷裂程度在毒(du)(du)(du)素(su)中(zhong)毒(du)(du)(du)36小(xiao)時后最(zui)為(wei)強烈，且肝(gan)臟(zang)的(de)(de)(de)損傷最(zui)為(wei)嚴重。結合以(yi)往(wang)的(de)(de)(de)研(yan)究：谷胱(guang)甘肽的(de)(de)(de)使用(yong)可以(yi)部分(fen)對(dui)抗(kang)致死劑(ji)量的(de)(de)(de)毒(du)(du)(du)素(su)效應，具有潛在的(de)(de)(de)化學保護作用(yong)，因此(ci)，Muldoon等認為(wei)蓖麻(ma)(ma)毒(du)(du)(du)素(su)引(yin)起的(de)(de)(de)氧(yang)化作用(yong)可 以(yi)歸屬到蓖麻(ma)(ma)毒(du)(du)(du)素(su)的(de)(de)(de)毒(du)(du)(du)性(xing)機理(li)中(zhong)去(qu)。

TNF-α抗體(ti)，鐵離子對蓖麻(ma)毒素(su)(su)誘(you)導(dao)的脂(zhi)質過氧化(hua)和(he)氧化(hua)損(sun)傷(shang)起重要的調節作用。給小(xiao)鼠注射抗TNF-α的抗體(ti)，可以明(ming)顯降(jiang)低尿液丙二(er)醛，甲醛，丙酮(tong)的含(han)量(liang)。鐵離子以及去(qu)鐵敏(desferrioxamine)的摻入，可分(fen)別增加(jia)和(he)減少(shao)蓖麻(ma)毒素(su)(su)誘(you)導(dao)的脂(zhi)質過氧化(hua)的水(shui)平。蓖麻(ma)毒素(su)(su)引起體(ti)內氧化(hua)損(sun)傷(shang)的機理(li)還待更深入的探討。

誘導細胞凋亡

壞死(si)和(he)凋亡是(shi)細(xi)胞死(si)亡的兩(liang)種方式。在引(yin)(yin)起細(xi)胞凋亡的三大類因素(su)中(zhong)，毒素(su)，抗癌(ai)藥物是(shi)其中(zhong)之一。以(yi)往認為化療(liao)藥物是(shi)通過引(yin)(yin)起靶(ba)細(xi)胞發(fa)生(sheng)不可(ke)逆代謝障礙而(er)殺死(si)腫(zhong)瘤(liu)細(xi)胞，近年來(lai)認為是(shi)通過改變生(sheng)理(li)環(huan)境而(er)誘(you)發(fa)細(xi)胞發(fa)生(sheng)PCD(programmed cell death)而(er)達到療(liao)效。

1989年(nian)，Leek等報道(dao)：在蓖(bi)麻(ma)(ma)毒素(su)(su)中毒的(de)(de)腸(chang)道(dao)病理研究中利用免疫組織(zhi)化學和(he)電(dian)子顯微鏡觀察到腸(chang)道(dao)上皮細(xi)胞(bao)(bao)(bao)的(de)(de)胞(bao)(bao)(bao)漿(jiang)中存在凋亡(wang)樣的(de)(de)變(bian)化。1990年(nian)，Waring報道(dao)；蓖(bi)麻(ma)(ma)毒素(su)(su)可(ke)誘(you)(you)導巨噬細(xi)胞(bao)(bao)(bao)，未成熟T細(xi)胞(bao)(bao)(bao)出現DNA破碎(DNA fragmentation)，而(er)后者被認為是與凋亡(wang)有(you)關的(de)(de)生(sheng)化改變(bian)之一。1991年(nian)，他們報道(dao)了蓖(bi)麻(ma)(ma)毒素(su)(su)誘(you)(you)導上皮樣細(xi)胞(bao)(bao)(bao)發生(sheng)凋亡(wang)樣的(de)(de)形態(tai)學改變(bian)。1996年(nian)，Fu等報道(dao)了蓖(bi)麻(ma)(ma)毒素(su)(su)可(ke)誘(you)(you)導小鼠(shu)體內甲狀腺，脾臟的(de)(de)細(xi)胞(bao)(bao)(bao)出現凋亡(wang)現象。

