蛇咬中毒是世界上影响公众的健康和安全的重大问题。据统计,全球约有400万人患有蛇咬,每年近10万人死亡,大约40万人永久变形或残疾,且有1.8万到2.7万人发展严重的临床症状,如神经肌肉毒性、组织损伤,出血综合征,急性肾损伤。目前,毒抗血清用于拯救生命在全球广泛应用，虽然这些抗蛇毒素免疫球蛋白有一定的治疗效果在一些常见的蛇咬伤,由于这些生物蛋白制品的储运条件受到严格限制，在野外被毒蛇咬伤后，很难得到及时准确的处理。在这个前提下，人们迫切希望找到一种通用的方法，能够及时的延迟蛇毒的全身吸收(或者有一定的治疗效果)。
如图1A所示，一般来说，毒液通过咬伤的伤口进入人体，然后通过血液和淋巴系统流向人体的各个重要器官。如果不及时采取有效的治疗措施，患者可能最终死于心力衰竭、休克(血液循环毒素)或呼吸性肌肉麻痹(神经毒素)。基于此，南昌大学王小磊教授团队受到工业污水处理的两个共同步骤(浓缩和吸收)启发，该团队首次提出了一种基于金属-有机框架（MOFs）和水凝胶的新型急救毒蛇咬伤处理方法，作为一种简便、经济、有效、通用的替代策略。如图1B所示，他们将海藻酸钙水凝胶(SA)注射到被咬部位的上游，该凝胶已被证明在生物体中使用是安全的，因此可以减慢毒液污染区域的血流速度。为了进一步减少毒副作用，本文的核心创新是引入物理吸附毒素蛋白分子的吸附剂（MOFs）(图1C);因此可以延长患者临床治疗前的生存时间。
图1所示。 (A)蛇咬后不治疗的示意图;(B)蛇咬伤后单独用海藻酸钙水凝胶治疗;(C)蛇咬后用SA和吸附剂处理。
有机框架(MOFs)是近年来迅速发展的吸附剂材料。当前的研究主要集中在吸附、存储、催化、分离和环境气体。本工作为MOFs的解蛇毒研究提供了一个新的研究方向。尽管蛇毒是一个复杂的化合物,它包含各种各样的蛋白质和氨基酸。其蛋白质分子量几乎大都低于100 kDa。为了证实提出的基于MOFs水凝胶对于蛇毒蛋白治疗的有效性,他们选择三个代表蛇毒液,在金环蛇毒液(神经毒性),蝮蛇毒液(血液毒性)和眼镜蛇毒液(混合毒性)作为本文的主要研究对象。在此基础上，合成了8种不同类型的具有高吸附比表面积的MOFs。
图4-(A) 金环蛇毒（毒液）上清液（1）SDS-PAGE， (2) Cr-MIL-101+毒液，(3)Fe-MIL-100 +毒液，(4)Fe-MIL-101 +毒液，(5)ZIF-8 +毒液，(6)ZIF-67 +毒液，(7)UIO-66 +毒液，(8)UIO-66- NH2 +毒液。(B) 金环蛇毒， (C) ZIF-8， (D) 金环蛇毒液+ ZF -8SEM图。
与传统的抗蛇毒血清相比，在本研究中使用的物理吸附剂ZIF-8的合成和保存更为简单。同时,ZIF-8对至少三种常见类型的生物蛋白毒素(神经毒素,血液毒素,毒素混合)具有很好的席夫解毒作用，推测可能是ZIF -8的核心金属Zn的存在使其更适合吸附蛇毒。同时，ZIF-67对眼镜蛇毒和蝮蛇毒中PLA2的吸收也较好。这可能说明2-甲基咪唑(ZIF-8和ZIF-67的有机化合物)也有吸收作用，这为解毒提供了新的方向。另一方面，这一概念验证研究也有许多缺陷，需要在未来加以解决。首先，虽然ZIF-8是一种高吸附性能的材料，但从氮吸收曲线的结果来看，其平均孔径只有1-2 nm（图2），远小于SEM测量的混合蛇毒的分子尺寸。因此，ZIF-8与蛇毒结合的机制还有待进一步研究。同时，与抗蛇毒血清的应用类似，在实际操作中注入该关节系统也需要专业的技术技能。目前ZIF-8对混合毒素的处理也相对有限(图5B)。除此之外，在未来的研究中仍有很多问题需要进一步回答，如注射的MOFs在人体内长期停留是否安全等问题。
论文连接https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsbiomaterials.9b01388
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