从“夺命毒针”到“镇痛良方” 芋螺毒素书写人类医学传奇

高炳淼 黄美玲

海南医科大学

在热带海洋的珊瑚礁中，栖息着一种外表绚丽却深藏致命武器的螺类——芋螺。

一只地纹芋螺的毒液足以杀死15名成年人，烈性远超多种蛇毒，且目前尚无对应的抗毒血清可解。然而，正是这种芋螺体内的“致命鸡尾酒”，孕育出了强效超吗啡千倍且无成瘾性的新型镇痛药。

从夺命毒针到镇痛良方，芋螺毒素正书写着一段跨越亿万年，联结生物演化智慧与现代医学奇迹的传奇篇章。

芋螺及其毒素的多样性

美丽外表下的致命陷阱

芋螺主要分布于热带及亚热带海域，广泛栖息于中国南海、西太平洋、印度洋及加勒比海等海域。

芋螺的贝壳色彩绚丽、纹路华美，一直深受人们喜爱。因其外形酷似鸡心而得名“鸡心螺”，在贝壳收藏界芋螺素有“海洋宝石”的美誉。

每年夏天，数以万计的游客涌向热带海滩，在潮间带的礁石中寻觅美丽的贝壳。然而，对于芋螺人们最好敬而远之，在它那层色彩斑斓的螺壳之下，隐藏着一套精密的“生物武器系统”。据2018年的一项统计，从1670年到2017年，全球共记录了141起芋螺伤人事件，其中36例导致死亡。

最凶险的当属地纹芋螺，绰号“杀手芋螺”或“卷烟芋螺”，寓意是被它蜇中后，时间只够抽一支卷烟。上世纪30年代，一名澳大利亚渔民在海边抓到了一只地纹芋螺，出于好奇拿在手中把玩，结果被螺壳内射出的毒针刺中，30分钟后陷入昏迷，4小时后不治身亡。一只地纹芋螺的毒液，足以杀死15名成年人。

芋螺的捕食方式堪称“生化特种兵”的教科书。它的嘴中伸出一根管状长吻，能以0.6秒的速度向猎物发射一枚含数百种神经毒素的“鸡尾酒毒针”。有些芋螺甚至会在水中悄悄释放类似胰岛素的“毒雾”，让鱼群血糖骤降、行动迟缓，然后再从容发起致命一击。这种“先麻痹后捕食”的策略，让这种移动缓慢的软体动物，得以猎杀游速飞快的鱼。

芋螺捕食方式及其毒针的显微结构

破解毒液中的药物密码

自然的残酷往往与慈悲并存。正是这种芋螺致命的毒素，让科学家看到了攻克人类顽疾的希望。芋螺毒素是一类由数十至数百个氨基酸组成的短链多肽，结构极为多样，能够精准靶向细胞膜上的离子通道和受体。这种 “精准打击” 能力，恰恰是药物研发中梦寐以求的特性。其中最具里程碑意义的研发成果，源自幻芋螺毒液中的 ω- 芋螺毒素 MVIIA。该毒素可特异性阻断中枢神经系统N型电压门控钙离子通道Cav2.2，抑制疼痛信号突触传递。由此研制的新型镇痛药物——齐考诺肽，2004年获美国FDA批准上市，其镇痛效力约为吗啡的1000倍，且无成瘾性与耐受性，目前已在全球多个国家获批，用于癌症晚期、艾滋病晚期等难治性重度疼痛的临床治疗。

传统阿片类药物如吗啡，通过作用于大脑阿片受体发挥镇痛效果，长期使用易产生耐受、依赖与滥用风险。而芋螺毒素不走这条通路，它只精准阻断负责传递痛觉的钙离子通道，如同切断疼痛信号的专属“线路”，而非全面麻醉神经系统。这种精准靶向、不扰正常功能的作用模式，让它既强效又不易成瘾。齐考诺肽的成功，让“点毒成金”从想象变为现实。

从珊瑚礁里的致命猎手，到重症患者的镇痛希望，芋螺毒素完成了从 “夺命毒针”到“镇痛良方” 的华丽蜕变，也书写了海洋生物馈赠人类医学的传奇。

芋螺毒素克服吗啡的成瘾性成为镇痛良方

中国相关研究跻身世界前列

实际上，齐考诺肽存在一个显著的临床短板：它无法穿越血脑屏障，只能通过脊髓鞘内输注（即脊椎穿刺）的方式给药，这极大限制了其临床应用的便利性。开发镇痛效果更强、给药方式更便捷、作用靶点更精准的新型芋螺毒素药物，已成为全球海洋药物研究的前沿热点与核心赛道。

在这场全球科研竞赛中，中国正从追赶者快速成长为领跑者。依托南海丰富的芋螺资源，以及国家对海洋科技领域的战略布局与重点投入，中国的芋螺毒素研究在近十年间实现了跨越式发展。目前，我国在该领域的研究水平仅次于美国，稳居世界第二位，在部分细分研究方向上，已实现局部领先，打破了国际垄断。

