由于其(qi)毒性強(qiang)烈(lie),診斷(duan)、治療困難,早在第一次世界大戰期(qi)間,美軍(jun)就將其(qi)作(zuo)為候(hou)選化(hua)學(xue)戰劑進行了廣泛研究,并曾(ceng)生產(chan)了1700公斤的蓖(bi)麻(ma)毒素(su)粗品(代號WA)。
蓖麻毒素的一(yi)、二級結構已清楚,由(you)A、B兩條(tiao)鏈組成(cheng)。A鏈比B鏈稍(shao)短,兩鏈之(zhi)間以一(yi)個二硫(liu)鍵相連接。它含有共價鍵結合的糖分子(zi),糖的主要組成(cheng)是甘露糖、葡萄(tao)糖和(he)半乳(ru)糖。分子(zi)量為66,000。在0.1克分子(zi)半乳(ru)糖溶液中,毒素可在冰箱中貯存數月而不失活性,但煮沸易失去(qu)活性。
蓖(bi)(bi)麻(ma)毒(du)素是從(cong)蓖(bi)(bi)麻(ma)籽(zi)中提取(qu)的(de)植物糖蛋白(bai),分子(zi)量64000。毒(du)素由A和(he)(he)B兩(liang)條多肽鏈組(zu)成,兩(liang)鏈間由一(yi)個二硫鍵(jian)連(lian)接。目前,A鏈和(he)(he)B鏈的(de)氨基(ji)酸序列以及(ji)二級結(jie)構已基(ji)本清楚(chu)。毒(du)素B鏈上(shang)含(han)有(you)(you)兩(liang)個半乳糖或半乳糖殘(can)基(ji)結(jie)合(he)位(wei)點,可(ke)和(he)(he)細(xi)胞(bao)(bao)表面的(de)含(han)半乳糖殘(can)基(ji)的(de)受(shou)(shou)體結(jie)合(he),通過內陷作用進入細(xi)胞(bao)(bao)質,發(fa)(fa)揮毒(du)性作用。蓖(bi)(bi)麻(ma)毒(du)素A、B鏈上(shang)還分別含(han)有(you)(you)1和(he)(he)2個糖支鏈,鏈末端均為甘露(lu)糖殘(can)基(ji),可(ke)以和(he)(he)網(wang)狀內皮(pi)細(xi)胞(bao)(bao)特別是巨(ju)噬細(xi)胞(bao)(bao)結(jie)合(he)。后者細(xi)胞(bao)(bao)表面富含(han)甘露(lu)糖受(shou)(shou)體,可(ke)優先(xian)攝(she)取(qu)蓖(bi)(bi)麻(ma)毒(du)素,這(zhe)對于毒(du)素發(fa)(fa)揮生物功能有(you)(you)重要的(de)作用。
蓖麻毒(du)素是一(yi)種細胞(bao)(bao)(bao)(bao)毒(du)。當毒(du)素進入(ru)體(ti)內,A、B鏈(lian)(lian)(lian)分(fen)開。A鏈(lian)(lian)(lian)通過滲透經細胞(bao)(bao)(bao)(bao)膜進入(ru)細胞(bao)(bao)(bao)(bao)漿,主要使(shi)真(zhen)核細胞(bao)(bao)(bao)(bao)的核糖體(ti)抑制(zhi)失活,從而抑制(zhi)蛋白質的合成。B鏈(lian)(lian)(lian)與細胞(bao)(bao)(bao)(bao)表面結合,通過內陷(xian)作用(yong)轉(zhuan)入(ru)細胞(bao)(bao)(bao)(bao)內,它能促使(shi)A鏈(lian)(lian)(lian)進入(ru)胞(bao)(bao)(bao)(bao)漿。
蓖麻毒(du)素對(dui)小鼠艾氏(shi)腹水瘤(liu)細胞(bao)、LD12白(bai)血病、B16黑(hei)痣瘤(liu)和列文斯(si)肺癌細胞(bao)均有明顯的抑(yi)制(zhi)作(zuo)用,主(zhu)要(yao)通(tong)過抑(yi)制(zhi)蛋白(bai)質合成來殺傷(shang)癌細胞(bao)。另外(wai)發現(xian)它(ta)與其他藥物有增效(xiao)作(zuo)用如(ru)蓖麻毒(du)素與亞德里亞霉(mei)素(adriamycin)伍用對(dui)殺傷(shang)白(bai)血病細胞(bao)有顯著的增效(xiao)作(zuo)用。
