学术经纬
2023/05/17 08:25
▎药明康德内容团队编辑
含鹅膏蕈碱的鹅膏菌，例如俗称“死亡帽”的毒鹅膏（Amanita phalloides)，是世界上最致命的蘑菇之一。不同于人们通常的印象——“越毒越鲜艳”，毒鹅膏长得很低调，乍看起来与普通无毒蘑菇颇为相似。因此，这类剧毒蘑菇很容易被误食。有数据显示，中国90%以上的毒蘑菇致死事件是因为误食了含有鹅膏蕈碱的蘑菇。
在这类剧毒蘑菇产生的毒素中，毒性最强的成分叫“α-鹅膏蕈碱”（α-Amanitin，简称AMA），主要造成肝急性衰竭，这也是导致中毒者死亡的重要原因。然而，由于在分子机制上不清楚AMA如何导致细胞毒性，一直以来没有明确的解毒剂。
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▲α-鹅膏蕈碱的化学结构（图片来源：参考资料[1]）
目前为止，鹅膏蕈碱中毒后的治疗仅限于胃肠道毒物清除（如洗胃）、缓解症状和非特异性的药物治疗。过去的几十年里，通过长期的临床实践，发现水飞蓟宾和青霉素等几种临床药物对鹅膏毒素中毒显示一定疗效，但确切作用机制仍不清楚。对重症患者来说，始终没有确实有效的治疗方法，也没有特效解毒剂。
今日，在《自然-通讯》刚刚上线的最新研究论文中，中山大学药学院（深圳）王巧平教授团队和中山大学药学院万国辉教授团队带来了解毒的希望！
通过全基因组CRISPR筛选与分子对接虚拟药物筛选的新方法，研究团队首次系统研究了AMA的分子毒理机制，发现一种已被美国FDA批准使用多年的老药——吲哚菁绿（Indocyanine green，ICG）可作为AMA的潜在解毒剂。
具体来看，为了确定AMA诱导细胞死亡的关键基因和途径，研究团队首先通过全基因组CRISPR筛选寻找AMA的分子靶标。他们由此发现，N-聚糖合成通路在AMA毒性发挥中起重要。N-聚糖合成抑制剂KIF的使用和N-聚糖合成通路关键酶STT3B的敲除，均能很好地减轻AMA的细胞毒性作用。
鉴于解毒剂药物的系统性临床实验开展非常困难，从头开发的难度非常大，研究人员希望从已批准使用的药物中，找到可作为解毒剂使用的药物，实现老药新用。
然而，目前暂无已批准的药物可作为N-聚糖合成通路抑制剂使用的相关报导。因此，研究人员对FDA已批准的分子库（3201个化合物）进行了虚拟筛选，以寻找潜在的STT3B抑制剂。最后确定了34个评分靠前的化合物，并对其中24个可购买的化合物进行了体外验证。细胞实验结果提示，其中一种化合物吲哚菁绿，对AMA的毒性有非常突出的保护作用。
吲哚菁绿是一种近红外荧光染料，自1956年起，被FDA批准作为诊断试剂用于临床，现广泛用于肝功能的评估和脉络膜血管造影。且吲哚菁绿在说明书推荐的剂量下，无明显毒性，安全性较好。于是研究人员接下来主要评价了这种药物在治疗AMA中毒方面的疗效。
细胞实验显示，吲哚菁绿可以很好避免AMA带来的细胞死亡。在小鼠肝脏类器官中，吲哚菁绿的治疗也可以很大程度上减轻AMA带来的类器官解体，保持类器官的完整形态。
最后，研究人员在AMA中毒的小鼠身上验证了吲哚菁绿的解毒作用。短期和长期的实验结果表明，吲哚菁绿可以缓解AMA引起的肝功能损伤，提高小鼠长期存活率。
▲研究总结示意图：通过全基因CRISPR筛选和分子对接，发现ICG可作为AMA解毒剂（图片来源：参考资料[1]）
研究团队谨慎地表示，目前还不确定吲哚菁绿是否在人类体内具有类似的效果，未来需要更多的临床证据。
综上所述，这项新研究通过全基因组CRISPR筛选结合计算机药物虚拟筛选，最终揭示了蘑菇中毒的分子机制，找到了新的药物靶点，并发现了一种新的潜在治疗药物。研究团队指出，这项工作也为毒物解毒剂的开发提供了新的策略和方向。
中山大学药学院（深圳）博士生王倍、中山大学附属第一医院Arabella H. Wan、中山大学药学院（深圳）硕士生徐玉为本论文的共同第一作者。中山大学药学院（深圳）王巧平教授和中山大学药学院万国辉教授为本论文的共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、广东省自然科学基金、深圳市科技创新委员会等的资助。
参考资料：
[2] 余成敏,李海蛟.中国含鹅膏毒肽蘑菇中毒临床诊断治疗专家共识[J].中华危重症医学杂志(电子版),2020,13(01):20-28.
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