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shRNA表达克隆

解决毒蛇咬伤问题

Sep 12, 2016 No Comments


解决毒蛇咬伤问题1被上图这种詹氏树眼镜蛇(Dendroaspis jamesoni),又名简氏曼巴蛇(Jameson’s mamba)等毒蛇咬伤的事件,已经成为了危害公共安全的大问题。

 

 

每年,毒蛇都会使成千上万人丧命。抗蛇毒血清(antivenom)是救治毒蛇咬伤的关键,但是抗蛇毒血清一直处于紧缺状态,如何解决这个问题,专家们还没有达成统一的意见。

某天半夜,在尼日利亚卫生部工作的Abdulsalam Nasidi的电话急促地响了起来,这是尼日利亚卫生部长打来的电话。部长要求他赶紧到贝努埃河谷(Benue valley)去看看,那里刚刚发生了好几起患者死亡事件,死者七窍流血。听到这个消息,Nasidi的脑子里立即浮现出埃博拉病毒(Ebola)、拉沙病毒(Lassa)和马尔堡病毒(Marburg)等让人毛骨悚然的名字。

到达贝努埃河谷之后,Nasidi发现人们都躺在地上,医院外也支起了很多帐篷,暂时充当病房和停尸房。

Nasidi很快就意识到,导致这次离奇死亡事件的原因要比任何病毒都恐怖得多。当时正是尼日利亚雨季,村民们都开始了新的耕作,与此同时,非洲锯鳞蝰(Echis ocellatus),俗名地毯毒蛇(carpet vipers)纷纷出洞。很多村民都由于经济原因,没有购买长筒靴,光着脚就下地了,结果成为了毒蛇的攻击目标。

Nasidi很想帮助这些村民,但是他手头上的资源有限。他只带了少量的抗蛇毒血清(能够中和蛇毒),很快就用完了。村民们发现医院也没药之后,很快都不过来了。没有人确切知道究竟有多少人是被毒蛇咬死的。尼日利亚每年平均大约有数百人因为被蛇咬伤而丧命,自2012年雨季以来,这个数字更是增加了好几倍。

毒蛇咬伤正逐渐成为一个公共安全问题。据世界卫生组织(WHO)统计,全世界每年大约有500万人会被蛇咬伤;超过10万人会因此丧命;40万人因此被截肢,或者被毁容。有一些统计数字更高。其中一项全国性调查显示,仅仅在印度一国,2005年就有超过4.5万人死于毒蛇咬伤,相当于因艾滋病而死亡的人数的1/4。澳大利亚墨尔本大学(University of Melbourne, Australia)的毒理学家及爬虫学家,同时也是澳大利亚昆士兰州赫斯顿非营利组织全球蛇咬自发组织(Global Snakebite Initiative in Herston)首席执行官的David Williams表示,毒蛇咬伤是热带疾病里最不受重视的一种疾病,而热带疾病本身又是世界上最不受重视的一大类疾病。

虽然现有的抗蛇毒血清已经能够治疗很多种毒蛇的咬伤,但关键的问题是抗蛇毒血清的数量不够用。这个问题其实已经存在很久了,直到2015年9月,它成了一条国际大新闻,因为当时无国界医生组织(Médecins Sans Frontières, MSF)发出警告,最后一批(生产商法国Sanofi Pasteur公司已经于2014年停止生产该药品)能够治疗非洲最致命的几种毒蛇咬伤的抗蛇毒血清制品Fav-Afrique即将过期。MSF估计,这将导致非洲每年超过1万人因为得不到有效的救治而死亡。该组织的发言人Julien Potet如此评价,这是一场堪比埃博拉病毒疫情的重大公共卫生事件。但是,由于被蛇咬伤者几乎全都集中于最不发达的国家,所以这条新闻也没能引起太大的反响,后来也就不了了之了。

 