我国科研力量联合多家单位破译了全球首个桶形芋螺基因组图谱，该研究首次阐明了“芋螺毒素基因→毒素转录本→毒素蛋白→翻译后修饰毒素肽”的最重要、最基本的生物学规律，在探索芋螺毒素的本质及普遍规律方面发挥重要的指导作用，奠定了芋螺毒素研究的理论基石，是芋螺及芋螺毒素研究领域里的重要突破性进展。

我国科研团队已构建了国内规模最大的“海洋多肽银行”，尤其是，建成国内规模最大的芋螺及毒素资源库，累计发现芋螺毒素新基因数万个，并筛选鉴定出多个具有自主知识产权的候选新药，为后续芋螺毒素的深度研究与新药开发奠定了坚实的资源基础。其中，一款新型芋螺毒素在神经痛模型中的镇痛活性约为吗啡的1000倍，更具备神经保护与修复功效，可实现肌肉注射给药，这一突破，在给药便利性上较齐考诺肽实现了质的飞跃，大幅降低了临床使用门槛。此外，我国科研团队还发掘出多个作用靶点明确的芋螺毒素多肽候选新药，覆盖镇痛、成瘾、痴呆、抑郁及多种癌症等领域，充分展现了芋螺毒素在神经科学与肿瘤治疗领域的巨大应用潜力。

随着人工智能的快速发展，我国科研团队也借助人工智能技术，从芋螺毒液中锁定了一类结构特殊的新型毒素。与传统毒素作用机制不同，这类新型毒素并非与受体竞争性结合，而是像“瓶塞”一样直接堵塞离子通道孔道，为新型镇痛药物研发提供了完全区别于传统思路的全新策略。这一成果发表于国际药物化学顶级期刊，标志着我国在芋螺毒素结构生物学与新药设计领域，已跻身国际顶尖行列，实现与世界先进水平并跑。

海洋强国战略下的“蓝色药库”

芋螺毒素研究的快速突破，植根于我国建设海洋强国的宏大战略布局。目前，我国在研海洋药物创新研发项目已达40余个，山东、广东、江苏、福建、广西和海南等沿海省份逐步形成海洋生物医药产业集群，我国自主研发的海洋药物占全球已上市品类的近三成，海洋创新药物研发实力稳步提升。芋螺毒素研究凭借独特价值与重大突破，成为 “蓝色药库” 中备受瞩目的亮点成果。

展望未来，全球已知约800种芋螺，蕴藏着超百万种结构多样的天然芋螺毒素，迄今完成系统解析的尚不足千分之一，开发潜力极为广阔。随着人工智能辅助药物筛选、基因编辑、结构生物学等新技术深度融合，芋螺毒素新药研发正驶入高效精准的快车道。

从珊瑚礁中暗藏致命毒液的软体猎手，到临床中精准镇痛的创新药物，芋螺历经亿万年演化，将生存智慧凝结成珍贵的生物资源。而人类，才刚刚翻开这本来自深海的 “天然药方”，未来必将解锁更多海洋馈赠，为人类健康事业贡献源源不断的新可能。

作者简介

高炳淼，博士，海南医科大学教授，博士生导师，澳大利亚昆士兰大学博士后，国家医药管理局中药材产业扶贫行动技术指导专家、中国民族医药学会健康产业分会副会长、中国民族医药学会首届青年委员、海南省侨联专家委员会委员、海南省高校“双带头人”党支部书记并入选全国高校“双带头人”教师党支部书记“强国行”专项行动团队。

长期从事海洋多肽药物先导化合物的发现、合成及药理靶点鉴定与应用研究，累计发表学术论文60余篇，其中在Cell Discovery、Molecular Biology and Evolution、European Journal of Medicinal Chemistry等SCI期刊发表论文40余篇，申请专利16项（中国授权11项、国际授权1项、转让1项），主持国家自然科学基金和省级科研项目6项，与医药企业联合申报产学研项目4项，参与国家863计划1项。获海南省科学技术进步一等奖和海南省自然科学二等奖等科技奖励，入选海南省首批“青年南海名家”“海南省拔尖层次人才”“海南省515工程第三层次人才”，获评“海南省最美科技工作者”“海南省优秀研究生导师”及作为团队负责人获海南省优秀研究生导师团队。

黄美玲，博士，海南医科大学讲师，长期从事热带海洋多肽药物的发现及药理靶点鉴定研究，承担海南省自然科学基金和海南省科普项目等2项，参与国家自然科学基金区域联合1项，参与省部级项目1项，获批海洋多肽发明专利2项，近5年在Marine Drugs等SCI期刊累计发表学术论文10余篇。