[多圖]能改善人類健康的神奇動物 | 陽光歷史

 

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[多圖]能改善人類健康的神奇動物

2016年05月03日 奇趣動物-長篇 暫無評論 閱讀 198 次

據國外媒體報道,提到「藥物開發」一詞,我們或許立刻就會想到穿著白大褂的科學家站在工作台前,用各種試管和培養皿做實驗。但實際上許多動物也為藥物的發展做出了重要的貢獻,下面就是其中的11種動物:

  1.青蛙皮抗生素


神奇動物改善人類健康:箭頭蛇毒液能降血壓
 
青蛙皮抗生素

  1929年,亞歷山大·弗雷明( Alexander Fleming)在一次事故中偶然發現青黴素,這項發現標誌著醫學新時代的開始,這個時期出現的很多抗菌藥物為肺炎、猩紅熱和性病等以前的致命感染提供了新保護。但是對其他動物世界而言,這並不是什麼新鮮事。


  喬治敦大學醫學院移植研究所的外科學教授邁克爾·扎斯洛夫博士說:「從最簡單的水螅到人,每一種動物都會產生抗菌肽(antimicrobial peptide)。它們對我們起到保護作用,促使我們與細菌融洽相處。」扎斯洛夫通過他親身經歷的一次「幸運的」事故,瞭解到動物可以利用抗菌劑保護自己。20世紀80年代扎斯洛夫在美國國立衛生研究院用青蛙卵進行研究時,發現雌青蛙在摘除了卵巢後,腹部的縫合處不會發生感染,即使把它們放在未經消毒的容器裡也不例外。


  扎斯洛夫說:「這些動物的皮膚裡儲藏著濃度很高的一種特殊抗生素——抗菌肽。」這些化合物從地球上出現生命開始進化,它們經常比常規抗菌藥更加有效,因為它們主要針對微生物的隔膜,而不是細菌的蛋白質和酶。對真菌類和細菌來說,改變隔膜以便產生抗耐性,比改變蛋白質更加困難。在這方面,身體對細菌沒有任何響應或者反應過強的病例包括克羅恩病(Crohn's disease)和囊胞性纖維症。


  扎斯洛夫根據在青蛙皮膚裡發現的抗菌蛋白質,在對糖尿病患者進行的三次臨床試驗中取得了巨大進步,這些患者的腳上都得了因糖尿病引起的潰爛,扎斯洛夫通過實驗,查看一種局部外用藥膏是否能有效治療這種感染。這項實驗取得了成功,但是美國食品及藥物管理局要求他們用該研究項目沒有用過的青蛙再對這種藥膏進行一次實驗。扎斯洛夫正在為進一步的試驗做準備,不過他表示,一家私人公司已經答應負責以後的實驗費用。他說:「它是一種最先進的藥物,這是這種藥物取得的一次巨大進步。」


  2.水蛭


神奇動物改善人類健康:箭頭蛇毒液能降血壓
 
水蛭

  你在古埃及的象形文字裡可以看到水蛭,拿破侖曾頒布命令,要求每一家醫院都必須有水蛭,越戰期間這種生物甚至使很多人的四肢免於被切除。人類利用這種動物世界的古老醫生治療疾病已經長達數千年之久。水蛭可吸下是自身體重10倍的血液。現在在重傷後,醫生會利用醫學水蛭進行治療,幫助重新接上手指或腳趾、縫合傷口,或者在整形手術後幫助皮膚恢復健康。這種淡水生物大約有650個不同品種,但是食品及藥物管理局只批准可把歐洲醫蛭(Hirudo medicinalis)用於醫學治療。


  這種得到批准的水蛭體型合適,它跟亞馬遜水蛭不一樣,後者吸取的血液更多。而且經歐洲醫蛭叮咬後,人們不會感覺太痛,這是因為由數百個尖利的牙齒構成的三個頜骨,只叮咬皮膚表層。這種水蛭還分泌抗凝血劑,以確保血流暢通。歐洲醫蛭具有的這些優點使它們最適合用來挽救傷者的四肢和皮膚。


