蓖麻毒素

研究歷史

由于其毒性強烈，診斷、治療困難，早在第一次世界大戰期間，美軍就將其作為候選化學戰劑進行了廣泛研究，并曾生產了1700公斤的蓖麻毒素粗品（代號WA）。

理化性質

蓖麻毒素的一、二級結構已清楚，由A、B兩條鏈組成。A鏈比B鏈稍短，兩鏈之間以一個二硫鍵相連接。它含有共價鍵結合的糖分子，糖的主要組成是甘露糖、葡萄糖和半乳糖。分子量為66,000。在0.1克分子半乳糖溶液中，毒素可在冰箱中貯存數月而不失活性，但煮沸易失去活性。

蓖麻毒素是從蓖麻籽中提取的植物糖蛋白，分子量64000。毒素由A和B兩條多肽鏈組成，兩鏈間由一個二硫鍵連接。目前，A鏈和B鏈的氨基酸序列以及二級結構已基本清楚。毒素B鏈上含有兩個半乳糖或半乳糖殘基結合位點，可和細胞表面的含半乳糖殘基的受體結合，通過內陷作用進入細胞質，發揮毒性作用。蓖麻毒素A、B鏈上還分別含有1和2個糖支鏈，鏈末端均為甘露糖殘基，可以和網狀內皮細胞特別是巨噬細胞結合。后者細胞表面富含甘露糖受體，可優先攝取蓖麻毒素，這對于毒素發揮生物功能有重要的作用。

毒理

蓖麻毒素是一種細胞毒。當毒素進入體內，A、B鏈分開。A鏈通過滲透經細胞膜進入細胞漿，主要使真核細胞的核糖體抑制失活，從而抑制蛋白質的合成。B鏈與細胞表面結合，通過內陷作用轉入細胞內，它能促使A鏈進入胞漿。

蓖麻毒素對小鼠艾氏腹水瘤細胞、LD12白血病、B16黑痣瘤和列文斯肺癌細胞均有明顯的抑制作用，主要通過抑制蛋白質合成來殺傷癌細胞。另外發現它與其他藥物有增效作用如蓖麻毒素與亞德里亞霉素（adriamycin）伍用對殺傷白血病細胞有顯著的增效作用。

臨床表現

小鼠靜脈注射LD50值為2.7μg/kg，腹腔注射為7~10μg/kg；對狗LD50值為0.6μg/kg；人致死量約為7mg。中毒后數小時出現癥狀。早期有精神不振，惡心嘔吐，腹痛、腹瀉、便血；繼則出現脫水、血壓下降，休克嗜睡；嚴重者可出現抽搐、昏迷，牙關緊閉；最后因循環衰竭而死亡。少數病人可出現發燒、黃疸、便血、蛋白尿、無尿或血尿，終因酸中毒、尿毒癥而死亡。該毒素易損傷肝、腎等實質器官，發生出血、變性、壞死病變。并能凝集和溶解紅細胞，抑制麻痹心血管和呼吸中樞，是致死的主要原因之一。

毒性作用機理

抑制蛋白質合成

蓖麻毒素具有強烈的細胞毒性，屬于蛋白合成抑制劑或核糖體失活劑，這也是在構建免疫毒素時，應用到蓖麻毒素的主要原因。

合成的機理在20世紀70年代已經明確。首先，毒素依靠B鏈上的半乳糖結合位點與細胞表面含末端半乳糖殘基的受體結合，促進整個毒素分子以內陷方式進入細胞，形成細胞內囊，毒素從細胞內囊中進入細胞質，隨后蛋白鏈間二硫鍵被還原裂解，游離出A鏈。A鏈是一種蛋白酶，作用于真核細胞核糖體60S大亞單位的28S rRNA，水解A4324位點的腺嘌呤N-糖甙甙鍵，使其脫去腺嘌呤，喪失抗RNA酶的抗性而被降解，不能與延長因子(EF-2)結合，從而干擾了核糖體，EF-2，鳥嘌呤三磷酸腺苷(GTP)復合體的形成，導致蛋白質合成的抑制，最終細胞死亡。已引起研究者注意的是：① B鏈對A鏈發揮毒性具有重要的促進作用。② 在細胞內鏈間二硫鍵的還原裂解對毒素發揮毒性作用具有重要作用。③ 最新的研究表明：B鏈上的半乳糖結合位點也參與了毒素的體內毒性。

誘導細胞因子損傷

蓖麻毒素誘導細胞因子的機理目前多數認為是通過刺激淋巴樣細胞產生的。主要為巨噬細胞和肝Kupffer′s細胞。這些細胞表面含有甘露糖受體，可與蓖麻毒素分子中3個末端甘露糖殘基特異結合而優先被攝取。蓖麻毒素誘導細胞因子的分泌有劑量和時間依賴性。毒素是否可誘導其他細胞因子的產生以及各細胞因子之間是否具有網絡免疫調節的作用，尚待探討。