小鼠靜脈注射LD50值(zhi)為(wei)2.7μg/kg,腹腔注射為(wei)7~10μg/kg;對狗(gou)LD50值(zhi)為(wei)0.6μg/kg;人致死量(liang)約為(wei)7mg。中毒(du)后數小時出(chu)(chu)現(xian)(xian)(xian)癥狀。早期有精神不振,惡(e)心嘔吐,腹痛、腹瀉、便血;繼(ji)則出(chu)(chu)現(xian)(xian)(xian)脫(tuo)水、血壓(ya)下降,休克嗜睡;嚴重者(zhe)可出(chu)(chu)現(xian)(xian)(xian)抽搐、昏(hun)迷,牙關緊閉;最(zui)后因循環衰竭而(er)死亡。少(shao)數病人可出(chu)(chu)現(xian)(xian)(xian)發燒、黃(huang)疸、便血、蛋(dan)白尿、無尿或血尿,終因酸中毒(du)、尿毒(du)癥而(er)死亡。該(gai)毒(du)素易(yi)損(sun)傷肝、腎(shen)等實質器官,發生出(chu)(chu)血、變(bian)性、壞(huai)死病變(bian)。并能凝集和溶解紅細胞,抑(yi)制麻痹心血管和呼吸中樞,是(shi)致死的(de)主要(yao)原因之一。
蓖麻毒(du)素具有(you)強烈的(de)細(xi)胞毒(du)性,屬于蛋白(bai)合成抑制劑(ji)或核糖體(ti)失活劑(ji),這(zhe)也是(shi)在構建(jian)免疫毒(du)素時,應用到蓖麻毒(du)素的(de)主要原(yuan)因(yin)。
合(he)(he)(he)(he)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)機理在20世紀70年代已(yi)經明確。首先,毒(du)(du)素(su)依靠(kao)B鏈(lian)(lian)(lian)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)半(ban)乳糖(tang)結合(he)(he)(he)(he)位(wei)點(dian)(dian)與細(xi)胞(bao)(bao)表(biao)面含(han)末端半(ban)乳糖(tang)殘(can)基的(de)(de)(de)(de)(de)受(shou)體結合(he)(he)(he)(he),促進(jin)整個毒(du)(du)素(su)分子(zi)以內(nei)(nei)陷(xian)方(fang)式(shi)進(jin)入細(xi)胞(bao)(bao),形(xing)成(cheng)細(xi)胞(bao)(bao)內(nei)(nei)囊,毒(du)(du)素(su)從細(xi)胞(bao)(bao)內(nei)(nei)囊中進(jin)入細(xi)胞(bao)(bao)質,隨后蛋(dan)(dan)白(bai)鏈(lian)(lian)(lian)間二(er)(er)硫鍵(jian)被還原裂解,游(you)離出(chu)A鏈(lian)(lian)(lian)。A鏈(lian)(lian)(lian)是一種蛋(dan)(dan)白(bai)酶,作(zuo)用(yong)(yong)(yong)于(yu)真(zhen)核細(xi)胞(bao)(bao)核糖(tang)體60S大亞單位(wei)的(de)(de)(de)(de)(de)28S rRNA,水解A4324位(wei)點(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)腺(xian)嘌(piao)呤(ling)N-糖(tang)甙甙鍵(jian),使其(qi)脫去腺(xian)嘌(piao)呤(ling),喪失抗(kang)RNA酶的(de)(de)(de)(de)(de)抗(kang)性(xing)(xing)而被降解,不能與延長因子(zi)(EF-2)結合(he)(he)(he)(he),從而干擾了核糖(tang)體,EF-2,鳥嘌(piao)呤(ling)三磷(lin)酸腺(xian)苷(GTP)復合(he)(he)(he)(he)體的(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)成(cheng),導致(zhi)蛋(dan)(dan)白(bai)質合(he)(he)(he)(he)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)抑制,最終細(xi)胞(bao)(bao)死亡。