セ ミ ナ ー 室
動物毒
の 化 学 と 生 物-5
蛇 毒 と そ の 周 辺
鎮 西
弘
横 浜 ぴお シテ ィ東洋 診療 所
蛇 は 世 間 一 般 に は “蛇 蝸 の 如 く ” と い っ た 表 現 に も 登 場 す る よ う に,無 毒 の 蛇 ま で も 忌 み 嫌 わ れ て い る.蛇 類 は 白 亜 紀 の 終 り頃 に,先 祖 の ト カ ゲ 類 か ら 分 化 した 爬 虫 類 の グ ル ー プ で,初 期 の 蛇 は 無 毒 蛇 で あ っ た こ とが 明 ら か に な っ て い る.最 古 の 毒 蛇 の 化 石 は 中 新 世 時 代 の も の で あ る. 蛇 の 分 類 学 的 位 置 と して は,Reptilia(爬 虫 綱),Squa-mate(ト カ ゲ 目),Ophidia(ヘ ビ 亜 目)で あ り,こ れ に 属 す る も の は,現 在 世 界 で 約2,700種 お り,こ の うち 約 400種 が 有 毒 で あ る.人 間 に 危 害 を 加 え た り,蛇 毒 の 研 究 の テ ー マ に な る 主 要 な 種 類 は 次 の5科 に な る. ウ ミ ヘ ビ 科 Hydrophiidae コ ブ ラ 科 Elapidae クサ リヘ ビ 科 Viperidae マ ム シ 科 Crotalidae ヘ ビ 科 Colubridae (た だ し ヘ ビ科 に は 無 毒 蛇 も 含 ま れ て い る) 表1 奄 美諸 島 に お け るハ ブ 咬 傷 患 者 数 昭 和50年 ∼59年 の10年 間 で の 咬 傷 者総 数=1,909人,死 亡 者=6人,筋 壊 死 の 認 め られ た症 例=214,後 遺 症 の認 め られ た 症 例=107.た だ し,ハ ブ棲 息 地 に居 住 して い る人 口 約10万 人. 我 が 国 で 毒 蛇 に よ る 咬 傷 で 死 亡 例 を 出 し て い る の は, ウ ミヘ ビ 科 で は マ ダ ラ ウ ミヘ ビ(Hydrophis cyanocinc-tus;大 分 以 前 の 例 で,手 で つ か ん で 咬 ま れ た も の.文 献 記 録 な し),ト ゲ ウ ミ ヘ ビ(Lapemis hardwickii;西 イ リ ア ン 沖 で ト ロ ー ル 漁 法 に よ る エ ビ と りの 漁 船 上 で の 咬 傷 例)で,マ ム シ 科 で は,マ ム シ(Agkistrodon halys blomhoffii),ハ ブ(Trimeresurus flavoviridis),サキ シ マ ハ ブ(Trimeresurus elegans;た だ し,こ の 場 合 は 例 外 的 要 因 が 濃 い),ヘ ビ科 で は,ヤ マ カ ガ シ(Rhab-dophis tigrinus tigrinus)な ど で あ る.咬 症 上 問 題 と な
る の は,量 的 に は ま ず マ ム シ で あ り,質 的(当 を 得 て な い 表 現 だ が)に は ハ ブ で あ る.先 年,マ ム シ 咬 傷 に よ る 死 亡 者 数 を 厚 生 省 の 関 係 部 門 で 調 べ た 結 果,年 間10人 く ら い い る こ とが わ か り,逆 算 す る と10,000人 前 後 の 人 達 が 咬 ま れ て い る と推 定 さ れ た.し か し,最 近 は 数 年 前 に 高 知 県 に お け る 調 査 が 松 崎 ら に よ り行 な わ れ た く ら い で,全 国 的 規 模 の 調 査 は な い よ う で あ る.ハ ブ 咬 傷 に 関 す る 調 査 は 沢 井,川 村 ら に よ り30年 以 上 も 続 け ら れ
表2
沖縄諸島におけ る咬傷患者数
