太平洋沿岸越来越频繁出现的“赤潮”藻华会产生一种已知毒性最强的神经毒素之一:石房蛤毒素,简称STX。这种毒素会在贝类体内积累,食用后会导致麻痹性贝类中毒(PSP)。
STX没有解毒剂,冷战期间曾被当作化学武器储备起来。但加州大学旧金山分校的一项新研究可能会改变这一局面。
在发表于《自然-通讯》的研究中,由加州大学旧金山分校心血管研究所教授丹尼尔·迈纳博士领导的研究团队发现,一种名为saxiphilin(石房蛤毒素结合蛋白)的蛋白质可以在小鼠体内中和石房蛤毒素,预防甚至逆转原本致命的中毒。
这种蛋白质天然存在于牛蛙以及世界各地的其他蛙类体内,就像一块分子海绵一样。它会在血液中与石房蛤毒素紧密结合,使毒素无法到达其通常攻击的神经和肌肉细胞。
早先针对这种毒素寻找解毒剂的尝试,主要是想办法打断它让神经细胞失活的那套复杂生物过程,或者试着激发针对它的免疫反应。这些办法基本上都没成功。
“这个问题一直等着有人来解决,”迈纳说。“事实证明,只需要一种天然存在的蛋白质,就能让这种毒素彻底失效。”
随着有害藻华在全球越来越常见,这一发现对公共卫生可能有重要影响。迈纳和斯坦福大学的化学家贾斯汀·杜波依斯博士合作开发了这种方法,也可能帮研究人员找到有害藻华中其他天然毒素的解毒剂。
测试一种毒素“海绵”
这项新研究是在2021年一篇论文的基础上做的,迈纳及其同事在那篇论文中表明,蛤蚌毒素结合蛋白会紧紧抓住石房蛤毒素,就像海绵一样把它吸掉,让它的毒性发挥不出来。但这种相互作用在活体内能不能起作用,当时还不清楚。
为了找出答案,Minor和博士后学者Samantha Nixon博士及Sandra Zakrzewska博士给暴露于致死剂量STX的小鼠测试了saxiphilin。如果在接触STX之前或同时给小鼠注射saxiphilin,这种蛋白质能阻止中毒。即使在小鼠已经接触STX之后再注射这种蛋白质,也几乎能让所有小鼠康复,这种情况最接近人误食了受污染的贝类后会发生的情形。
Minor说,后一种情况特别令人鼓舞,考虑到这种解毒蛋白分子很大,研究人员原本担心分子太大可能会影响它起效的速度。
“我们这个蛋白质很大,要去追一个很小的毒素分子,而毒素已经先跑了一步,”Minor说。“我们当时真的不确定这能不能行。”
这种蛋白质不仅能提高存活率,还能减轻严重中毒带来的症状,且没有有害副作用。
该团队还发现,saxiphilin(石房蛤毒素亲和蛋白)会在全身扩散,到达大脑、心脏和肌肉,使其能够在毒素所到之处进行拦截。
跨越百年的科学验证
这一发现可以追溯到加州大学旧金山分校20世纪20年代末到30年代的研究,当时加州大学旧金山分校乔治·威廉姆斯·胡珀医学研究基金会的医生兼科学家赫尔曼·索默医学博士调查了加州沿海暴发的贝类中毒事件。
索默证明,当时所谓的“贻贝毒素”并非来自贝类本身,而是来自与贝类共生的微生物。他的研究为后来鉴定出石房蛤毒素奠定了基础。他还观察到某些蛙类似乎对这种毒素有抵抗力。近一个世纪后,这一观察得到了证实。
现在已知,STX并非单一毒素,而是一个包含50多种结构相近变体的家族。在2025年和2026年分别发表的两项研究中,迈纳证明saxiphilin能够结合多种此类变体,有望成为解毒剂。
他的下一个目标是确定经过工程改造的小型蛤蚌毒素结合蛋白是否能对多种STX变体起到相同甚至更好的防护作用。
这项研究还可能帮助公共卫生官员更好地监测贝类安全。加利福尼亚州位于里士满的州立检测实验室例行对贝类进行麻痹性贝类毒素筛查,迈纳希望蛤蚌毒素结合蛋白最终能成为一种高度灵敏的检测分子,让检测变得更快、更简单。
更广泛地说,他认为这项工作为许多目前尚无解药的天然毒素找到解毒剂提供了一套思路。
“大自然已经多次解决了这个问题,”他说。“所以,整个生物界都有抵抗毒素的能力。”
更多详情: Nature Communications(2026)。DOI: 10.1038/s41467-026-75136-z
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