已(yi)引起研究(jiu)者注意的(de)(de)(de)(de)(de)是:① B鏈(lian)(lian)(lian)對A鏈(lian)(lian)(lian)發揮(hui)毒(du)(du)性(xing)(xing)具有(you)重要的(de)(de)(de)(de)(de)促進(jin)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)。② 在細(xi)胞(bao)(bao)內(nei)(nei)鏈(lian)(lian)(lian)間二(er)(er)硫鍵(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)還原裂解對毒(du)(du)素(su)發揮(hui)毒(du)(du)性(xing)(xing)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)具有(you)重要作(zuo)用(yong)(yong)(yong)。③ 最新的(de)(de)(de)(de)(de)研究(jiu)表(biao)明:B鏈(lian)(lian)(lian)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)半(ban)乳糖(tang)結合(he)(he)(he)(he)位(wei)點(dian)(dian)也參與了毒(du)(du)素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)體內(nei)(nei)毒(du)(du)性(xing)(xing)。
蓖麻(ma)毒(du)素誘導細胞(bao)因(yin)(yin)子(zi)的(de)(de)(de)機理目(mu)前(qian)多數認為是(shi)通(tong)過刺激淋巴樣細胞(bao)產生的(de)(de)(de)。主要為巨噬細胞(bao)和(he)肝Kupffer′s細胞(bao)。這些細胞(bao)表面含(han)有甘(gan)(gan)露糖受體(ti),可(ke)與蓖麻(ma)毒(du)素分子(zi)中(zhong)3個末端甘(gan)(gan)露糖殘基特(te)異結合而優先被攝(she)取。蓖麻(ma)毒(du)素誘導細胞(bao)因(yin)(yin)子(zi)的(de)(de)(de)分泌有劑量和(he)時間(jian)依賴性。毒(du)素是(shi)否(fou)可(ke)誘導其他細胞(bao)因(yin)(yin)子(zi)的(de)(de)(de)產生以及各細胞(bao)因(yin)(yin)子(zi)之(zhi)間(jian)是(shi)否(fou)具有網絡免疫(yi)調節(jie)的(de)(de)(de)作用,尚(shang)待探討。
1986年(nian),Tracey等(deng)(deng)發現蓖(bi)麻(ma)(ma)毒素(su)(su)(su)中毒大(da)(da)(da)鼠(shu)(shu)的(de)(de)腸道損(sun)傷類似TNF/Chchectin處理的(de)(de)大(da)(da)(da)鼠(shu)(shu)腸道。1991年(nian)Nadkami和Deshphude認(ren)為蓖(bi)麻(ma)(ma)毒素(su)(su)(su)中毒后的(de)(de)許多現象,例(li)如:發熱,肝出(chu)血(xue)(xue)(xue)性壞(huai)死,腹水(shui),胸水(shui)的(de)(de)滲(shen)出(chu),腸道的(de)(de)出(chu)血(xue)(xue)(xue)壞(huai)死性炎癥等(deng)(deng)等(deng)(deng)早期的(de)(de)急性反應(ying)都與腫瘤壞(huai)死因子(TNF-α),白細胞(bao)介素(su)(su)(su)(IL-1),IL-6的(de)(de)分泌有關。1993年(nian),Licastro等(deng)(deng)檢(jian)(jian)測到蓖(bi)麻(ma)(ma)毒素(su)(su)(su)誘(you)導體(ti)(ti)外培養(yang)的(de)(de)外周血(xue)(xue)(xue)單核細胞(bao)分泌TNF-α和IL-1β,同時在(zai)蓖(bi)麻(ma)(ma)毒素(su)(su)(su)中毒大(da)(da)(da)鼠(shu)(shu)的(de)(de)血(xue)(xue)(xue)漿中亦(yi)可檢(jian)(jian)測到低水(shui)平的(de)(de)TNF-α。