  美國醫學水蛭銷售商水蛭有限公司(Leeches USA Ltd)負責人魯迪·羅斯伯格解釋說:「如果有人的大拇指被重新接上,醫生會修復動脈血管、肌腱和肌肉,但是把血液輸送到循環系統的小血管將會受損,需要較長時間才能恢復正常。這時重新接上的大拇指裡的淤血可能會積聚在一個地方,無處可去,因此只能把水蛭放在拇指上,讓它把淤血吸出來,直到小血管恢復暢通為止。」


  3.巴西箭頭蛇


神奇動物改善人類健康:箭頭蛇毒液能降血壓
 
巴西箭頭蛇

  巴西箭頭蛇也叫巴西蝮蛇,它的毒液是開發第一批用來治療高血壓和充血性心力衰竭的血管緊張肽轉換酶(ACE)抑制劑之一的基礎。研究人員從蛇的毒液中分離出一種叫做緩激肽增強肽的因子,發現它與一類抑制血管緊張肽轉換酶的分子有關。


  鮑伊爾指出,類似蛇的動物需要它們的獵物靜止不動。就蛇毒而言,降血壓可能是一項有用的財富,既然在吞吃和消化獵物的時候,蛇需要它們的獵物靜止不動。緩激肽增強肽因子最後被開發成卡托普利藥物,用來治療高血壓、心臟問題和保護糖尿病患者的腎功能,卡托普利1975年進入臨床,由Squibb公司(現為百時美施貴寶公司的一部分)製造。


  4.希拉毒蜥蜴


神奇動物改善人類健康:箭頭蛇毒液能降血壓(2)
 
希拉毒蜥蜴

  五彩斑斕的希拉毒蜥蜴是一種有鱗的獨居動物,生活在美國西南部和墨西哥北部的沙漠地區。它是食腐動物,以小卵和小動物為食,大部分時間在地下度過,它是地球上分泌毒液的兩種蜥蜴之一。毒液讓希拉毒蜥蜴成為了一項醫學奇跡和自然奇珍。鮑伊爾說:「以希拉毒蜥蜴的情況為例,它們是冷血動物,冬天冬眠。為了節省能量,它的大腸、腺、胰腺之類的組織都不再濕潤和活動。春天這種動物甦醒後,它的毒液會把激素釋放入體內,刺激它的器官再次活動起來,為覓食作準備。」


  紐約所羅門·波爾森研究實驗室的內分泌學家約翰·恩格博士1922年發現了這種激素,他把它叫做醋酸艾塞那肽(exendin-4)。這種毒液激素類似人在血糖升高胰島素分泌增加時消化道產生的一種激素。他還發現,醋酸艾塞那肽在體內維持效果的時間長於這種人類激素。


  現在,這種來自希拉毒蜥蜴的東西已經幫助了數千糖尿病患者。2005年,美國食品和藥物管理局通過了從希拉毒蜥蜴中提取的藥物艾塞那肽(Byetta)。這種注射藥在幫助2型糖尿病維持血糖水平方面頗為有效。這種藥物還顯示清空胃部,降低食慾的特性,幫助患者減輕體重。


  5.蛆


神奇動物改善人類健康:箭頭蛇毒液能降血壓(2)
 

  當其他治療失敗,患者面對失去生命和肢體的時候,這些爬行動物能做一些現代醫學有時無能為力的工作。蛆喜歡聚群吃患病和將死的肉體。但是,對那些有著慢性傷口和感染的人們來說,它們的這種噁心的飲食方式不失為一種拯救生命的方法。


  俄勒岡州皮膚病學家埃德加·馬耶斯說:「我叫它們微型醫生,這些小傢伙們清除傷口的本領比任何醫生都好。」20世紀早期,蛆被用於傷口的標準化治療,但是,隨著抗生素的發明,它們逐漸退出歷史舞台。隨著細菌變異和對抗生素的耐藥性,蛆似乎又要復出了,越來越多的醫生正把蛆作為患者截肢手術前的救命稻草。


