賴曉慧 肖義軍福建師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 福州 350108

河鲀（Tetraodontidae），俗稱“河豚魚”，是硬骨魚綱鲀科魚類的統(tǒng)稱（pufferfishes，puffers），在我國的食用歷史悠久，自古以來就被視為餐桌上的珍品。民間向來有“拼死吃河鲀”的說法，就是由于河鲀?nèi)赓|(zhì)鮮美，但由于河鲀含有劇毒的河豚毒素（Tetrodotoxin，TTX），如果加工處理不當(dāng)會引起食者嚴(yán)重中毒，甚至死亡。TTX是一種劇毒的生物堿類天然神經(jīng)毒素，毒性約是氰化鈉（NaCN）的100倍，攝入1～2 mg就足以殺死一個重50 kg的人體[1]。TTX有著獨特的結(jié)構(gòu)和作用機理，在醫(yī)學(xué)方面發(fā)揮著重大作用，是神經(jīng)生理學(xué)、肌肉生理學(xué)和鈉離子通道藥理學(xué)等研究的有用工具，是當(dāng)前海洋生物毒素的研究熱點。由于相關(guān)政策法規(guī)的限制，目前國內(nèi)市場只有養(yǎng)殖的紅鰭東方鲀和暗紋東方鲀可以有條件“合法化”食用[2]，而福建省的主要養(yǎng)殖品種雙斑東方鲀和橘黃東方鲀目前尚不能合法上市銷售，限制了福建河鲀養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。如果能確切了解TTX的合成代謝途徑，不僅可以促進國內(nèi)河鲀養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，也可以滿足醫(yī)學(xué)應(yīng)用等方面的需求。

1 河豚毒素理化性質(zhì)

TTX是一個剛性雜環(huán)分子，由六個羥基、一個帶正電的胍鹽基團、三個氮原子和一個嘧啶環(huán)組成的神經(jīng)毒素，分子式為C11H17O8N3，分子量為319 Da，屬于氨基全氫喹唑啉型化合物，化學(xué)結(jié)構(gòu)式見圖1。TTX難溶于水，不溶有機溶劑，易溶于有機酸和無機酸水溶液，在強酸強堿下均不能穩(wěn)定存在。TTX是一種特殊的有機化合物，它有多種類似物（TTXs），TTXs是低分子量的雜環(huán)化合物，許多被證明具有毒性潛力，有研究報道天然的、合成的和半合成的TTXs，推測TTXs可能是參與TTX的代謝或生物合成脫氧類似物。

圖1 TTX的化學(xué)結(jié)構(gòu)式

2 河豚毒素的作用

2.1 河豚毒素的作用機制 TTX是鈉離子通道中的一種典型阻斷劑，對鈉離子通道的選擇性很高，其致毒作用主要是可以選擇性與肌肉、神經(jīng)細胞的細胞膜表面的鈉離子通道受體進行結(jié)合，使電壓依賴性鈉離子通道被阻斷，進而使動物的神經(jīng)興奮與傳導(dǎo)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)控功能以及心臟搏動、平滑肌蠕動、骨骼肌收縮、激素分泌等一系列的生理功能受到影響，主要導(dǎo)致肌肉和神經(jīng)的麻痹，嚴(yán)重時導(dǎo)致死亡。

2.2 河豚毒素的藥理作用 TTX作為電壓門控鈉通道(VGSCs)的選擇性阻滯劑，是一種能阻斷神經(jīng)元上VGSCs的小分子，VGSCs在神經(jīng)系統(tǒng)許多不同的病理生理過程中發(fā)揮著重要的作用[3]。20世紀(jì)60年代起，TTX就在藥理學(xué)中廣泛應(yīng)用：TTX的麻醉效力與常用的麻醉藥相比強萬倍以上，且持續(xù)時間長；TTX能夠完全阻斷嗎啡戒斷后納洛酮催促的戒斷癥狀[4-5]；此外，TTX還可以在阿片類藥物依賴急性脫毒中應(yīng)用，可有效快速控制戒斷癥狀，具有痛苦小、周期短等特點[5]?，F(xiàn)階段，與癌癥有關(guān)的疼痛癥狀非常普遍，但是現(xiàn)有的鎮(zhèn)痛療法減輕疼痛的療效并不是很好，迫切需要其他鎮(zhèn)痛方法。據(jù)相關(guān)文獻報道，TTX除了用作一種藥物工具外，還被認為是一種治療分子，它可以通過抑制外周神經(jīng)系統(tǒng)沖動的產(chǎn)生和傳導(dǎo)來發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用[6-7]，TTX在治療無法控制的中重度癌癥相關(guān)疼痛方面有良好的療效，目前臨床試驗正在評估TTX對癌癥疼痛的鎮(zhèn)痛作用[8-9]。

