新型蛋白質能有效對抗最致命的蛇毒

蛇毒中毒(snakebite envenoming)是一種嚴重的熱帶疾病,每年造成超過10萬人死亡,並導致30萬人永久殘疾。在所有的蛇毒成分中,三指毒素(three-finger toxins, 3FTxs)是最致命的毒性物質之一,它會抑制人類的菸鹼型乙醯膽鹼受體,進而導致肢體和呼吸麻痺,並引起嚴重的組織損傷。目前,治療蛇毒中毒的唯一方法,是使用從免疫動物血漿中提取的多克隆抗體(Polyclonal Antibody),這種療法雖然可以挽救生命,但還是有3個缺點:第一,取得不易,由於生產成本高昂,加上偏遠地區缺乏冷藏保存的基礎設施,許多需要的病人無法及時獲得治療;第二,安全性問題,施用抗毒血清可能引發副作用,包括過敏反應;第三,這種療法對抗3FTxs的效果並不理想,因為當科學家將三指毒素注射進用來生產抗毒血清的動物體內時,這些動物的免疫系統對三指毒素的反應很弱,因此產生的抗體數量太少,無法有效對抗毒素。這些問題使科學家迫切需要開發新的治療蛇毒的方法。

近日,美國華盛頓大學的研究團隊,成功開發出能夠對抗3FTxs的方法。他們使用名為RFdiffusion的深度學習方法,成功設計出3種新型蛋白質,並以此對抗3FTxs的3種主要毒素,蛋白質SHRT(用於對抗短鏈α-神經毒素)、LNG(用於對抗長鏈α-神經毒素)和CYTX(用於對抗細胞毒素)。這些蛋白質有著高度的熱穩定性和強大的結合能力,可以有效中和3種3FTxs。在小鼠實驗中,當致死量的毒素注入小鼠體內15分鐘後,研究人員再為其施打蛋白質,最後結果是小鼠成功存活,且在長達兩週的觀察期內都沒有出現任何副作用。研究人員進一步指出,這些蛋白質可以用微生物發酵的方式大量生產,大幅降低了生產成本。研究人員表示,這項研究讓抗蛇毒藥物變的更易取得、更安全、更有效。

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