标题：水母毒素
毒素简介
水母（学名）是无脊椎动物，隶属于腔肠动物门、钵水母纲。水母体内含有95%水分、2%蛋白质。水母是腔肠动物在浮游生物中的代表，除了钵水母类的十字水母目(Stauromedusae)营附着生活和水螅水母类的桃花水母属(Crasped acusta)为淡水产以外，所有水母都是海产，并都是浮游的。这一类群的种类大多数有两种基本体型:营固着生活的水螅型和营浮游生活的水母型。[1]  水母[2]水母触手及口周组织表面有刺细胞分布，刺细胞中含有储存毒液的刺丝囊，水母通过刺丝囊发射刺丝将毒液注入人或动物体内，对心血管、血液、神经、肌肉等产生多种生物毒性效应。受气候变暖、海水富营养化及过度捕捞等因素影响，近年来各沿海海域水母爆发性增加，水母蜇伤的患者数量也相应增加。1949年，Kristenson首次报道了水母蜇伤患者的皮肤症状。此后数十年来，水母蜇伤的病理生理学变化、防护与救治措施、尤其是毒素成分的纯化与鉴定等相关研究一直未能取得突破性进展。水母毒素毒性非常强烈，如C. fleckeri毒素，对人的致死剂量仅为几十微克，因此被认为是世界上最毒的有毒生物之一。水母毒素具有强烈而广泛的生物活性，可成为海洋生物毒素研究开发的一个独特方向。[3]  我国部分水母分布区域及应用[4]
生物活性
生理效应水母刺胞毒素中所含的主要成份除有毒的类蛋白毒素和多肽、酶类外，还有四氨铬物、强麻醉剂、组织胺、5-羟色胺等生物活性介质。当碰到水母触须可刺伤皮肤，从刺丝囊中迅速放出刺胞毒素，其毒素含有的激肽样成分可使局部小静脉、毛细血管扩张，通透性增加，局部皮肤充血水肿，痛痒、水疱糜烂、出血坏死。大量刺胞毒素进入机体，可导致全身毛细血管广泛扩张，通透性急剧增加，有效循环血量减少，引起强而持久的降压导致休克。激肽、5-羟色胺可使血管平滑肌松弛而致其他平滑肌收缩痉挛，引起剧烈疼痛。同时血中儿茶酚胺升高，肾上腺素、去甲肾上腺素急剧增加，使全身及肺血管收缩，引起肺血流动力学改变，外周血管总阻力增加造成左心过度负荷，使心输出量下降，左房扩大，肺静脉回流受阻导致肺水肿。刺胞毒素中的类蛋白毒素、弹性蛋白酶、羧肽酶等能直接作用于心肌细胞，使心肌细胞去极化，局部Na+流入，膜电压降低；使Ca2+通道开放，Ca2+流入过多，引起冠状动脉痉挛、心肌收缩无力、心律失常等。刺胞毒素还可直接抑制心肌减少冠状动脉血流量和心肌细胞溶解，致心肌严重受损，传导功能障硬、心动过缓、心室纤颤、心跳骤停死亡。水母毒素作用机制反映出水母毒素毒性效应的多样化。[5]临床症状观察及动物实验研究表明，水母毒素含有溶血、心血管、神经、肌肉、肝脏、肾脏及皮肤坏死等多种生物毒性，这些毒性效应导致了蜇伤患者出现相应的临床症状。遗憾的是，由于水母毒素极不稳定且量非常少，导致其毒性成分的纯化与鉴定，以及作用机制研究相对滞后。就作用机制而言，除溶血和心血管毒性研究较多外，其他如神经、皮肤等毒性还停留在临床病例报道的水平。
  已知水母毒素特点[6]  水母蜇伤的临床表现[7]  水母毒素成分[8]
溶血毒性溶血毒性在水母毒素中普遍存在，是惟一被成功纯化并进行序列测定的水母毒素蛋白组分，已经从4种不同水母毒素中鉴定出6个不同的溶血蛋白，成为一个新的蛋白家族。根据生物信息学分析，溶血蛋白的作用机制很可能是在红细胞膜上形成非特异性阳离子通道穿孔复合物。这一点在众多离子通道工具药物对水母毒素溶血活性的影响实验中得到了支持，如非特异性阳离子通道抑制剂La3+对水母毒素溶血作用具有非常明显的抑制效应。但是，除了离子通道阻断剂外，其他如抗氧化剂、Ca2+螯合剂等也可以明显拮抗水母毒素的溶血效应，表明除形成膜穿孔复合物外，溶血毒性蛋白可能还存在其他导致溶血的途径。[9]
