摘要:次数达到了856次。这其中包含了眼镜蛇、黑曼巴蛇、响尾蛇、太攀蛇等最为致命的毒蛇。这个与蛇毒为伴的硬核狠人,不仅自身安然无恙,还主动为科学界提供了全球独一无二的研究材料——从他的血液出发,科学家开发出了能保护十余种致命毒蛇的广谱抗蛇毒血清!相关研究刊登于最新的
本文来源:学术经纬
被眼镜蛇这样的致命毒蛇咬伤后,一旦没有及时注射抗蛇毒血清,人们往往会面临生命威胁。然而,一位名叫Tim Friede的男子却有着开挂一般的人生经历。
在近20年的时间内,Friede被19种致命毒蛇咬了超过200次,此外还给自己注射了数百次毒蛇毒液,累计
次数达到了856次。这其中包含了眼镜蛇、黑曼巴蛇、响尾蛇、太攀蛇等最为致命的毒蛇。这个与蛇毒为伴的硬核狠人,不仅自身安然无恙,还主动为科学界提供了全球独一无二的研究材料——从他的血液出发,科学家开发出了能保护十余种致命毒蛇的广谱抗蛇毒血清!相关研究刊登于最新的《细胞》杂志。
856次自我免疫造就的“天选之人”
这个神奇的故事,要从Friede的高中时期说起。这个来自美国威斯康星州的青年,有着特殊的爱好——从乡村收集一种毒性不算强的蛇饲养。但之后,Friede的饲养清单里多了很多令人望而生畏的毒蛇。时刻面临着中毒风险,Friede意识到:他需要增强自己对蛇毒的免疫力,这样万一被蛇咬到,他也会有更高的存活几率。
Friede选择的方法是获取这些蛇的毒液,稀释后给自己反复注射,试图通过逐渐增加的剂量来刺激身体产生对毒素的抗体。必须要提醒的是,Friede的行为风险极高,千万不要模仿。毕竟,即使是Friede这样的“天选之人”,当他在2001年第一次被咬伤——准确来说是在一个小时内连续两次被眼镜蛇咬到后,他也在鬼门关前走了一趟,在医院昏迷了4天才醒过来。
经历了这次危机,Friede决定在这条险路上继续走下来,把自己“武装”得更强。于是,就有了文章开头介绍的856次自我免疫。在这个过程中,Friede逐渐意识到,自己已经达到了人类罕见的超强免疫力水平。后续的研究也证实,通过与各种蛇毒长达数年的接触,他体内产生了能够同时对抗多种蛇类神经毒素的抗体。
Friede的独特经历开始受到人们的关注,他在这时也作出了勇敢的决定——亲身参与研究,由科学家从自己的血液中开发拯救全球被蛇咬伤人群的通用抗蛇毒血清。
陷入停滞的抗蛇毒血清开发
尽管在日常生活中并不常见,但全球的毒蛇有超过600种,每年全球有超过200万人遭受毒蛇咬伤,其中约10万人死于致命毒液,约30万人患上永久性残疾。在很多地区,毒蛇给人类的生命造成了巨大威胁。
1895年,法国医生Albert Calmette研制出了第一种用于人类的抗蛇毒血清。如今,在被毒蛇咬伤后,抗蛇毒血清仍然是拯救患者生命的最后手段。不过,在过去的一个多世纪中,人类制造抗蛇毒血清的手段并没有太大的变化。
通常来说,抗蛇毒血清的生产方法就是用单一蛇种的毒液对马或羊等动物进行免疫,并从动物血液中提取、纯化抗体,制成血清。这一过程虽然有效,但它可能引起过敏反应、致热反应等副作用。此外,由于特异性不足——一种抗蛇毒血清通常仅对少数蛇种有效,因此针对性血清难以普及至全球各地。
近年来,随着研究工具的进展,科学家们也在尝试利用新策略研发更加高效的蛇毒“解药”。例如在不久前,诺奖得主David Baker教授就与合作者借助AlphaFold 2、RFdiffusion等一系列AI模型,从头设计了可以中和致命蛇毒的新型蛋白,有望为传统的抗蛇毒血清提供更加安全、有效的替代品。
更多阅读:AI又一项重磅突破!诺奖得主David Baker最新《自然》,用AI找到致命蛇毒的解药
Friede深知现有的抗蛇毒血清在实际应用中的困境。于是在2017年,他与Centivax的首席执行官Jacob Glanville博士取得联系并开展合作,力图从他独特的免疫经历中开发出广谱的抗蛇毒血清。
