岩沙海葵毒素

沙群海葵中分離出的非蛋白毒素

岩沙海葵毒素（palytoxin，PTX）亦稱沙海葵毒素或群體海葵毒素，是從腔腸動物皮沙海葵科沙群海葵屬毒沙群海葵Palythoa toxica中分離得出的一種非蛋白毒素，是已知非蛋白毒素中毒性最強烈的毒素之一。

該毒素是一組由不飽和脂肪鏈和若干環醚單元構成的含有64個不對稱手性中心的脂鏈聚醚化合物。但軟珊瑚、TRIGGER FISHMELICHTYS， SEA ANEMONES RADIANTHUSMACRODACTYLUS，P.tuberculosa，玫瑰海葵等多種海洋有毒生物中也含有PTX。

1971年，Sheuer等已經從海藻類珊瑚中分離出PTX，當時認為PTX是一個分子量約為3300的物質，因此在分析其結構上出現了許多的困難。經過多年的研究，在1981年上村大輔（Daisuke Uemura）等通過重複進行位點專一的氧化降解反應來闡明PTX的面狀構造，從而進一步地研究出其立體結構。但由於物質結構的複雜性，直到1994年岸義人（Yoshito Kishi）小組才首次合成出PTX。

隨著有害赤潮的不斷加劇，對海洋毒素的檢測分析日益受到重視。中國對相關毒素的檢測標準僅限於DSP和PSP的小鼠生物試驗法和ASP的HPLC方法，對於PTX的研究也僅停留在利用多克隆抗體進行免疫檢測方面，不利用應用到實際檢測工作中。

岩沙海葵毒素作用機理尚不完全清楚，對其毒理和藥理學作用正在進行廣泛深入的研究。該毒素具有很高的抗癌活性和很強的溶血作用，是已知最有效和特異性的細胞膜活化劑，可作為膜研究中一種新的工具葯，可望獲得高效生化活性的劇毒毒物，及新型心血管葯和抗癌化療藥物。

化學性質

沙海葵毒素結構

岩沙海葵毒素為最早開展研究的聚醚毒素、最初發現於劇毒岩海葵，分子量為2678.6，分子式 C129H223N3O54，1982年發現了其全部立體結構，證明此類毒素是一些不飽和脂肪鏈和若干環醚單元構成的含有64個不對稱手性中心的複雜有機分子，故其屬於脂鏈聚醚毒素類。

毒素分子是由129個碳原子組成的，含有40個羥基和8個甲基。這為進一步研究該毒素及其活性碎片、化學合成其類似物奠定了基礎。該毒素是一種無定形、吸濕性強、非結晶性的白色粉末。無確定熔點，加熱到300℃以上則碳化。不溶於氯仿、乙醚和丙酮，微溶於甲醇和乙醇，易溶於吡啶、二甲亞碸和水，經酸鹼處理后毒性消失。1985年日本學者除得到岩沙海葵外，還分離出多種具有高活性的類似物：高岩沙海葵毒素、雙高岩沙海葵毒素、新岩沙海葵毒素及脫氧岩沙海葵毒素等。

毒理

毒性

岩沙海葵毒素紫外光譜

PTX是已知結構的非肽類天然生物毒素中毒性最強和結構最複雜的化學物質。其毒性不僅比神經性毒劑沙林高出幾個數量級，而且比劇毒性的河豚毒素或石房蛤毒素也大數十倍，是已知毒性最強烈的海洋生物毒素之一。該毒素對家兔的半數致死量 LD50為25ng/kg，從中毒到死亡的時間僅3～5分鐘，臨床癥狀可表現為感覺異常、麻痹，並伴有眩暈、全身無力、肌痛等全身中毒癥狀和ECG不規律以及橫紋肌溶解等，心臟和神經系統是其作用的主要部位。

PTX是已知的最強的冠狀動脈收縮劑，它比血管緊張素Ⅱ的作用至少強100倍，使冠狀動脈血管強烈收縮，伴隨出現心臟變力與變時反應。心律失常，T波增大，心室收縮力進行性減低，血壓下降，心肌供氧不足，可迅速引起心臟功能衰竭，隨之發生呼吸衰竭而導致死亡。該毒素還可引起血管壞死，內臟廣泛性出血及腎功能衰竭等改變，這些可能與其細胞毒性作用有關。

作用機制

PTX之所以具有如此強烈的毒性，是因為它能選擇性地作用於細胞膜上Na+-K+-ATPase，使膜上鈉離子通道M閘門打開且不能關閉。從而加速Na+的內流，以及K+外流，引起持續的去極化作用，影響細胞的功能，從而引發一系列藥理學毒理學作用，導致平滑肌、心肌及骨骼肌收縮。此外，PTX也作用於肌質網上的Ca2+-ATPase，引起Ca2+載體的缺失。當將毒素加入到Ca2+-ATPase的時候，就會增加對磷酸酶水平的作用。Ca2+濃度飽和時，磷酸酶的水平就會減少。PTX會阻斷Ca2+遊離構象中的酶，以妨礙其催化循環的進程。

