岩沙海葵毒素（非蛋白毒素）

岩沙海葵毒素

非蛋白毒素

岩沙海葵毒素（palytoxin，PTX）亦称沙海葵毒素或群体海葵毒素。岩沙海葵毒素（PTX）是从沙群海葵中分离得出的一种非蛋白毒素，是已知非蛋白毒素中毒性超强烈的毒素之一。

简介

该毒素是一组由不饱和脂肪链和若干环醚单元构成的含有64个不对称手性中心的脂链聚醚化合物。但软珊瑚、TRIGGER FISHMELICHTYS， SEA ANEMONES RADIANTHUSMACRODACTYLUS，P.tuberculosa，玫瑰海葵等多种海洋有毒生物中也含有PTX。

1971年，Sheuer等已经从海藻类珊瑚中分离出PTX，当时认为PTX是一个分子量约为3300的物质，因此在分析其结构上出现了许多的困难。经过多年的研究，在1981年上村大辅（Daisuke Uemura）等通过重复进行位点专一的氧化降解反应来阐明PTX的面状构造，从而进一步地研究出其立体结构。但由于物质结构的复杂性，直到1994年岸义人（Yoshito Kishi）小组才首次合成出PTX。

随着有害赤潮的不断加剧，对海洋毒素的检测分析日益受到重视。中国对相关毒素的检测标准仅限于DSP和PSP的小鼠生物试验法和ASP的HPLC方法，对于PTX的研究也仅停留在利用多克隆抗体进行免疫检测方面，不利用应用到实际检测工作中。

岩沙海葵毒素作用机理尚不完全清楚，对其毒理和药理学作用正在进行广泛深入的研究。该毒素具有很高的抗癌活性和很强的溶血作用，是已知最有效和特异性的细胞膜活化剂，可作为膜研究中一种新的工具药，可望获得高效生化活性的剧毒毒物，及新型心血管药和抗癌化疗药物。

化学性质

岩沙海葵毒素为最早开展研究的聚醚毒素、最初发现于剧毒岩海葵，分子量为2678.6，分子式C129H223N3O54，1982年发现了其全部立体结构，证明此类毒素是一些不饱和脂肪链和若干环醚单元构成的含有64个不对称手性中心的复杂有机分子，故其属于脂链聚醚毒素类。

毒素分子是由129个碳原子组成的，含有40个羟基和8个甲基。这为进一步研究该毒素及其活性碎片、化学合成其类似物奠定了基础。该毒素是一种无定形、吸湿性强、非结晶性的白色粉末。无确定熔点，加热到300℃以上则碳化。不溶于氯仿、乙醚和丙酮，微溶于甲醇和乙醇，易溶于吡啶、二甲亚砜和水，经酸碱处理后毒性消失。1985年日本学者除得到岩沙海葵外，还分离出多种具有高活性的类似物：高岩沙海葵毒素、双高岩沙海葵毒素、新岩沙海葵毒素及脱氧岩沙海葵毒素等。

毒理

毒性

PTX是已知结构的非肽类天然生物毒素中毒性最强和结构最复杂的化学物质。其毒性不仅比神经性毒剂沙林高出几个数量级，而且比剧毒性的河豚毒素或石房蛤毒素也大数十倍，是已知毒性最强烈的海洋生物毒素之一。该毒素对家兔的半数致死量LD50为25ng/kg，从中毒到死亡的时间仅3～5分钟，临床症状可表现为感觉异常、麻痹，并伴有眩晕、全身无力、肌痛等全身中毒症状和ECG不规律以及横纹肌溶解等，心脏和神经系统是其作用的主要部位。

PTX是已知的最强的冠状动脉收缩剂，它比血管紧张素Ⅱ的作用至少强100倍，使冠状动脉血管强烈收缩，伴随出现心脏变力与变时反应。心律失常，T波增大，心室收缩力进行性减低，血压下降，心肌供氧不足，可迅速引起心脏功能衰竭，随之发生呼吸衰竭而导致死亡。该毒素还可引起血管坏死，内脏广泛性出血及肾功能衰竭等改变，这些可能与其细胞毒性作用有关。

作用机制

PTX之所以具有如此强烈的毒性，是因为它能选择性地作用于细胞膜上Na+-K+-ATPase，使膜上钠离子通道M闸门打开且不能关闭。从而加速Na+的内流，以及K+外流，引起持续的去极化作用，影响细胞的功能，从而引发一系列药理学毒理学作用，导致平滑肌、心肌及骨骼肌收缩。此外，PTX也作用于肌质网上的Ca2+-ATPase，引起Ca2+载体的缺失。当将毒素加入到Ca2+-ATPase的时候，就会增加对磷酸酶水平的作用。Ca2+浓度饱和时，磷酸酶的水平就会减少。PTX会阻断Ca2+游离构象中的酶，以妨碍其催化循环的进程。