1994年(nian)Mudlooon等(deng)(deng)發現,體(ti)(ti)內注射(she)抗(kang)TNF的(de)(de)抗(kang)體(ti)(ti),將明顯降低蓖(bi)麻(ma)(ma)毒素(su)(su)(su)對小鼠(shu)(shu)的(de)(de)氧化(hua)(hua)損(sun)傷。1997年(nian),董(dong)巨瑩等(deng)(deng)亦(yi)報道了TNF在(zai)蓖(bi)麻(ma)(ma)毒素(su)(su)(su)中毒小鼠(shu)(shu)肝臟的(de)(de)免疫組織化(hua)(hua)學定位。細胞(bao)因子參與機體(ti)(ti)損(sun)傷的(de)(de)另一個例(li)子是:對于由蓖(bi)麻(ma)(ma)毒素(su)(su)(su)構建的(de)(de)免疫毒素(su)(su)(su)1,2期臨床試驗中病人(ren)出(chu)現的(de)(de)副作用:包括發熱、肌痛(tong)、毛細血(xue)(xue)(xue)管滲(shen)漏(lou)綜合癥等(deng)(deng)可以通過(guo)封(feng)閉或(huo)拮抗(kang)這(zhe)些細胞(bao)因子的(de)(de)功能而(er)減輕。
蓖麻(ma)毒(du)素(su)(su)的(de)毒(du)性具(ju)有(you)明顯的(de)劑(ji)(ji)量依賴性,毒(du)素(su)(su)誘(you)導細胞因(yin)子(zi)的(de)產(chan)生(sheng),引起體內(nei)(nei)脂(zhi)質(zhi)過(guo)氧化損(sun)傷以及誘(you)導靶(ba)細胞凋(diao)亡(wang)等等都(dou)是在小劑(ji)(ji)量范圍內(nei)(nei)具(ju)有(you)的(de),而大劑(ji)(ji)量的(de)蓖麻(ma)毒(du)素(su)(su)仍(reng)主(zhu)要(yao)表現為抑制蛋(dan)白質(zhi)合成的(de)毒(du)性。毒(du)素(su)(su)誘(you)導細胞因(yin)子(zi)的(de)產(chan)生(sheng)及引起體內(nei)(nei)脂(zhi)質(zhi)過(guo)氧化損(sun)傷的(de)作(zuo)用(yong),均與其糖(tang)鏈末端甘露(lu)糖(tang)殘基被巨(ju)噬(shi)細胞特異性攝取,并激活巨(ju)噬(shi)細胞有(you)關,是毒(du)素(su)(su)損(sun)傷的(de)繼(ji)發作(zuo)用(yong)。蓖麻(ma)毒(du)素(su)(su)等蛋(dan)白質(zhi)合成抑制劑(ji)(ji)誘(you)導凋(diao)亡(wang)的(de)理論(lun)研究對現有(you)的(de)凋(diao)亡(wang)理論(lun)可能會有(you)重要(yao)的(de)補充價(jia)值。
蓖麻(ma)毒(du)(du)(du)素(su)與巨噬細胞的(de)(de)相互作(zuo)用,不僅誘(you)(you)導(dao)細胞免疫,而且誘(you)(you)導(dao)產生自由基和(he)活(huo)性氧(yang),引(yin)起脂質過(guo)氧(yang)化作(zuo)用。1991年(nian),Muldoon和(he)Stohes發現蓖麻(ma)毒(du)(du)(du)素(su)可(ke)以(yi)(yi)(yi)誘(you)(you)導(dao)小(xiao)鼠體內的(de)(de)脂質過(guo)氧(yang)化作(zuo)用,結(jie)果導(dao)致尿液中(zhong)丙二醛(quan)(quan)、甲醛(quan)(quan)、丙酮(tong)的(de)(de)含量增(zeng)加。1992年(nian)的(de)(de)研(yan)究(jiu)表明(ming),各(ge)臟器(qi)中(zhong)脂質過(guo)氧(yang)化強度(MDA含量),還原型谷胱甘(gan)肽的(de)(de)減少以(yi)(yi)(yi)及(ji)DNA單鏈斷(duan)裂程(cheng)度在毒(du)(du)(du)素(su)中(zhong)毒(du)(du)(du)36小(xiao)時后最為強烈(lie),且肝臟的(de)(de)損傷最為嚴重。