赖仞
中国科学院昆明动物研究所研究员,新基石研究员
有毒,它不是凭空产生的,它也经历了亿万年的进化,大自然打造了有毒动物,大家可能只看到它的害处,但是实际上它给我们带来的好处是远远大于害处的。所以说毒物的出现其实也是为人类生命健康带来了更多的机会。
有毒动物的奇迹
一席少年·腾讯SSV「未来科学家」论坛
2025.12.27 深圳
大家好,我是来自中国科学院昆明动物研究所的赖仞。我研究的对象是 有毒 动物 。
不知道各位朋友是否了解有毒动物。在我们那个年代,《射雕英雄传》是非常风靡的,我就是看着它长大的。在《射雕英雄传》里面有五位绝世武林高手,叫东邪、西毒、南帝、北丐、中神通。
其中的“西毒”,刚好地处云南,在中国的西部。所以我有个外号,也叫“西毒”。
在《射雕英雄传》里面还有一个“五毒教”。五毒主要就是蛇、蝎子、蜈蚣、蜘蛛、蟾蜍等等。
说起蛇,大家可能觉得很恐惧。但是蛇跟我们很多文化,无论是以前的传统文化还是现在的很多象征,都是密切相关的。
比如蛇杖就是一个典型的从神话到现代医学的象征。像世界卫生组织的标志,它就是一条蛇缠绕在一根权杖上面。因为蛇可以蜕皮,代表治愈和再生。
“西毒”实验室
欢迎大家走进我们的“西毒”实验室。这里研究并饲养着各种各样的有毒动物,比如粉红色的捕鸟蛛、蜈蚣、尖吻蝮蛇、竹叶青蛇、蟾蜍、蜥蜴、蝎子等等。
像这个颜值非常高的竹叶青,我们都号称它“小青姐姐”。它在我们实验室已经待了好几年了。
《疯狂动物城2》中有一条蛇叫“小蛇盖瑞”。其实“小蛇盖瑞”跟竹叶青是表亲,但它不是中国的竹叶青,它是印度尼西亚的海岛竹叶青。
这个块头比较大的,是我们实验室饲养的眼镜王蛇。眼镜王蛇很凶,也很大,也很毒。它经常捕食其他蛇类,饿急了可能会捕食同类。
当然我们在实验室里面不可能喂它蛇,我们喂它什么呢?我们喂它鹌鹑蛋。但是它很凶,很警惕。
每次我们去喂它的时候,它总是要抬起头来,然后发出嘶嘶声或者呼呼声,撞击玻璃缸来吓唬我们。
●●●野外采集:有趣且充满挑战
我们实验室饲养的绝大部分有毒动物,都是我们在野外采集的。
比如这就是我们采集的捕鸟蛛。捕鸟蛛往往在夜间活动,所以我们是晚上去采集。在野外采集这些动物很有趣,同时也充满各种挑战。
比如在这个森林里面,我们以前就已经发现有毒蛇,所以我们就做一些标记,让其他人尽量警惕,小心有毒蛇出没。
我们有一次在野外采集蜘蛛的时候,碰到了一条眼镜王蛇,当时它离我们只有两三米。所以我们在野外碰到这些动物时,都尽量小心,不去打搅它们。
当然,我们在野外还会碰到其他各种各样的动物,比如野猪,可能还有熊。所以我们去野外的时候,一定要接受严格的培训。
●●●为何对“毒”情有独钟?
世间生物有千千万万,我为什么对有毒的动物情有独钟呢?我为什么要研究“毒”呢?
我们都知道“是药三分毒”,但现在我告诉大家,“ 是毒也是三分药 ”。
到现在为止,全球至少有10个以上的重磅药物都来自有毒动物的毒液。
比如我们最早的抗高血压药物“ 卡托普利 ”,它就是来自于 巴西 毛头蝮蛇 的毒液。现在我们这些“普利”类的抗高血压药,或多或少都直接或间接来自卡托普利。
另外这个 可能 是大家比较清楚的一个减肥神药,叫“ 司美格鲁肽 ”。它的年销售额大概是280亿到300亿美元,是单品药物销售额全球第二的药物。
实际上它的前身,是来自 吉拉毒蜥 的毒液。吉拉毒蜥也叫墨西哥毒蜥蜴,它的毒液里最早提取出“ 艾塞那肽 ”,后来研发成了司美格鲁肽。
其实在我们中国有一个很悠久的传统,就是“以毒攻毒”的思想。比如战国时代的《周礼》就提出了用“五毒”来治毒疮。
到了汉代、明朝乃至现代,中国药店里有很多有毒动物作为中药材。所以我们国家在利用有毒动物治病方面,有很悠久的历史传统。
●●●动物毒液的特色
我对蛇接触多了,了解到它有很大的用处,从最先的恐惧、敬而远之,到慢慢适应、深入了解之后,我觉得应该对它进行深入研究, 把有毒的变成有用的 。
我的研究始于硕士阶段的研究对象—— 大蹼铃蟾 。这是一种分布于云南的剧毒蟾蜍,体色鲜艳,往往有毒的动物总是比较鲜艳的,它是一种警告—— 我有毒,别碰我!