有研究表明，PTX导致小鼠角质化细胞基因表达的改变。PTX能刺激用于金属蛋白酶MMP-13的mRNA的增加，该酶能起致癌作用。同时它还能刺激c-Fos与活性蛋白AP-1位点结合，从而来促进MMP-13基因启动。

救治

岩沙海葵不仅可引起接触性中毒损伤，而且能引起食物中毒。中毒症状主要表现为呼吸困难、呼吸衰竭、惊厥、痉挛、运动失调、嗜睡、四肢无力、虚脱、呕吐、消化道广泛出血、休克、死亡等。病人发病急骤，可在几分钟内死亡。局部症状一般为水肿性红斑、丘疹，经过数日消退，重者在数分钟内局部出现灼痛、刺痛感，继而出现水疱、出血或溃疡，全身症状主要有心血管、神经肌肉、消化道及肾功能障碍等。螫伤后应立即除去皮肤表面的触手、刺丝胞和刺丝，活性氯(5.25%的漂白粉溶于1mol/L盐酸溶液)，0.5~1mol/L氢氧化钠溶液均为有效的皮肤染毒消毒剂；全身治疗可用罂粟碱和硝酸异山梨醇(消心痛)作心室内直接注射，其它症状可对症处理。

检测方法

小鼠生物测定法

该方法是1937年由Sommer和Mayer提出，美分析化学家协会（AOAC）列为贝类毒素最权威的半定性检测方法，广泛应用于PSP、DSP、NSP等各类贝类毒素的检测，该方法是以“鼠单位（MU）”来表达。通过将毒素进行适当地稀释后，对小鼠进行腹腔注射，并计算出平均致死时间，从而初步判断检测样本的毒性大小，该方法的特点是不需要昂贵的仪器，操作简便，缺点是耗时长，不能确定并定量样本中毒素的种类，其特异性及敏感性不能满足需要，同时有违动物保护条例，西方国家已不主张使用。

肠分析法

包括哺乳鼠分析法和肠回路分析法。哺乳鼠分析法原来鼠用于评估细菌毒力的。通过给鼠喂服贝类萃取物，然后测定肠中液体的富集情况；肠回路分析法是通过含1%吐温的生理盐水将毒素溶解后注射到兔或鼠的肠回路中，根据富集的流体体积与肠回路的长度比值确定样品是否染毒。这两种方法的优点是操作简单方便，缺点类似小鼠生物测定法，而且精确性低、重现性较差，仅在缺少分析手段时采用。

FETAX法

即爪蛙胚胎致畸试验（FETAX）。FETAX法主要应用于体外胚胎毒性的检测。通过研究PTX对Xenopus胚胎毒性与致畸作用的影响，其优点是准确率较高，达80%以上。该方法对实验动物的需求较少，但是实验过程中需要控制雌性Xenopus的排卵时间，难以在基层中开展检测工作。

HPLC法

即高效液相色谱法，这是在贝类毒素的实际检测中运用最为广泛、技术比较完善的一种检测方法。可以和多种仪器串联使用，大大提高了其检测的特异性、灵敏度和准确性，同时还能提供关于毒素的更多信息，如具体的含量及毒性的大小等。但是HPLC检测PTX也有其缺点：样品的前处理过程比较繁琐；用于大量样品分析时耗资较大，耗时较多；分析仪器昂贵难以普及等。

免疫学检测

免疫学检测技术是一种灵敏度高、特异性好的检测技术，用于PTX研究的主要是ELISA和固相放射免疫技术等。固相放射免疫技术的缺点主要是所用仪器昂贵，而且存在放射性污染，对环境和人体在一定程度上造成不良影响，也不易推广。能用于PTX免疫分析的主要是多克隆抗体和单克隆抗体。在抗体方面，已有人制备了抗PTX的多克隆抗体，并尝试应用于PTX的实际检测当中。ELISA检测技术是当前应用于鉴定PTX中效果最理想的技术。该技术的核心是需要制备高灵敏性和高特异性的抗体。

相对于多克隆而言，单克隆抗体具有高度专一性的特点。特别是单克隆抗体产生于一个永久性的细胞谱系，能以较低的变异性连续产生，更加适用于单一表位的检测。在应用与ELISA时，单克隆抗体还具有质地均一、特异性高、滴度高、反应灵敏、可标准化，并且能进行工业性大规模生产的优点。

用途

PTX具有显著的抗肿瘤活性，当注射剂量为0.84ng/kg时，能抑制艾氏腹水瘤细胞的生长，增加剂量，不但可使瘤体消失，而且可使动物存活下来。除此之外PTX还是一种新型的溶细胞素，可在红细胞膜上形成小通道，导致细胞渗透性溶解。

参考资料

1.ChemDraw 15.1 Pro轻松绘制岩沙海葵毒素·chemdraw