1986年，Tracey等發現蓖麻毒素中毒大鼠的腸道損傷類似TNF/Chchectin處理的大鼠腸道。1991年Nadkami和Deshphude認為蓖麻毒素中毒后的許多現象，例如：發熱，肝出血性壞死，腹水，胸水的滲出，腸道的出血壞死性炎癥等等早期的急性反應都與腫瘤壞死因子(TNF-α)，白細胞介素(IL-1)，IL-6的分泌有關。1993年，Licastro等檢測到蓖麻毒素誘導體外培養的外周血單核細胞分泌TNF-α和IL-1β，同時在蓖麻毒素中毒大鼠的血漿中亦可檢測到低水平的TNF-α。1994年Mudlooon等發現，體內注射抗TNF的抗體，將明顯降低蓖麻毒素對小鼠的氧化損傷。1997年，董巨瑩等亦報道了TNF在蓖麻毒素中毒小鼠肝臟的免疫組織化學定位。細胞因子參與機體損傷的另一個例子是：對于由蓖麻毒素構建的免疫毒素1，2期臨床試驗中病人出現的副作用：包括發熱、肌痛、毛細血管滲漏綜合癥等可以通過封閉或拮抗這些細胞因子的功能而減輕。

蓖麻毒素的毒性具有明顯的劑量依賴性，毒素誘導細胞因子的產生，引起體內脂質過氧化損傷以及誘導靶細胞凋亡等等都是在小劑量范圍內具有的，而大劑量的蓖麻毒素仍主要表現為抑制蛋白質合成的毒性。毒素誘導細胞因子的產生及引起體內脂質過氧化損傷的作用，均與其糖鏈末端甘露糖殘基被巨噬細胞特異性攝取，并激活巨噬細胞有關，是毒素損傷的繼發作用。蓖麻毒素等蛋白質合成抑制劑誘導凋亡的理論研究對現有的凋亡理論可能會有重要的補充價值。

脂質過氧化損傷

蓖麻毒素與巨噬細胞的相互作用，不僅誘導細胞免疫，而且誘導產生自由基和活性氧，引起脂質過氧化作用。1991年，Muldoon和Stohes發現蓖麻毒素可以誘導小鼠體內的脂質過氧化作用，結果導致尿液中丙二醛、甲醛、丙酮的含量增加。1992年的研究表明，各臟器中脂質過氧化強度(MDA含量)，還原型谷胱甘肽的減少以及DNA單鏈斷裂程度在毒素中毒36小時后最為強烈，且肝臟的損傷最為嚴重。結合以往的研究：谷胱甘肽的使用可以部分對抗致死劑量的毒素效應，具有潛在的化學保護作用，因此，Muldoon等認為蓖麻毒素引起的氧化作用可 以歸屬到蓖麻毒素的毒性機理中去。

TNF-α抗體，鐵離子對蓖麻毒素誘導的脂質過氧化和氧化損傷起重要的調節作用。給小鼠注射抗TNF-α的抗體，可以明顯降低尿液丙二醛，甲醛，丙酮的含量。鐵離子以及去鐵敏(desferrioxamine)的摻入，可分別增加和減少蓖麻毒素誘導的脂質過氧化的水平。蓖麻毒素引起體內氧化損傷的機理還待更深入的探討。

誘導細胞凋亡

壞死和凋亡是細胞死亡的兩種方式。在引起細胞凋亡的三大類因素中，毒素，抗癌藥物是其中之一。以往認為化療藥物是通過引起靶細胞發生不可逆代謝障礙而殺死腫瘤細胞，近年來認為是通過改變生理環境而誘發細胞發生PCD(programmed cell death)而達到療效。

1989年，Leek等報道：在蓖麻毒素中毒的腸道病理研究中利用免疫組織化學和電子顯微鏡觀察到腸道上皮細胞的胞漿中存在凋亡樣的變化。1990年，Waring報道；蓖麻毒素可誘導巨噬細胞，未成熟T細胞出現DNA破碎(DNA fragmentation)，而后者被認為是與凋亡有關的生化改變之一。1991年，他們報道了蓖麻毒素誘導上皮樣細胞發生凋亡樣的形態學改變。1996年，Fu等報道了蓖麻毒素可誘導小鼠體內甲狀腺，脾臟的細胞出現凋亡現象。

蓖麻毒素等蛋白質合成抑制劑誘導細胞凋亡的機制與它們抑制蛋白合成作用無關，亦不需要Ca2 依賴性核酸內切酶的參與，而是與其升高細胞內的三磷酸肌醇水平有關。另外，有報道：巨噬細胞的粘附可以阻止蓖麻毒素誘導的巨噬細胞凋亡現象的發生。蓖麻毒素的抗吞噬細胞作用可能直接導致DNA斷裂和誘導細胞凋亡。資料表明：引起細胞壞死的有害因素在強度很大時可導致細胞壞死，但強度較小時卻引起細胞發生凋亡。蓖麻毒素誘導的細胞凋亡也存在明顯的劑量依賴性。總之，蓖麻毒素誘導細胞發生凋亡與傳統的蓖麻毒素作為蛋白質合成抑制劑并不構成矛盾。

救治

立即用高錳酸鉀或炭未混懸液洗胃，隨繼口服鹽類瀉藥及高位灌腸等急救措施，以排出未被吸收之毒物。口服乳汁、雞蛋清及阿拉伯膠，以保護胃粘膜。如出現昏迷、嗜睡等癥狀時，可皮下注射可拉明、樟腦磺酸鈉等，必要時可用洋地黃制劑。如因大量嘔吐、嚴重腹瀉而失水時，應及時大量靜滴5%葡萄糖生理鹽水或低分子右旋糖酐，以防止脫水導致休克，并有利于稀釋與排出毒素。注意糾正酸中毒，發生驚厥時給予苯巴比妥等鎮靜劑。有條件時，盡早注射抗蓖麻毒血清和輸血等治療措施。