図1 S字 状 で 攻 撃 姿 勢 の ハ ブ た また ま 路 上 な の で我 々 に もわ か るが,草 む らや 時 に 樹 上 で は, ま った く気 づ か ず に襲 わ れ る. て お り,筆 者 も 研 究 所 勤 務 時 に は 調 査 員 の 一 人 で あ っ た.奄 美 諸 島 にお け るハ ブに よる 咬 傷 の最 近 の状 況(表 1) と沖 縄 諸 島 に お け る資料(表2)を 示 す. ハ ブ に咬 まれ る と,咬 傷部位 に灼熱痛,出 血,腫 脹, さ らに 筋 壊 死 が み られ,ひ ど い場 合 は,治 療 上 四 肢 の切 断 の症 例 もあ り,重 篤 な場 合 には 致 命 的 とな る.一 概 に 毒 蛇 に 咬 まれ る とい っ て も,ハ ブ の場 合 は,体 をS字 状 に して,そ のバ ネ の よ うな 力 で攻 撃 相手 に 跳 び か か り (図1),そ の際,長 い毒 牙(攻 撃 時 以外 で は,た たみ 込 まれ て い る可 動 性 の牙 で,マ ム シ も同様 で あ るが,コ ブ ラ類 や ウ ミヘ ビ類 の 毒 牙 は 固 定 して い る)が 伸 ば され た 形 とな り,相 手 を突 き刺 す.実 際 に咬 まれ た 患 者 の話 で は,棒 で打 た れ た感 じが した 後 に,焼 火 箸 を突込 まれ た よ うな 熱 い痛 み が ひ ど くな っ て く る との こ とで あ った. 咬 傷患 者 数 は徐 々 に減 少 す る傾 向 にあ り,こ れ は 農業 人 口の 減 少 と田畑 や 家 屋 周 辺 の環 境 整 備 に よ って,人 間 とハ ブ との接 点 域 が 減 少 した こ とが 大 い に 影 響 して い る が,咬 傷 率 の点 では,奄 美 諸 島 は 依 然 と して 高 い状 態 で あ る.死 亡 者 数 の減 少 ば,治 療 の進 歩 も さ る こ と な が ら,最 近 の道 路 整 備 や 交 通 機 関 の発 達 に伴 い,受 傷 か ら 受 療 ま で に要 す る時 間 が 大 幅 に 短縮 され た 点 も大 い に関 係が あ る もの と考 え られ るが,筋 壊 死 に基 づ く後 遺 症 が 後 を絶 た な い の は残 念 で あ る.こ れ に関 して は 後 述 す る. 蛇 毒 毒 蛇 の毒 腺 は,耳 下 腺 あ るい は 顎 下 腺が 分 化 した も の とされ,そ の腺 細 胞 か ら分泌 され る液 が 蛇 毒 であ り,産 生 量 は 毒 蛇 の 種 類 に よ り差 違 が あ る の は もち ろん,同 一 種 で あ って も,そ の大 き さ,年 齢,摂 食 前 後 は 当 然 と し て も,季 節 な どの 因子 に も左 右 され る.一 方,相 手 を攻 撃 す る場 合 に注 入 され る毒 量 の 多 少 に よ って も,咬 症 に 大 きな違 い を起 こす こ と にな る.毒 蛇 は 一 回 の攻 撃 で, 貯 留 され て い る毒 液 す べ てを 出 し切 るの で は な く,た と え ば ハ ブ の牙 咬 実 験 で は,3回 連 続牙 咬 の最 多 の総 注 入 毒 量 が164.3mgで,こ れ は毒 腺 を圧 迫 す る方 法 で集 め られ た 平 均 採 毒 量360mgの46%に 当 る.つ ま り,3 回 連 続 牙 咬 の 後 で もな お相 当量 の毒 が 貯 留 され て い る こ とに な り(外 間,1978),実 際 の ハ ブ咬 症 で同 一 の ハ ブに 数人 が 次 々 に 咬 まれ,死 亡 を含 む 重 症 例 が あ った 事実 を 説 明 で き る. とこ ろで,蛇 毒 の 機能 と して は,ま ず 餌 とす る動 物 を 動 け な く した り殺 して しま うこ とで あ り,次 に 呑み 込 ん だ 餌 の 消化 を 促進 す る こ と,3番 目は 他 の動 物 か らの 防 御 で あ る.