我们从大蹼铃蟾的皮肤毒液里面,寻找高活性、有药用价值的物质。我曾经被它的毒液喷到眼睛,眼睛好长时间都睁不开。所以大家对有毒的动物一定要保持敬而远之。
有毒动物还有很多特色。首先,种类很多。全世界大概有 22万种 有毒动物,占了整个动物种类的 15% 以上。
可能大家难以想象怎么会这么多?我们关注的 大部分 是毒性很大或个体比较大的,像蛇、蜘蛛。其实有很多很小的有毒动物我们不太关注,比如蚂蚁基本上也是有毒的。
第二,动物毒液是个“混合物”。它是由各种各样高活性的药物分子混合而成的“鸡尾酒”。所以在中国总是把毒和药说在一起,“毒药毒药”,是毒也是药,是药也可能有毒。
第三,动物毒液服务于自身的生存适应策略。它要么是为防御,要么是为捕食或种类竞争服务的,毒液本身就是它的“ 生物武器 ”。
第四,动物毒液具有高活性、高效率的特点。它往往是 以小博大 、四两拨千斤。因为有毒动物个体往往比较小,它利用毒液作为化学武器,可以捕食比它体型大很多的动物。
有毒动物以小博大
●●●毒液作为化学武器
我们基于有毒动物本身的 生存适应策略 ,来研究它的活性分子长什么样、怎么起作用。
什么叫动物的生存适应策略?实际上我们所有的生物,包括植物、微生物,都有自己的生存智慧和策略。比如人靠大脑和聪明,狮子靠力量,变色龙靠伪装。
那么有毒动物,它的生存策略就是动物毒液,毒液作为化学武器,就是为了尽快捕食或防御敌人,高效快捷地制服对手。
很多有毒动物的毒液会作用到 神经系统 和 血液系统 这两个最致命的生命系统。比如毒蛇,要么作用神经系统让对手麻醉,要么作用血液系统让血液快速凝固或大出血。
对于吸血的动物,比如蚂蟥,它要吸血就必须抗凝血,还必须有麻醉功能。所以它也是作用于神经系统和血液系统。
通过这些策略,我们就可以猜测它可能有什么功能,可能作用于我们什么系统。
●●●发掘动物毒液的药用分子资源
下面讲几个我们代表性的研究工作。我们通过自己的手段来发掘动物毒液的药用分子资源。
在云贵高原、青藏高原,紫外线很厉害,可能对皮肤产生剧烈伤害。但大家可以看,高原上青蛙的皮肤是裸露的,没有任何保护。它怎么很好地活下去呢?它必须得 清除氧化自由基 。
我们就推测,在青蛙的皮肤上是不是有很强的、具有清除氧化自由基(抗氧化)作用的活性物质?