結(jie)合以(yi)(yi)(yi)往的(de)(de)研(yan)究(jiu):谷胱甘(gan)肽的(de)(de)使用可(ke)以(yi)(yi)(yi)部分對抗(kang)致死劑量的(de)(de)毒(du)(du)(du)素(su)效應,具(ju)有(you)潛在的(de)(de)化學保護作(zuo)用,因此,Muldoon等認(ren)為蓖麻(ma)毒(du)(du)(du)素(su)引(yin)起的(de)(de)氧(yang)化作(zuo)用可(ke) 以(yi)(yi)(yi)歸屬到蓖麻(ma)毒(du)(du)(du)素(su)的(de)(de)毒(du)(du)(du)性機理中(zhong)去。
TNF-α抗(kang)體(ti),鐵(tie)離子對蓖(bi)麻(ma)(ma)毒(du)素(su)誘(you)導的(de)(de)脂(zhi)質(zhi)過(guo)氧化(hua)(hua)和氧化(hua)(hua)損傷起重要的(de)(de)調節作用。給小(xiao)鼠(shu)注射抗(kang)TNF-α的(de)(de)抗(kang)體(ti),可以(yi)明顯(xian)降低尿液丙二醛,甲醛,丙酮(tong)的(de)(de)含量(liang)。鐵(tie)離子以(yi)及去鐵(tie)敏(desferrioxamine)的(de)(de)摻入,可分別增加和減少蓖(bi)麻(ma)(ma)毒(du)素(su)誘(you)導的(de)(de)脂(zhi)質(zhi)過(guo)氧化(hua)(hua)的(de)(de)水平(ping)。蓖(bi)麻(ma)(ma)毒(du)素(su)引(yin)起體(ti)內(nei)氧化(hua)(hua)損傷的(de)(de)機理還待更深(shen)入的(de)(de)探討。
壞死和凋亡是(shi)細胞死亡的兩種方式。在引起(qi)細胞凋亡的三大類因素(su)中,毒(du)素(su),抗癌藥物是(shi)其中之一。以(yi)往認(ren)為化療藥物是(shi)通過引起(qi)靶(ba)細胞發(fa)生不可逆代謝障(zhang)礙(ai)而殺(sha)死腫瘤細胞,近年(nian)來認(ren)為是(shi)通過改變生理(li)環境(jing)而誘(you)發(fa)細胞發(fa)生PCD(programmed cell death)而達(da)到療效(xiao)。
1989年(nian),Leek等(deng)報(bao)(bao)道:在蓖麻(ma)毒(du)素中毒(du)的腸(chang)道病理(li)研究中利用(yong)免疫(yi)組(zu)織化學和電子顯微(wei)鏡觀察(cha)到腸(chang)道上皮(pi)細(xi)(xi)胞的胞漿中存在凋(diao)亡(wang)(wang)樣的變化。1990年(nian),Waring報(bao)(bao)道;蓖麻(ma)毒(du)素可誘導巨噬細(xi)(xi)胞,未(wei)成熟(shu)T細(xi)(xi)胞出現DNA破碎(DNA fragmentation),而后者(zhe)被認為是(shi)與凋(diao)亡(wang)(wang)有關的生(sheng)化改(gai)變之一。1991年(nian),他們(men)報(bao)(bao)道了蓖麻(ma)毒(du)素誘導上皮(pi)樣細(xi)(xi)胞發生(sheng)凋(diao)亡(wang)(wang)樣的形態學改(gai)變。1996年(nian),Fu等(deng)報(bao)(bao)道了蓖麻(ma)毒(du)素可誘導小鼠體內甲狀腺(xian),脾臟的細(xi)(xi)胞出現凋(diao)亡(wang)(wang)現象(xiang)。
蓖(bi)麻毒素(su)(su)等蛋(dan)(dan)白(bai)質合成(cheng)抑(yi)制(zhi)劑(ji)誘導(dao)(dao)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)凋(diao)(diao)(diao)亡(wang)(wang)的(de)(de)(de)(de)機(ji)制(zhi)與(yu)(yu)它們抑(yi)制(zhi)蛋(dan)(dan)白(bai)合成(cheng)作用(yong)無關,亦(yi)不需(xu)要(yao)Ca2+依賴性(xing)核(he)酸(suan)內切酶的(de)(de)(de)(de)參與(yu)(yu),而是與(yu)(yu)其升(sheng)高細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)內的(de)(de)(de)(de)三磷酸(suan)肌醇水平(ping)有(you)關。