3 河豚毒素來源

關(guān)于河鲀體內(nèi)TTX的來源，長期以來一直是個有爭議的問題，目前關(guān)于TTX的來源，主要有外因說和內(nèi)因說兩種觀點。

3.1 外因說 TTX最先由田原良純在河鲀卵巢內(nèi)發(fā)現(xiàn)，后來在世界各地的分類動物群中都有發(fā)現(xiàn)，如甲藻孢囊、鈣性藻類、織紋螺、蠑螈、蝦虎魚、青蛙和雙殼貝類等，在海洋和淡水環(huán)境的沉積物中也發(fā)現(xiàn)了TTX[10]，提示TTX的產(chǎn)生者并不是河鲀本身。Matsui等提出TTX來源于微生物，但是缺乏試驗證據(jù)，后來研究人員從不同物種中分離得到產(chǎn)TTX的微生物類群：弧菌屬的溶藻弧菌 （Vibrio alginolyticus）和鰻弧菌 （Vibrio anguillarum），假單胞菌屬（Pseudomonas），交替單胞菌（Alteromonas），芽孢桿菌屬（Bacillus），鏈霉菌屬（Streptomyces）等。Noguchi Tamao等研究表明，河鲀體內(nèi)的TTX來源于一種共生細菌，這種細菌寄生在河鲀的腸道內(nèi)，可能是河鲀最初通過食物網(wǎng)獲得了產(chǎn)生TTX的細菌，然后這些細菌繼續(xù)留在魚體內(nèi)[11]。

3.2 內(nèi)因說 產(chǎn)TTX的菌株遠低于野生河鲀體內(nèi)產(chǎn)生的毒素量，這無法解釋宿主體中存在的毒素水平。研究者們發(fā)現(xiàn)陸生生物（如蠑螈、蟾蜍和青蛙）的TTX是內(nèi)源性來源[12]，一種亮黃色青蛙皮膚的TTX含量最高，而隱色蛙無毒，明亮顏色的青蛙可躲避天敵保護自己，這一事實表明有毒的青蛙是自然合成這種毒素的，雖然還沒有研究證實這一理論。同樣把蠑螈進行圈養(yǎng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)飼喂不含TTX的飼料，它們皮膚中的TTX還會再生。Kendo Matsumura進行星點東方鲀成熟的卵細胞人工受精及培育試驗，結(jié)果表明TTX是胚胎的產(chǎn)物，但是在生存環(huán)境中的TTX（ng量級）不能被胚胎吸收，因此，更加堅信河鲀是來源于內(nèi)源性[13]。

從目前的研究來看，體外培養(yǎng)的菌株產(chǎn)毒素量少，有可能是體外培養(yǎng)的環(huán)境中剛好缺乏或完全缺乏從宿主中獲得的誘導(dǎo)物；也可能是一種不可培養(yǎng)的細菌導(dǎo)致了這些生物體內(nèi)TTX的產(chǎn)生。結(jié)合現(xiàn)有信息，認為有可能是某些產(chǎn)毒菌通過食物鏈進入河鲀體內(nèi)，在河鲀體內(nèi)蓄積，在進化過程中，產(chǎn)毒菌與河鲀建立共生關(guān)系，在這種共生關(guān)系中，產(chǎn)毒菌失去了獨立合成毒素的某些能力，而河鲀體內(nèi)建立起這部分的合成能力，所以，產(chǎn)毒物質(zhì)與河鲀各自獨立時，都只能完成毒素合成的一部分，不能獲得最終的產(chǎn)物-TTX，僅兩者共存時才能合成河豚毒素。但是河鲀體內(nèi)TTX來源于本身、體內(nèi)的細菌還是從食物或環(huán)境中獲得等一系列疑問，還需要繼續(xù)探究。

4 展 望

目前國內(nèi)市場只有養(yǎng)殖紅鰭東方鲀和暗紋東方鲀可以有條件“合法化”食用，而處于“禁令”狀態(tài)的雙斑東方鲀和橘黃東方鲀也具有很高的經(jīng)濟價值和廣闊的市場前景，希望通過加強對雙斑東方鲀和橘黃東方鲀TTX相關(guān)的基礎(chǔ)研究，推動福建河鲀養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展和合法化，進一步促進國內(nèi)外河鲀產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。TTX在醫(yī)學(xué)方面發(fā)揮著重要的作用，但是產(chǎn)品供應(yīng)相對短缺，無法滿足醫(yī)學(xué)市場的需求。如果我們能知道TTX的來源、代謝合成途徑、產(chǎn)毒微生物與海洋生物的關(guān)系以及在生物體內(nèi)的功能等，不僅可以大大降低生產(chǎn)TTX的成本、滿足醫(yī)學(xué)應(yīng)用方面的需求，還對有條件開放國內(nèi)外河鲀市場具有經(jīng)濟社會和環(huán)境多方面的意義。隨著科學(xué)技術(shù)的進步，相信不久的將來，這些困惑已久的難題將會相繼被解決。