防 御 の典 型 的 な例 と して,Spitting Cobraの 場 合 は攻 撃 して くる相 手 の眼 に 向か っ て毒 を 吹 きつ け, 短 時 間 の 目つ ぶ し効 果 を 発 揮 す る. 生 物 毒 の うち,生 化 学 的 お よび 薬 理 学 的 な複 雑 さ の 点 で,蛇 毒 に匹 敵 す る もの は な い とい われ ,こ の方 面 の関 連 研 究 者 か ら興 味 を もた れ,研 究 が な され て き た.最 近 は これ らの 研 究 を基 に,蛇 毒 あ る い は蛇 毒 か ら分 離 精 製 され た 生 物 活 性 成分 を 毒 と して で な く別 の 分野 の 作 用機 序 の 解 析 の 武 器 と して用 い る よ うに な っ て き て い る. 蛇 毒 中 の 酵 素 蛇 毒 に は,本 来 の毒 成 分 の 他 に 種 々の酵 素が 含 まれ て お り,見 方 に よ っ ては 酵 素 の 豊 庫 と さえ い え る ほ どで あ る.蛇 毒 中 の酵 素 の 活 性 は,毒 全 体 と して の病 態 生 理 作 用 を考 慮 す る際 に無 視 す る こ とが で きな い(Meldrum). これ らの 酵 素 が,次 に述 べ る よ うな方 法 で作 用 して い る こ とが 認 め られ て い る. a) プ ロテ イ ナ ー ビ,ホ ス ホ リパ ー ゼ,ア ル ギ ニ ンエ ステ ル 水 解酵 素 や ヒア ル ロニ ダ ーゼ な どに よ る局 所 的 な 毛 細血 管 の損 傷 と組 織 壊 死 作 用(Slotta, Kaisar,鈴 木 と 岩 永) b) 種 々の プ ロテイ ナ ーゼ や ホ スホ リパ ー ビA2に よ る多 彩 な血 液 凝 固 お よび 凝 固 阻 止作 用(Meaume) c) キ ニ ン遊 離 酵 素 に よる血 管 作 動 性 ペ プ チ ドの遊 離 に 基 づ く急 激 な血 圧 降 下 と疼 痛 惹 起(鈴 木 と岩 永)
表3
毒蛇 の種類別 の酵素 類の分布
蛇 毒 中 の 毒 素 成 分 と考 え られ る上 記 以外 の酵 素 類 と し ては,5′-ヌ ク レオ チ ダ ーゼ,ホ ス ホ ジエ ステ ラー ゼ,コ リンエ ステ ラ ーゼ,L-ア ミノ酸 オ キ シ ダー ゼ な ど数 多 く 挙 げ られ る.し か しな が ら,多 数 の 蛇毒 か ら種 々 の方 法 で 分 画 され,分 離 ・精 製 され た 多 くの酵 素 が もつ 活 性 が, 毒 蛇 咬 傷 患 者 に み られ る急 性 毒性 と必 ず しも対 応 しては い な い こ とが,多 数 の研 究 で示 され て い る. 表3に 蛇 毒 中 の酵 素 類 の毒 蛇 の種 類 別 に よ る分 布 を示 す. 1) ホ ス ホ リパ ー ゼA2 ホ スホ リパ ーゼA2は,動 物 組 織(膵 臓,小 腸,肝 臓 や脳 な ど)に 分 布 し,蛇 を は じめ,ハ チや サ ソ リの毒 に も広 く分 布 して い るが,中 で も最 も 豊富 に含 まれ て い る の は,ク サ リヘ ビ科,マ ム シ科,コ ブ ラ科 や ウ ミヘ ビ科 の毒 で あ り,ま たDispholidus typus (Boomslang)や Cat-eyed Snakeの よ うなヘ ビ科 の毒 中 に も見 い だ され る こ とか ら,す べ て の種 類 の毒 蛇 に分 布 してい る とい え る.前 述 の よ うに,特 に蛇 毒 に含 有 量 が 高 い こ とに よ り, 以 前 は 蛇 毒 の致 死 因子 そ の も の と考 え られ て い た.本 酵 素 は,グ リセ ロ リン脂 質 の β位 の エ ス テル 結 合 を 特 異 的 に 水 解 す る作用 を もち,こ の特 異 的 な部 位 へ の作 用 を, リン脂質 や ト リグ リセ リ ドの構 造 解 析 の手 段 と した り, 脂 質 と タ ンパ ク質 間 の 問題 点,特 に生 体 膜 と リポ タ ンパ ク質 の構 造 と機 能 を統 合 化 す る 点 に関 して の研 究 には 重 要 な 酵 素 で あ る. 