关注毒蛇问题

不过今年5月在瑞士日内瓦召开的世界卫生组织例行年会第一次将毒蛇咬伤当作了一个议题,进行了讨论。世界知名的毒蛇咬伤专家们齐聚于万国宫(Palais des Nations)里的一间小会议室,他们全都认为这是一个非常重要的问题,并就如何解决这个问题提出了各种不同的意见。有些专家提出可以用合成生物学技术(synthetic biology)和其它的高科技技术来开发新型的广谱抗蛇毒血清。另外一些专家则认为,现有的这些抗蛇毒血清在安全性和治疗效果上已经得到了多年临床使用经验的保障,而且价格低廉,所以不需要再开发新的抗蛇毒血清了,目前的工作重点应该是如何进一步提高产量、降低价格和方便使用。美国亚利桑那大学(University of Arizona, Tucson)抗蛇毒血清研究所的主任Leslie Boyer表示,从临床医生的角度出发,如何治疗患者,确保公众安全,这是我们最先要考虑的事情。

这场争论其实也反映了发展中国家的心声,他们已经不再只考虑如何发展农业,还要考虑如何为民众提供清洁的饮用水(从考虑生存到考虑如何提高生活质量)。他们是需要更高科技的产品,还是科技含量没那么高,但是更加便宜的产品呢?在位于贝宁科托努的法国发展研究中心(French Institute of Research for Development in Cotonou, Benin)里担任医生的Jean-Philippe Chippaux认为,答案非常简单,我们早就有能力解决这个问题了,只不过没有那个意愿去做罢了。

每年的12月,Williams都会看到大量被毒蛇咬伤的患者涌进巴布亚新几内亚的莫尔斯比港总医院(Port Moresby General Hospital in Papua New Guinea)。这些人差不多都是被巴布亚太攀蛇(Oxyuranus scutellatus)给咬伤的。这种俗名叫太攀蛇(taipan)的毒蛇是世界上最致命的毒蛇之一,多在雨季之初出现。太攀蛇的蛇毒会破坏人体正常的凝血机制,使肌肉麻痹,让人慢慢窒息而死,死亡过程非常痛苦。Williams身处澳大利亚,这件事似乎离他们非常遥远,但是这种惨剧离澳大利亚这个现代文明社会其实只有90分钟的飞行路程。

不过Williams也知道,这些能够来到医院的都是幸运儿,莫尔斯比港总医院在任何时候,都有能力处置8名被巴布亚太攀蛇咬伤的患者,他们医院常常也是整个巴布亚新几内亚唯一能找到抗蛇毒血清的地方。如果没有这些血清,被咬伤者的死亡率为10~15%,但是用血清治疗之后,死亡率会降到0.5%。世界其他地方差不多也是这种情况。据Chippaux介绍,很多国家都不愿意承认,他们也存在这种听起来感觉非常古老、距离我们非常遥远的问题。

自从法国医生Albert Calmette在19世纪90年代发明了抗蛇毒血清的制备方法之后,这个工艺几乎就没有发生过太多的改动。这种制备方法是这样的:首先给马、羊等动物注射极少量的蛇毒,以刺激它们产生抗体,随后逐渐增加蛇毒的注射剂量,使动物体内产生大量的中和抗体,最后将这些抗体从动物的血液中分离出来,从而获得抗蛇毒血清,可用来治疗被毒蛇咬伤的患者。

在拉丁美洲大陆,通常都是由受到政府资助的实验室来生产抗蛇毒血清,民众也是免费使用的。但是在其他地区,比如撒哈拉以南非洲地区,就很难得到这种救命的药物了。这些非洲国家的政府都没有能力和条件,或者不愿意购买抗蛇毒血清给本国的居民使用。

贪腐和受贿也会使药品的价格疯涨,据2012年的统计,本来销售成本为18美元一安瓶的抗蛇毒血清药物可以涨到200美元,而零售价更是可以从40美元涨到24000美元。所以,并不是所有的医院都能够买到抗蛇毒血清的,很多医院不愿意购买,因为他们担心病人没钱购买药品,或者因为担心疗效而不愿意购买药品。

由于缺乏可靠的医药市场,制药公司也停止了抗蛇毒血清的生产工作。比如法国的Sanofi Pasteur公司就于2014年终止了Fav-Afrique抗蛇毒血清的生产,因为该药每瓶零售价高达120美元,以当时的销售量,根本无法继续维持生产。世界上一共有35个国家及制药公司在生产抗蛇毒血清,不过只有5家的产品供应撒哈拉以南非洲地区。据荷兰阿姆斯特丹国际健康行动组织(Health Action International in Amsterdam)的执行主任Tim Reed介绍,因为缺少药品,被毒蛇咬伤的患者会采取各种土办法进行治疗,比如喝汽油、电击、在伤口上涂牛粪或水等。