  馬耶斯說:「通過吃慢性患病組織和細菌,蛆會在數天把慢性傷口轉變為急性傷口,這樣傷口就可以得到治療,最後就能康復。」這種飢餓的昆蟲幼蟲是無菌的,工作效率高,而且造價低於傳統治療。馬耶斯說:「只要幾美元,只要幾天,你就可以實現上萬美元都不夠的抗生素數月治療的結果。」

  6.蜘蛛山羊


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蜘蛛山羊

  我們所有人都聽說過蜘蛛人,但是你聽過蜘蛛山羊嗎?這種轉基因山羊是獨一無二的,因為它們能產生普通的蜘蛛絲。這種構成蜘蛛網的同樣物質由它們的乳腺產生。很多科學家把蜘蛛絲叫做「生物鋼」。和影片《蜘蛛人》中一樣,蜘蛛絲有著超強的抗張強度。研究人員稱,如果把很多蜘蛛絲擰成一股繩的話,它足夠強韌,可製成防彈背心、降落傘繩,或者從飛機到航母等設備。


  蜘蛛絲還可被製成人造韌帶和人造腱,支撐組織、骨骼和神經細胞,讓它們在生長期間保持穩定。隨著細胞的逐漸生長,這些人造絲部分會逐漸分解。但是為什麼是山羊呢?蜘蛛與蠶不同,把很多蜘蛛放在一起它們會彼此蠶食。於是,科學家想出了一個解決的方法。


  幫助「生產」這些山羊的懷俄明大學分子生物學家蘭迪·劉易斯說:「從概念上講,這個過程非常簡單。用於絲蛋白的蜘蛛絲基因與控制蛋白質構成組織的山羊的DNA有關。在這種情況下,它是乳腺,只形成於哺乳期。然後,細胞與卵結合生成胚胎,胚胎有著合成其DNA的基因。當母羊開始分泌乳汁時絲蛋白就產生了。」


  7.雞心螺


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雞心螺

  不要被它優美的渦狀和斑駁的殼或者它們沉穩的天性所迷惑,雞心螺是自然界最危險的生物之一,它們的毒液能置人於死地。但是,用量合適的話,這些化合物中的一些可能是有用的。奧利弗拉說:「說實話,我們開始研究雞心螺是因為我們當時別無選擇。從小我就喜歡收集貝殼,我知道,某種雞心螺能殺死人……,我們的目的是淨化毒液中的成分,那可能是它致命的原因。」


  雞心螺是一種以魚為食的軟體動物,它們通過肌肉的收縮,將裝滿毒液的「魚叉」從喙裡像子彈一樣的射到獵物身上,毒液能夠瞬間將附近的小魚麻痺。奧利弗拉說:「就捕捉獵物而言,雞心螺沒有太多可用機制,它們可能比其他大多數其他動物更多地把自己的毒液當做武器。」奧利弗拉稱,它們會用毒液來保護自己,與其他雞心螺相競爭,它們的毒液含大約150到200種不同化合物,這些化合物可能是雞心螺中獨一無二的。化合物的多樣性為研究人員提供了一個研究各種化合物的藥理學實驗室。


  2004年,美國食品和藥物管理局批准上市鎮痛藥齊考諾肽鞘內注射劑,這種藥物提取自雞心螺的毒液。雞心螺毒液化合物的其他潛在應用包括治療神經痛、癲癇症、心臟病和中風的藥物。


  8.加勒比海海綿和珊瑚


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加勒比海海綿和珊瑚

  它們看起來是那麼平淡無奇,只是靜靜躺在海底的海綿和珊瑚。你可能想像不出,如此簡單的加勒比海洋生命會給人類的醫學未來帶來如此驚人的改變和發展,包括癌症的治療和抗生素耐藥感染等。不過,科學家們正是希望如此。


  儘管周圍的珊瑚礁和其它水下生物正瀕臨死亡,某些特定種類的加勒比海海綿和珊瑚卻依然生機勃勃,一如往昔。經過近距離嚴密研究,科研人員發現,它們正是依賴一種天然抗生素才得以存活下來,這種抗生素能夠剝離細菌的保護性生物膜,使其很易被殺死。科學家估計,在所有細菌感染中有65%到80%是基於生物膜造成的。