蓖麻毒(du)素等蛋白質(zhi)合成(cheng)抑制(zhi)(zhi)劑(ji)誘(you)導(dao)(dao)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞凋亡(wang)的(de)機制(zhi)(zhi)與(yu)它們抑制(zhi)(zhi)蛋白合成(cheng)作(zuo)用無(wu)關，亦不(bu)需要Ca2 依賴性核(he)酸內(nei)(nei)切(qie)酶的(de)參與(yu)，而是與(yu)其升高細(xi)(xi)(xi)(xi)胞內(nei)(nei)的(de)三(san)磷(lin)酸肌醇水平有關。另外，有報(bao)道：巨(ju)噬細(xi)(xi)(xi)(xi)胞的(de)粘(zhan)附可(ke)以阻止蓖麻毒(du)素誘(you)導(dao)(dao)的(de)巨(ju)噬細(xi)(xi)(xi)(xi)胞凋亡(wang)現象的(de)發生。蓖麻毒(du)素的(de)抗吞(tun)噬細(xi)(xi)(xi)(xi)胞作(zuo)用可(ke)能直接導(dao)(dao)致DNA斷裂和誘(you)導(dao)(dao)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞凋亡(wang)。資料表明(ming)：引起細(xi)(xi)(xi)(xi)胞壞(huai)死的(de)有害因(yin)素在(zai)強度很大時可(ke)導(dao)(dao)致細(xi)(xi)(xi)(xi)胞壞(huai)死，但(dan)強度較小時卻引起細(xi)(xi)(xi)(xi)胞發生凋亡(wang)。蓖麻毒(du)素誘(you)導(dao)(dao)的(de)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞凋亡(wang)也存在(zai)明(ming)顯的(de)劑(ji)量(liang)依賴性。總(zong)之，蓖麻毒(du)素誘(you)導(dao)(dao)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞發生凋亡(wang)與(yu)傳統的(de)蓖麻毒(du)素作(zuo)為(wei)蛋白質(zhi)合成(cheng)抑制(zhi)(zhi)劑(ji)并不(bu)構成(cheng)矛盾(dun)。

救治

立即用高錳酸鉀或(huo)炭未混(hun)懸(xuan)液洗胃(wei)，隨繼(ji)口(kou)服鹽類瀉藥及高位(wei)灌腸等急救措施，以(yi)排(pai)出未被吸收之(zhi)毒(du)物。口(kou)服乳(ru)汁(zhi)、雞(ji)蛋清及阿拉伯膠，以(yi)保護胃(wei)粘膜。如出現(xian)昏(hun)迷、嗜睡(shui)等癥狀時(shi)(shi)，可皮下(xia)注(zhu)(zhu)射可拉明、樟腦磺酸鈉等，必要(yao)時(shi)(shi)可用洋地黃制劑。如因大量嘔吐(tu)、嚴重腹瀉而失水(shui)時(shi)(shi)，應及時(shi)(shi)大量靜(jing)滴5%葡萄糖生(sheng)理鹽水(shui)或(huo)低分(fen)子右旋糖酐(gan)，以(yi)防止脫水(shui)導致(zhi)休(xiu)克，并有利于稀釋與排(pai)出毒(du)素。注(zhu)(zhu)意糾(jiu)正酸中毒(du)，發(fa)生(sheng)驚厥時(shi)(shi)給(gei)予苯巴比妥等鎮靜(jing)劑。有條件時(shi)(shi)，盡早注(zhu)(zhu)射抗蓖(bi)麻毒(du)血(xue)(xue)清和輸血(xue)(xue)等治療措施。