但是英国利物浦热带医学院Alistair Reid蛇毒研究中心(Alistair Reid Venom Research Unit at the Liverpool School of Tropical Medicine, UK)的负责人Robert Harrison表示,抗蛇毒血清本身也存在一些问题。比如它们都需要低温贮存、保质期都很短,这对于缺少稳定电力供应的发展中国家的偏远地区都是相当大的困难。再比如,很多抗蛇毒血清只能治疗一种毒蛇咬伤(像Fav-Afrique这种广谱抗蛇毒血清非常少),所以医院需要常备多种血清,这也是不小的负担。

通常蜘蛛和蝎子的毒液里只含有1至2种毒素,毒蛇的毒液里往往含有十几种毒素。墨西哥国立大学(National Autonomous University of Mexico in Mexico City)的毒理学家Alejandro Alagón将毒蛇毒液形容为“一大群骚动的有毒分子”。专家们也很难知道毒蛇的毒液里哪些物质是有毒的,所以很多人认为,应该让更加智能的生物学来帮忙。

 

老问题,新办法

十年前,Harrison和哥斯达黎加大学(University of Costa Rica in San José)的毒理学家José María Gutiérrez共同领导的科研小组就在尝试用“毒素组学(venomics)”技术和“抗毒素组学(antivenomics)”技术来为撒哈拉以南地区开发万能的抗毒血清。他们的策略就是先用基因组测序技术(genome sequencing)、质谱技术(mass spectrometry)等各种技术确定毒液里的有毒成分,然后分析、解析出这些有毒成分的抗原表位(epitopes,即能够刺激机体发生免疫反应,并产生抗体的肽段),最终通过这些表位让细胞(而不是动物)合成出抗体(即抗蛇毒血清里的有效成分)。

这项工作虽然进展很慢,但也取得了一些成果。去年,Gutiérrez等人就从眼镜蛇(Elapidae)的毒液里分离得到了毒性最强的蛋白质。他们综合分析了每一种毒素的含量,以及对小鼠的致命性等信息,随后列出一份毒素毒性排行表,排行在前的毒素就是应该最先开发出抗毒血清的目标。

今年3月,巴西的一个科研团队报道称,他们设计了一种只编码眼镜蛇家族成员——银环蛇(coral snake, Micrurus corallinus)最关键毒素抗原表位的短片段DNA分子。给试验小鼠注入这种DNA疫苗之后,小鼠体内产生了抗银环蛇蛇毒的抗体。他们同时也给小鼠注射了细菌表达的抗体,以增强小鼠的免疫反应。所有这些科研成果都让Harrison充满了信心,他认为在三至四年以内,一定会开展第一波新型抗蛇毒血清制品的人体临床试验。但是Harrison也承认,由于从事该研究工作的人员相对较少,资金支持也不足,再加上蛇毒的成分太过复杂,所以他们的这个猜想只能算是比较乐观的估计。

虽然学界发表了很多各种有关新型抗蛇毒抗体的论文,但是Alagón和Chippaux却不认为这是一条行得通的道路。Alagón认为,新近开发的抗蛇毒产品如果真的投入生产,那么每一瓶的售价会卖到数万美元,如果没有政府的补助,是不会有任何一家制药公司愿意生产这些产品的。但是用现有技术生产的抗蛇毒血清,其价格已经不能更低了,用80年前的技术,现在人们一天就能生产很多抗蛇毒血清产品。

Williams也承认,找人来生产新型抗蛇毒血清产品,要比开发新型抗蛇毒血清产品更加困难,未来只能靠政府和非政府组织的支持,才有可能解决这个问题。Williams同时也认为,现在还需要想其它解决办法。他表示,这些工作可能会彻底改变10~15年以后的毒蛇咬伤临床救治工作。

 

起因

所有这些紧迫情况都源于十年前的某个5月在日内瓦联合国总部三楼会议室召开的那次会议。当时,一共有75位科学家、公共卫生专家,以及卫生机构的代表来参会,他们一共坐满了3条长桌。