另(ling)外,有(you)報(bao)道:巨噬(shi)(shi)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)的(de)(de)(de)(de)粘(zhan)附可(ke)以阻止蓖(bi)麻毒素(su)(su)誘導(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)巨噬(shi)(shi)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)凋(diao)(diao)(diao)亡(wang)(wang)現(xian)象的(de)(de)(de)(de)發生。蓖(bi)麻毒素(su)(su)的(de)(de)(de)(de)抗吞噬(shi)(shi)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)作用(yong)可(ke)能直接導(dao)(dao)致DNA斷裂和誘導(dao)(dao)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)凋(diao)(diao)(diao)亡(wang)(wang)。資料表明:引起細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)壞死的(de)(de)(de)(de)有(you)害因素(su)(su)在強(qiang)度很大(da)時可(ke)導(dao)(dao)致細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)壞死,但強(qiang)度較小(xiao)時卻引起細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)發生凋(diao)(diao)(diao)亡(wang)(wang)。蓖(bi)麻毒素(su)(su)誘導(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)凋(diao)(diao)(diao)亡(wang)(wang)也存在明顯的(de)(de)(de)(de)劑(ji)量(liang)依賴性(xing)。總(zong)之(zhi),蓖(bi)麻毒素(su)(su)誘導(dao)(dao)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)發生凋(diao)(diao)(diao)亡(wang)(wang)與(yu)(yu)傳統的(de)(de)(de)(de)蓖(bi)麻毒素(su)(su)作為蛋(dan)(dan)白(bai)質合成(cheng)抑(yi)制(zhi)劑(ji)并不構成(cheng)矛盾(dun)。
立(li)即用高錳(meng)酸鉀或(huo)炭未混懸液洗胃,隨(sui)繼口(kou)服(fu)鹽類瀉(xie)藥及(ji)(ji)高位灌腸等急救(jiu)措施,以(yi)排出(chu)(chu)未被(bei)吸收之毒(du)物。口(kou)服(fu)乳汁(zhi)、雞蛋(dan)清及(ji)(ji)阿拉伯膠,以(yi)保護胃粘膜(mo)。如出(chu)(chu)現(xian)昏迷、嗜睡等癥狀時,可(ke)皮(pi)下注(zhu)射(she)可(ke)拉明(ming)、樟腦磺酸鈉等,必(bi)要時可(ke)用洋地黃(huang)制劑(ji)。如因大量嘔吐、嚴重腹(fu)瀉(xie)而失水時,應及(ji)(ji)時大量靜滴(di)5%葡萄(tao)糖生(sheng)理鹽水或(huo)低分(fen)子右旋糖酐,以(yi)防止脫水導致休克,并有利于稀(xi)釋與排出(chu)(chu)毒(du)素。注(zhu)意糾正酸中(zhong)毒(du),發生(sheng)驚厥時給予苯巴比妥等鎮靜劑(ji)。有條件時,盡(jin)早注(zhu)射(she)抗蓖麻毒(du)血清和輸血等治(zhi)療措施。