本酵 素 の 高 い 活 性 を もつ 蛇 毒 と して は,コ ブ ラ科 で は,Bungarus caeruleus, Micrurus f. fulrius (Eastern Coral Snake, Naja melaleuca (Forest Cobra), Naja naja naja (Indian Cobra), Viperidaeで は,Vipera russe-llii formosensis, V. russellii,マ ム シ 科 で は,Agkistro-don bilineatus, A. mobesen, A. p. pisoivorus , Crota-lus admanteus, C. scutulatus (Mojavo Rattlesnake), Sistrurus m. harbouri,ハ ブ な ど が 挙 げ ら れ
る(Kocho-atyら,1971). 蛇 毒 中 の 本 酵 素 はCa2+を 必 要 不 可 欠 と し,非 常 な 耐 熱 性 を 持 ち,多 く のS-S結 合 に よ り担 わ さ れ た 三 次 構 造 に お け る 高 度 な 仕 掛 け を 含 む 多 様 な 興 味 あ る 酵 素 学 的 な 性 質 を も っ て い る.ま た,本 酵 素 は 蛇 毒 の も つ 溶 血 活 性 と関 連 が あ る と 長 い 間 考 え ら れ て い た も の で,多 く の 研 究 者 の い う間 接 溶 血 因 子 で あ り,in vitroで の こ の 活 性 は,他 の 因 子 と の 相 互 作 用 を 必 要 と す る. 一 方
,Vipera xanthine palestina (Palestina Viper) 毒 か ら の 本 酵 素 が,致 死 量 以 下 で 赤 血 球 を 球 状 化 し,咬 傷 の 臨 床 例 で 観 察 さ れ る と の 報 告 が あ る.他 方,赤 血 球 に は ほ と ん ど親 和 性 の な い ウ ミヘ ビ科 のEnhydrina schistosa (Beeked Sea Snake)毒 か ら の 本 酵 素 が 筋 細 胞
の リ ン 脂 質 膜 に 作 用 す る の で,こ の 蛇 毒 の 筋 融 解 性 を 説 明 で き る こ と を 示 唆 し て お り,マ ム シ 科 に 属 す る ハ ブ毒 に よ る 局 所 の 出 血,腫 脹,筋 融 解 は こ の 酵 素 が 関 与 し て い る と され て い る.筋 融 解 に 関 して は,後 述 の 通 り 筆 者 の 実 験 か ら も,そ の 可 能 性 が 大 き い と考 え ら れ る.神 経 毒 作 用 を も つ 蛇 毒 に お け る 本 酵 素 の 役 割 に つ い て は, 非 常 に 純 度 の 高 い こ の 酵 素 標 品 が 神 経 毒 作 用 を ま っ た く も っ て い な い 点 か ら,こ れ ら は 神 経 毒 性 蛇 毒 が,攻 撃 相 手 の 生 体 内 の 神 経 組 織 を 侵 す の を 容 易 に し て い る も の と 考 え られ て い る.マ ム シ 科,コ ブ ラ 科 や ウ ミヘ ビ科 毒 か ら分 離 さ れ た ボ ス ホ リパ ー ゼA2の 分 子 量 は11,000∼ 31,000で,ダ イ マ ー の 形 で の 存 在 も考 え られ て い る. 各 種 の 蛇 毒 か ら 分 離 さ れ た 本 酵 素 の ア ミ ノ 酸 構 成 を 比 較 検 討 す る と,108∼140の ア ミ ノ酸 残 基 が あ り,一 般 の 酵 素 タ ン パ ク に 比 べ て 半 シ ス チ ン の 含 量 が 著 し く 高 く,ま た ア ス パ ラ ギ ン,グ リ シ ン,チ ロ シ ン や リジ ン残 基 の 含 量 の 高 い こ と も こ の 酵 素 の 特 徴 で あ り,半 シ ス チ ン 残 基 が12∼14個 あ り,し た が っ て,こ れ ら のcross-linkageが き わ め て 類 似 し て い る も の と考 え ら れ る.旋 光 分 散(ORD)法 に よ れ ば,マ ム シ 毒 か ら の 本 酵 素(モ ノ マ ー)の α-ヘ リ ッ ク ス 含 量 は32∼37%, Crotalus
