蓖麻毒素
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蓖麻毒素（英语：Ricin）是从一种称为蓖麻（Ricinus communis）的植物所萃取出来的毒素，又称蓖麻毒蛋白。此种毒素对人类的平均致死量为0.2毫克，但也有一些文献的数据较高[1]。此毒素能抑制蛋白质合成过程，进而对生物体造成伤害。研究显示，8颗蓖麻种子的毒素可对一名成人产生毒性[2]。不过在已知纪录中，因摄取植物种子而死亡的案例并不多见[3]。此外，自然界中还存在某些类似蓖麻毒的毒素，例如鸡母珠中的鸡母珠毒素（Abrin）。
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[编辑] 中毒症状与治疗方式
蓖麻毒蛋白在吞咽、注射以及吸入等情形下具有毒性。中毒症状则依接触量与接触方式而有所不同。吸入蓖麻毒者可能在8小时后才会产生中毒症状，首先出现呼吸窘迫、发烧、咳嗽、恶心与胸闷，之后大量出汗并造成肺水肿，最后可能在低血压及呼吸衰竭中身亡[1]。吞咽者则可能在6小时内出现症状，其中包括带血呕吐与腹泻，并使中毒者脱水，几天后可能因为器官停摆而死亡[1]。由于中毒后需要一段时间才会显现出症状，而且许多症状类似其他疾病，因此当中毒者得知自己中毒时常为时已晚[4]。若是中毒者在3到5天之后仍未死亡，则通常会康复[1]。
目前并无任何蓖麻毒专用的解毒剂，不过已经有疫苗发展出来[5][4]。此外也可使用对症疗法及支持疗法进行救治。根据中毒方式，有不同的治疗方法，例如帮助呼吸、透过注射方式将液体注入静脉，以及针对中毒产生的癫痫与低血压进行治疗，或是利用活性碳洗胃。如果是眼睛接触，则以清水冲洗[1]。
[编辑] 毒素构造与作用机制
蓖麻毒蛋白是一种异源二聚体糖蛋白[6]。包含两条具有不同氨基酸序列的蛋白质链，分别重约30kDA，两蛋白质链之间以双硫键相连。除此之外，还有两种不同长度的糖分子支链结合于其上[7]。两条蛋白质链如下：
- A链（A chain；EC 3.2.2.22）含有267个氨基酸[6]，是一个N-糖苷水解酶，此链会切断rRNA上的一个共价键[8]，使一个腺嘌呤遭移除[6]。由于rRNA是组成核糖体的主要物质，而核糖体又是合成蛋白质所需，因此当rRNA遭破坏时，会使蛋白质的合成受到抑制。
- B链（B chain；EC 3.2.2.22）是一个凝集素，其第262个残基和A链之间以双硫键结合[6]。此链可与细胞表面上的半乳糖残基或甘露糖残基结合[9]，协助A链通过细胞膜，进入细胞以发生作用。有许多植物，如大麦，含有A链却没有B链，因此人们不会因为摄取大量大麦而中毒。
[编辑] 生产方式
蓖麻毒可轻易地从蓖麻子油（castor-oil）生产过程中残留的废物里纯化出来。蓖麻毒在压榨蓖麻子油所遗留的种子与果泥中，约占有5%的重量。在美国若是被发现生产或持有蓖麻毒，最高将可能被判处30年的徒刑。
[编辑] 用途
[编辑] 生物与化学武器
美国曾在第一次世界大战期间研究蓖麻毒的潜在军事用途，当时的构想包括使用蓖麻毒作为毒气，或是将其包覆于弹药外壳。毒气研究并后来并没有充分进行；而在子弹或炮弹外壳包覆毒素，则违反了1899年的海牙公约。到了二次大战时期，美国与加拿大开始研究将蓖麻毒放置在集束炸弹之内。不过经过测试之后，他们发现经济效益比使用光气更差。
苏联特务机关KGB在冷战时期曾将蓖麻毒用来作为生物武器。1978年9月7日，保加利亚异议人士乔治·马可夫在英国伦敦被人用雨伞刺中，由于雨伞尖端藏有包覆蓖麻毒的胶囊，且其中含有约0.45毫克的毒素[4]，因此使马可夫中毒，并于3天后身亡。他的死因是在验尸之后才为人所知，可能的凶手是保加利亚的秘密警察，而毒素可能来自KGB的支援。在稍早，一名苏联异议人士亚历山大·索尔仁尼琴，也曾在与KGB探员接触之后出现类似于蓖麻毒中毒的症状[10]。
在1972年的生物武器公约及1997年的化学武器公约中，蓖麻毒皆被收录于附表1化学品（schedule 1）列管名单当中。
[编辑] 潜在医疗用途
蓖麻毒或其他相似毒素称为免疫毒素（immunotoxins），由于这类蛋白质一方面可以和细胞膜上特定分子结合，一方面又能进入细胞中抑制蛋白质合成，因此具有用来辨识、侵入并杀死特定细胞（如癌细胞）的可能性。由于可以辨识特定细胞，使这一类的蛋白质不会有传统化学治疗缺乏专一性的缺陷[11]。除了癌症之外，也有用来治疗病毒或寄生虫感染的可能性[12]。而且这类毒素在生产上较为便宜[13]。
蓖麻毒本身与单克隆抗体（可用来作为蛋白质对特定类型细胞的辨识依据）的结合相当有效，且对多种类型的淋巴瘤与白血病具有医疗上的活性[14]。不过其使用剂量会因为一种称为血管渗漏综合症（vascular leak syndrome）的副作用而有所限制[14]。
[编辑] 参考来源
- ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 Facts About Ricin
- ^ Wedin GP, Neal JS, Everson GW, Krenzelok EP (1986). "Castor bean poisoning". The American journal of emergency medicine 4 (3): 259-61. PMID 3964368.
- ^ Aplin PJ, Eliseo T (1997). "Ingestion of castor oil plant seeds". Med. J. Aust. 167 (5): 260-1. PMID 9315014.
- ^ 4.0 4.1 4.2 Ricin vaccine 'shown to be safe'
- ^ Vaccine for ricin toxin developed at Detrick lab
- ^ 6.0 6.1 6.2 6.3 Morris KN, Wool IG (1992). "Determination by systematic deletion of the amino acids essential for catalysis by ricin A chain". Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89: 4869-4873.
- ^ PDB 2aai
- ^ Alexander A. Szewczak, Peter B. Moore, Yuen-Ling Chan and Ira G. Wool (1993). "The conformation of the sarcin/ricin loop from 28S ribosomal RNA for catalysis by ricin A chain". Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90: 9581-9585.
- ^ 致命蛋白质的昨是今非
- ^ D.M. Thomas, Alexander Solzhenitsyn: A Century in His Life, 368-378
- ^ 导向毒素
- ^ Ricin-like toxin variants for treatment of cancer, viral or parasitic infections. United States Patent 7247715
- ^ I Pastan and D FitzGerald (1991). "Recombinant toxins for cancer treatment". Science 254 (5035): 1174-1177. doi:10.1126/science.1683495.
- ^ 14.0 14.1 Kreitman, Robert J. and Pastan, Ira (2006). "Immunotoxins in the treatment of hematologic malignancies". Curr Drug Targets 7 (10): 1301-11. doi:10.2174/138945006778559139.