心血管毒性水母毒素心血管毒性一直是研究的重点。从水母蜇伤致死病例来看，绝大多数都与心力衰竭有关，而且动物实验研究也发现中毒后心血管系统症状最为显著。从它的触手提取的蛋白质毒素能使受注射部位坏死，可引起大鼠子宫的收缩与痉挛，冲洗也不能逆转其作用图。静脉注射可引起红细胞溶解、心动过缓、房室传导阻滞和呼吸衰竭作用。这些有毒物质在加热至35℃或被蛋白水解酶作用后失活。但遗憾的是，迄今未能纯化和鉴定出单一的心血管毒性蛋白组分，这导致了水母毒素心血管毒性作用机制研究的滞后。就现有报道来看，水母毒素心血管毒性主要由细胞内Ca2+超载引起，可能涉及到非特异性阳离子通道形成、L型Ca2+通道过度开放、儿茶酚胺过度释放，以及变态反应等多种机制。此外，水母毒素心血管毒性涉及到的部位包括心脏的传导系统、心室肌细胞、血管组织的平滑肌细胞和内皮细胞等，可以导致各种类型的心律失常、血压升高或降低等症状。[10]
神经毒性水母毒素对神经系统的作用既有中枢活性，也有外周活性。对于外周神经系统，水母毒素可以使细胞膜去极化，降低外周神经细胞的动作电位，阻断神经传导；对于中枢神经系统，具体作用机制还不明确，水母蜇伤后的神经症状表明水母神经毒素主要作用于中枢，呈现出明显的精神症状和体征，并可以最终导致死亡。不过水母毒素的毒性是多种成分共同作用的结果，神经毒素只是其中之一，并非快速毒性反应的主要成分，也不是毒素致死的主要因素，快速毒性作用和毒素致死的主要成分可能是粗毒其他成分如心脏毒素等引起的，由此可以解释纯神经毒素的毒性反而不如粗毒的毒性大。[11]
对离子运转的影响僧帽水母的毒素可能通过干扰突触传导和影响Na+、K+、ATP酶的活性，从而影响心脏传导系统。口冠海蜇毒素在低浓度时，可以激活Na+、K+、ATP酶和Mg2+，在高浓度(>0.2mg/ml)时则起抑制作用。通过不连续膜分配色谱法分离纯化出6个成份，其中1个可以强烈激活而另外5个则抑制线粒体的ATP酶活性。直接作用于ATP酶可能是由于毒素使细胞膜对Na+的通透性发生改变，它们中有的是可以使Na+运转增加。在研究毒素对Ca2+运转的影响时，发现从僧帽水母刺丝囊提取的毒素，能抑制大鼠骨骼肌浆网结合Ca2+的能力。[12]
分离提取
毒素主要分布于刺丝囊中，制备纯净、完整的刺丝囊有利于分离提纯毒素。主要用自动降解法来制备刺丝囊，因为此法得到的刺丝囊细胞最干净，且具有最佳的特定活性和最小的酶污染。水母毒素主要为肽类毒素，常用的分离提纯方法有高效液相色谱，离子交换层析，凝胶过滤层析，凝胶电泳等。最有效的方法是高效液相色谱，可根据实验需要，用不同类型的分离柱，从而达到最好的分离效果。[13]Hiroshi Nagai等利用离子交换型高效液相分离柱TSK-GEL CM- 650S和TSK-GEL CM- 5PW对Carybdea rastoni进行分离，然后再用凝胶渗透高效液相柱Superdex75分离，得到两种具有溶血活性的毒素，CrTx-A和CrTx-B分子量分别为43 ku，45 ku。此方法还成功的从Carybdea alta和Chiropslmus quadrigatus中分离出溶血毒素。但还未见报道得到纯净的水母毒素，最好的分离结果是得到的水母毒素在SDS-PAGE电泳中得到单一带。此外，免疫吸附层析，制备等电聚焦电泳等都可以用于分离水母毒素。[14]
应用前景
深海水母中的毒素可具有抑制肿瘤细胞生长的奇特功效，对白血病、恶性淋巴瘤、肺癌等亦有理想的疗效。中医认为，水母性味咸、平，入肝、肾经，有清热化痰、消积化滞之功效，适用于痰热咳嗽、哮喘、大便秘结、消化不良、食欲不振等病症。《医林纂要》言其“补心益肺，滋阴化痰，去结核，行邪湿，解酒醒渴，止咳除烦”。《归砚录》言“海蜇，妙药也。宣气化瘀，消痰行食而不伤正气”。现代营养学分析表明，水母含有蛋白质、脂肪、硫胺素、核黄素、尼克酸和钙、磷、铁、碘等多种营养成分。动物试验表明，水母能降低心肌收缩力，从而发挥降血压的功效。清代温热病名家王孟英所研制的以水母为主料的“雪羹汤”，治疗热后伤阴效果甚佳。后世医家用此汤治疗高血压，也收到良好的效果。民间也流传用海蜇治病的若干验方。如用水母来治疗妇女血崩；用水母配合牡蛎、荸荠等煮食或煎服，可治疗气管炎、哮喘、淋巴结结核、小儿积滞、催乳、关节炎等症。[14]