有研究表明，PTX導致小鼠角質化細胞基因表達的改變。PTX能刺激用於金屬蛋白酶MMP-13的mRNA的增加，該酶能起致癌作用。同時它還能刺激c-Fos與活性蛋白AP-1位點結合，從而來促進MMP-13基因啟動。

救治

岩沙海葵不僅可引起接觸性中毒損傷，而且能引起食物中毒。中毒癥狀主要表現為呼吸困難、呼吸衰竭、驚厥、痙攣、運動失調、嗜睡、四肢無力、虛脫、嘔吐、消化道廣泛出血、休克、死亡等。病人發病急驟，可在幾分鐘內死亡。局部癥狀一般為水腫性紅斑、丘疹，經過數日消退，重者在數分鐘內局部出現灼痛、刺痛感，繼而出現水皰、出血或潰瘍，全身癥狀主要有心血管、神經肌肉、消化道及腎功能障礙等。螫傷后應立即除去皮膚表面的觸手、刺絲胞和刺絲，活性氯(5.25%的漂白粉溶於1mol/L鹽酸溶液)，0.5~1mol/L氫氧化鈉溶液均為有效的皮膚染毒消毒劑；全身治療可用罌粟鹼和硝酸異山梨醇(消心痛)作心室內直接注射，其它癥狀可對症處理。

檢測方法

小鼠生物測定法

該方法是1937年由Sommer和Mayer提出，美分析化學家協會（AOAC）列為貝類毒素最權威的半定性檢測方法，廣泛應用於PSP、DSP、NSP等各類貝類毒素的檢測，該方法是以“鼠單位（MU）”來表達。通過將毒素進行適當地稀釋后，對小鼠進行腹腔注射，並計算出平均致死時間，從而初步判斷檢測樣本的毒性大小，該方法的特點是不需要昂貴的儀器，操作簡便，缺點是耗時長，不能確定並定量樣本中毒素的種類，其特異性及敏感性不能滿足需要，同時有違動物保護條例，西方國家已不主張使用。

腸分析法

包括哺乳鼠分析法和腸迴路分析法。哺乳鼠分析法原來鼠用於評估細菌毒力的。通過給鼠喂服貝類萃取物，然後測定腸中液體的富集情況；腸迴路分析法是通過含1%吐溫的生理鹽水將毒素溶解后注射到兔或鼠的腸迴路中，根據富集的流體體積與腸迴路的長度比值確定樣品是否染毒。這兩種方法的優點是操作簡單方便，缺點類似小鼠生物測定法，而且精確性低、重現性較差，僅在缺少分析手段時採用。

FETAX法

即爪蛙胚胎致畸試驗（FETAX）。FETAX法主要應用於體外胚胎毒性的檢測。通過研究PTX對Xenopus胚胎毒性與致畸作用的影響，其優點是準確率較高，達80%以上。該方法對實驗動物的需求較少，但是實驗過程中需要控制雌性Xenopus的排卵時間，難以在基層中開展檢測工作。

HPLC法

即高效液相色譜法，這是在貝類毒素的實際檢測中運用最為廣泛、技術比較完善的一種檢測方法。可以和多種儀器串聯使用，大大提高了其檢測的特異性、靈敏度和準確性，同時還能提供關於毒素的更多信息，如具體的含量及毒性的大小等。但是HPLC檢測PTX也有其缺點：樣品的前處理過程比較繁瑣；用於大量樣品分析時耗資較大，耗時較多；分析儀器昂貴難以普及等。

免疫學檢測

免疫學檢測技術是一種靈敏度高、特異性好的檢測技術，用於PTX研究的主要是ELISA和固相放射免疫技術等。固相放射免疫技術的缺點主要是所用儀器昂貴，而且存在放射性污染，對環境和人體在一定程度上造成不良影響，也不易推廣。能用於PTX免疫分析的主要是多克隆抗體和單克隆抗體。在抗體方面，已有人製備了抗PTX的多克隆抗體，並嘗試應用於PTX的實際檢測當中。ELISA檢測技術是當前應用於鑒定PTX中效果最理想的技術。該技術的核心是需要製備高靈敏性和高特異性的抗體。相對於多克隆而言，單克隆抗體具有高度專一性的特點。特別是單克隆抗體產生於一個永久性的細胞譜系，能以較低的變異性連續產生，更加適用於單一表位的檢測。在應用與ELISA時，單克隆抗體還具有質地均一、特異性高、滴度高、反應靈敏、可標準化，並且能進行工業性大規模生產的優點。

用途

PTX具有顯著的抗腫瘤活性，當注射劑量為0.84 ng/kg時，能抑制艾氏腹水瘤細胞的生長，增加劑量，不但可使瘤體消失，而且可使動物存活下來。除此之外PTX還是一種新型的溶細胞素，可在紅細胞膜上形成小通道，導致細胞滲透性溶解。