确实,我们从高原青蛙皮肤里找到了大量抗氧化多肽。它能非常快速地清除氧化自由基,比如在几秒钟之内就可以清除绝大部分。
所以这种分子对我们防晒、防紫外线、皮肤修复有很重要的作用。
另外,蜈蚣在传统中药中也用的很多。我们从蜈蚣毒液里面,找到了一个对疼痛具有很好治疗效果的多肽——镇痛多肽。
疼痛,尤其是慢性疼痛,是人类面临的一个巨大挑战。我们都迫切需要找到高效、没有成瘾性、副作用小的镇痛分子。
刚好我们运气不错,从蜈蚣毒液里找到了一个镇痛多肽,它的镇痛活性是吗啡的1.5-3倍。所以《自然》《科学》这些刊物曾对我们进行专门评论,说“ 蜈蚣可以消灭疼痛 ”。
这是另外一个吸血的动物,叫牛虻(牛蚊子)。它在吸血过程中,会把它唾液腺中有利于吸血的成分(比如抗血栓、降血压的成分)注射到吸血部位。
这意味着它肯定有很强的抗血栓功能。确实,我们从牛虻毒液成分里找到了抗血栓的成分。
可以看到,中间的照片显示兔子脑部形成了显著血栓。但加入牛虻唾液腺的血栓水解酶之后,就产生了非常显著的清除血栓功能,血管变得清晰可见了。
当然,自然界里有中毒,肯定就有抗毒。它永远都是中毒和抗毒的一个竞赛。
大家可能都怕蝎子,我也怕,很多动物也怕。但我们有一次发现,非洲牛蛙 不仅 不怕蝎子,还可以捕食蝎子。
这很神奇,它为什么可以捕食蝎子?它不怕中毒吗?最后我们研究了蝎子毒素。
在我们人身上有蝎子毒素的受体,正是这个受体让我们中毒。我们就发现非洲牛蛙的这个受体发生了基因突变。
突变之后,蝎子毒素对它的受体没有影响,它就不怕蝎子了。本来它是猎物,最后变成了捕食者,生态地位发生了逆转。
我们做科研是为了为人类所用。一方面是作为药物研发,另一方面是探索基本的生命活动。
大家喜欢吃辣椒吗?你们吃辣椒能感觉到辣吗?其实我们人吃辣椒不是天生的,是后天训练获得的。所有哺乳动物天生都被认为不能吃辣椒。
但我们一次偶然的机会发现,这个叫树鼩的动物就喜欢吃辣椒,看它吃得很过瘾。为什么?后来我们发现它的辣椒素受体发生了基因突变。
辣椒素受体是人体内的一个分子机器,是痛觉和温度感受器。 辣不是味觉,是疼和热的混合感觉。 辣椒素激活受体,让我们产生轻微疼痛和发热,就是辣。
但树鼩的受体突变后,不会跟辣椒素结合了,所以它感觉不到辣,可以愉快地吃辣椒。
当然, 我们还以毒素为工具来探索病理机 制,比如血栓、脑梗等。这些都是人类面临的巨大挑战。只有搞清楚为什么会生病,才可能治疗和研发药物。
我们以蛇毒毒素为工具,搞清楚了脑血栓、脑中风等疾病的病理机制。
同时,我们还利用动物毒液最终来研发新药。这是我们团队这些年的一些工作:从2019年开始,从金环蛇、森林山蛭(西双版纳热带雨林里的陆生蚂蟥)找到抗脑梗药物。我们还从蝎子毒液里找到抗免疫风暴等药物。这一系列药物现在都正在做临床研究。
科学的奇思妙想从哪儿来?
大家可能对科学都充满兴趣。科学需要很多奇思妙想,但奇思妙想不是胡思乱想。它需要我们有深厚的知识功底和积累,否则就变成了胡思乱想。
只有合理性和逻辑性都有了,才有科学性。所以我们一定要有知识积累,要站在巨人的肩膀上,才可能产生奇思妙想。
另一个重要驱动力,是敏锐的观察和好奇心。给各位举个简单例子:你们都被蚊子叮过吧?蚊子为什么叮你不叮我?蚊子为什么可以找到你?
蚊子有二氧化碳感受器、红外感受器,可以感受到热量和二氧化碳。
还有,蚊子看起来那么弱小,为什么可以刺穿我们皮肤?
其实任何习以为常的现象,只要问一个“为什么”就可以问倒人。基本上99%的问题,你只要问三个“为什么”就答不上来了。
所以我们一定要保持敏锐的观察和好奇心,不要理所当然。我们要观察现象“是什么”,再解释“为什么”,最后搞清楚之后,才可以为人类服务“干什么”。
比如这几张照片是我们在野外抓的蜘蛛,都是蜘蛛但形状都不一样,织网的形状也都不一样。比如第三张照片上,它看起来就像个风筝。它为什么是这种形状?有什么作用?这里面都是科学问题。这些问题搞清楚了,可能可以做仿生。
希望我们“西毒”课题组,有一天也能够成为“药神”课题组。
刚才跟大家只是举了一些代表性的例子,其实我们还研究了其他很多各种各样的有毒动物,比如蝾螈、水蛭、马蜂、蚂蚁……我们都进行了大量的研究。
有毒,它不是凭空产生的,它也经历了亿万年的进化,大自然打造了有毒动物,大家可能只看到它的害处,但是实际上它给我们带来的好处是远远大于害处的。所以说毒物的出现其实也是为人类生命健康带来了更多的机会。
最后,谢谢大家!
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