▲研究示意图(图片来源:参考资料[1])
来自Friede的抗蛇毒鸡尾酒疗法
眼镜蛇科涵盖了大约一半的有毒蛇类物种,包括我们熟悉的眼镜蛇、曼巴蛇、太攀蛇和金环蛇等剧毒蛇类。Glanville博士领衔的研究团队正是聚焦于眼镜蛇科的19种致命毒蛇,他们从Friede的血液中分离出可以与目标蛇体内的神经毒素作用的靶向抗体,并且将这些抗体逐一在被每种毒液感染的小鼠体内进行测试。通过这种方式,研究团队希望系统性构建出可使测试中所有毒液失效的鸡尾酒疗法。
眼镜蛇科的毒液主要含有两类神经毒素:一类是三指神经毒素,其中又分为长链三指神经毒素(LNX)和短链三指神经毒素(SNX),这类毒素是一种非酶类毒液蛋白,可以造成严重的组织损伤、抑制烟碱乙酰胆碱受体,最终危及生命。另一类是磷脂酶A2(PLA2),这类毒素会破坏细胞膜,引发组织损伤。
在这项研究中,作者研制的鸡尾酒疗法中,3种成分正是分别对LNX、SNX和PLA2这3种毒素起效。
其中,两种广谱中和抗体来自Friede血液中的发现。抗体LNX-D09能够结合来自实验中所有19毒蛇的LNX毒素,在小鼠模型中,单独注射LNX-D09可完全抵御黑曼巴蛇、印度眼镜蛇等6种毒蛇的致死剂量毒液攻击;而另一种抗体SNX-B03靶向LNX-D09无法覆盖的毒素,如部分眼镜蛇和珊瑚蛇的SNX。
除了这两种来自Friede的抗体,研究团队还在“鸡尾酒”中加入了小分子药物伐瑞拉迪(varespladib),这种磷脂酶抑制剂的加入进一步扩大了保护范围。
在接下来的小鼠实验中,研究团队检验了这种三组分“鸡尾酒”对19种毒蛇毒液各自的保护效果。结果,这种抗蛇毒血清混合物对眼镜王蛇、黑曼巴蛇、两种太攀蛇等13种毒蛇起到了完全保护作用,阻止了小鼠的死亡;对于其余6种毒蛇,该疗法也能起到部分保护作用,即将小鼠的存活时间延长了3.7~10.5倍。
这种抗蛇毒血清混合物在小鼠模型中的广谱有效性得到证实后,研究团队计划在野外试验中进一步检验其有效性,此外他们还希望研制出针对蝰蛇的抗蛇毒血清。作者指出,其最终设想是研制出一款单一的全谱抗蛇毒血清混合物,或是生产出两款分别用于眼镜蛇科和蝰蛇的疗法。
▲Tim Friede(图片来源:Centivax公司官网)
而在这些进展的背后,Friede的贡献自然不应被淡忘。如今,这位自学成才的爬虫学家与毒液专家担任Centivax公司的爬虫学主任。这段在20多年前开启的传奇经历,如今正在开花结果,期待这些研究成果将为全球带来更加普适、高效的救命抗蛇毒疗法。
封面图来源:Centivax
参考资料:
[1] Jacob Glanville et al., Snake venom protection by a cocktail of varespladib and broadly neutralizing human antibodies. Cell (2025). DOI: 10.1016/j.cell.2025.03.050
[2] Antivenom neutralizes the neurotoxins of 19 of the world’s deadliest snakes. Retrieved May 3rd, from https://www.eurekalert.org/news-releases/1081671
[3] This man gets bitten by deadly snakes in the name of science. Retrieved May 3rd, from https://www.nationalgeographic.com/science/article/man-deadly-snake-bites-universal-antivenom
来源:人工智能学家