屋外的春雨正敲打在窗玻璃上,灯光都显得昏暗了,突然,会场里传来了一个孩子的哭叫声。这是全球蛇咬自发组织参与拍摄的一部纪录短片里的画面。非洲的一对父母正抱着他们被眼镜蛇咬伤的小女儿奔跑在石子路上,以寻找救命的抗蛇毒血清。还好他们及时赶到了医院,小女孩得救了,但是她的一条手臂却再也抬不起来了,而她的姐姐却死于另一次眼镜蛇咬伤事件。

让所有与会者意识到毒蛇咬伤事件的严重性就是他们拍摄这部纪录短片的最主要目的。如何解决毒蛇咬伤这个问题只是次要目标。经过了一个半小时的会议讨论之后,与会的专家和非政府组织代表在会后做了一个简短、但是给人印象非常深刻的发言,他们指出了毒蛇咬伤问题的严重性和复杂程度。每一个代表发言的核心内容都是——我们需要更多的抗蛇毒血清。

这次大会的气氛是紧张的。Chippaux和非洲蛇毒学会(African Society of Venomology)的代表都对参会发言的非洲代表人数之少表示了极度的失望和愤怒,要知道非洲大陆才是抗蛇毒血清最为紧缺的地方。

Chippaux指出,他们的声音,他们的问题,完全被这次大会给忽略掉了。在别人发言时,坐在会议室前排的代表们不停地交头接耳,Chippaux完全不能让他们集中精神听讲。

与会者认为,非洲抗蛇毒血清短缺问题的根源就在于他们过度依赖外国制药公司和政府的支持,所以唯一的解决办法就是,在非洲建立工厂,让他们自己生产抗蛇毒血清产品。Alagón认为抗毒素组学是一个危险的方向,他表示,如果这么干,就会在这个方向上浪费大量优秀的人才和资源,而不能投入到对现有产品进行改良、优化的工作当中。也许到2050年时,这将会成为常规的技术,但是现在可才是2016年。

 

解决毒蛇咬伤问题2

 

Williams和Gutiérrez决定走中间路线,他们觉得应该“全面出击”。在开发新药、创新的同时,也要充分利用现有的技术手段和设备,开动机器,以满足临床需求。

现在这种迹象已经显现出来了,比如拉丁美洲就一直有自己生产抗蛇毒血清的传统,这样既能够满足他们自己的需求,也能够出口到其他国家。哥斯达黎加、古巴和墨西哥等国甚至在Sanofi Pasteur公司宣布停产Fav-Afrique以前,就尝试生产了针对非洲不同国家开发的抗蛇毒血清。其中哥斯达黎加生产的EchiTAb-Plus-ICB就对治疗非洲蝰蛇(viper)咬伤非常有效,该产品已经于2014年完成了临床试验,可以投入临床使用。预计在一两年之内,其它几款抗蛇毒血清产品也将陆续进入临床。哥斯达黎加已经表示,他们不会用这些血清挣钱,只会以成本价销售。

但是除了这条路之外,未来的发展方向还是非常不明朗的。Williams知道,那次世界卫生大会只是一个开始,将来肯定还会召开更多相关的会议,以制定一个具体的行动计划。不过那次大会至少给了他们一个信心,国际社会开始重视毒蛇咬伤问题了,这也是他们不断在各种会议和媒体上宣传的成果。

Boyer表示,不论最终决定采取哪种解决方案,最重要的事情就是要解决非洲的抗蛇毒血清短缺问题。要做到这一点,首先就得在政府、卫生从业人士和公众之间建立起互信机制,以确保抗蛇毒血清是安全、有效,而且可负担得起的。如果做不到这一点,那就是空谈。对医护人员进行培训,让他们掌握如何抢救毒蛇咬伤患者,这也是挽救人们生命的重要一环。

Nasidi在谈到贝努埃河谷事件时表示,其实做一些小事,比如如果能够给那些农夫提供一双长筒靴,就能避免很多惨剧的发生。这也是最便宜、最没技术含量的预防手段。

 

原文检索:
Carrie Arnold. (2016) The snakebite fight. Nature, 537: 26-28.

 Eason/编译

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