  不過,科學發現遠不止此。新發現一種能夠抑制蛋白質合成的海綿聚酮能夠有效殺傷癌細胞,該發現發表在全國癌症協會雜誌上。鮑伊爾表示,「我們經過長時間的研究才對動物及其產生的化學物之間的聯繫取得了根本性的認知,還需進一步的研究、測試和試驗加以完善。我們希望能在不久的將來研製出新的有效療法。」


  9.銀大馬哈魚


神奇動物改善人類健康:箭頭蛇毒液能降血壓(3)
銀大馬哈魚

  大馬哈魚最被人熟悉的是一道餐桌美味,實際上它還具有很好的藥用價值。大馬哈魚-降血鈣素是一大類藥物的總稱,其中包括用於治療骨質疏鬆的Miacalcin and Fortical。降血鈣素是一種可以抑制骨質疏鬆的荷爾蒙,產生於人體的甲狀腺,不過在絕經期婦女和佩奇病患者中,骨質疏鬆的比率會比較高,額外攝入降血鈣素可有效預防骨質疏鬆、加強骨密度。


  鮑伊爾表示,這類似從動物身上找靈感,最終找到改善人類健康之道。雖然魚類並沒有甲狀腺,但在脖頸部也有一種類似的內分泌腺可生成降血鈣激素,以調節自身血液中的鈣含量。人造降血鈣素提取自銀大馬哈魚,即大馬哈魚-降血鈣素,將是治療人類缺鈣的終極藥物療法。


  10.小響尾蛇


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小響尾蛇

  東南小響尾蛇產自美國各地,從北卡羅萊納到佛羅里達,西至德克薩斯都有發現,由於體積很小,即使咬人也不會致命,不過它的毒液卻有驚人之用:其毒液分子會使獵物大量出血,且無法凝血,從而其獵物就會很快死亡。


  鮑伊爾解釋稱,如果是在現實中確實被小響尾蛇不幸咬中,那對身體是絕對有害,不過調和成不同劑量後,就成為可助人治病的良藥。可以將小響尾蛇的毒液分子提取製成抗血板藥物,且在很短時間內對血液中的血小板發揮作用,使其不再粘在一起。


  受體阻滯劑依替巴肽可用於治療病程較長的心臟病,尤其是那些具有突發心肌梗死風險的病例。該藥可抑制血液凝結,避免因此導致的靜脈回血不暢、心臟病和中風的形成。


  11.馬蹄蟹


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馬蹄蟹

  當今世界人人都會注射疫苗、抗生素甚至依賴植入式醫療器械,如記步器等,會因馬蹄蟹的血統純正而確保安全性。兩百多萬年以來,馬蹄蟹的血液一直是不變的蘭色,是因為其體內含有銅,該特性對現代醫學產生了彌足珍貴的特殊作用。


  弗吉尼亞州立大學及綜合工學院馬蹄蟹研究中心主任埃裡克。哈勒曼表示,「人們開始注意到,當馬蹄蟹受傷或感染時,其血液就變稠凝固。這正是當今藥物作用的原理:血液中的一種蛋白質叫做阿米巴溶菌液(LAL),可對所有微生物產生反應,並且輕鬆偵測到使人發燒或有其它致命疾病的危險內毒素。」只要有污染,科學家就會立即發現血液中的反應。哈勒曼表示,一百多萬年以前,這種馬蹄蟹一直暴露在可怕的微生物面前,使其與其它動物相比,廣譜抗菌能力更強。


  收集馬蹄蟹的血液時,其血型因珍貴達到每品脫1.5萬美元。馬蹄蟹由專人專船送往提取血液的實驗室,隨後再放歸回大自然。哈勒曼供職的機構與遍佈北美的漁業部門合作,確保蟹子的數量足夠並採取必要措施保護它們。他說,「人類向大自然求助,自然給了我們答案。兩百多萬年來,自然環境變化巨大,連恐龍都滅絕了,而馬蹄蟹依然存活了下來。我確信,哪怕人類滅絕了,它們還能生存很長一段時間。」


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