adamanteus毒 か ら の ダ イ マ ー で は 約70%,Vipera ammodytes毒 か ら の は24%と さ れ て い る. 2) ホ ス ホ ジ エ ス テ ラ ー ゼ ボ ス ホ ジ エ ス テ ラ ー ゼ は 蛇 毒 に 含 ま れ て い る4種 の ホ ス フ ァ タ ー ゼ の 中 で 最 も よ く知 られ て い る 酵 素 の1つ で, オ リ ゴ ヌ ク レ オ チ ドや ポ リ ヌ ク レ オ チ ドの 研 究 に 用 い ら れ て き た.こ の 酵 素 は,ハ ブ と マ ム シ の 毒 に ジ フ ェ ニ ル ホ ス フ ァ タ ー ゼ を 基 質 と し て,最 初 に 見 い だ さ れ た も の で,初 め は マ ム シ 科,ク サ リヘ ビ科 や コ ブ ラ 科 の 毒 に 酵 素 活 性 が 認 め ら れ て い た が,そ の 後 の 研 究 で ウ ミヘ ビ 科 や ヘ ビ科 の 毒 に も,こ の 活 性 が 見 い だ さ れ た こ とか ら, す べ て の 種 類 の 蛇 毒 に 含 ま れ て い る こ とが 明 らか に な っ た.コ ブ ラ科 に 属 す るBungarus(ア マ ガ サ)の 類 の 毒 に は,こ の 活 性 が ほ と ん ど な い と さ れ て い る.Kocho-latyら(1971)の 報 告 で は,活 性 の 強 い も の に,マ ム シ 科 で は,Crotalus adamanteus (Eastern Diamondback Rattlesnake), Agkistrodon bilineatus (Cantil), C. duri-ssus terrificus, C. viridus viridus (Prairie Rattle-snake), C. d. durissus, Bothrops atrox asper,ハ
ブ,A. p. piscivorus, C. viridus helleri, A. rhodostoma (Malayan Pit Viper),ク サ リヘ ビ科 で は,Vipera rus-sellii formosensis, V. russelli,コ ブ ラ 科 で は,Ophio-phagus hannah (King Cobra),Naja naja Kaouthia (Monocellate Cobra)な ど が 挙 げ ら れ る が,Bungarus に 属 し て い るB. caeruleus, B. fasciatus (Banded Krait) やB. multicinctus (Many-banded Krait)な ど に は,活 性 が ま っ た く見 い だ さ れ て い な い. 3) 5′-ヌ ク レ オ チ ダ ー ゼ 特 異 的 ホ ス ホ モ ノ エ ス テ ラ ー ゼ で あ る こ の 酵 素 も す べ て の 種 類 の 毒 蛇 に 見 い だ さ れ て い る が,Gulland and Jackson (1938)に よ り初 め て 見 い だ さ れ,天 然 の5′-DNAと5′-RNAの ほ と ん ど す べ て を 特 異 的 に 水 解 す る.本 酵 素 活 性 は 粗 毒(0.2∼0.5%w/w)の 透 析 に よ り 2∼3倍 上 昇 す る が,こ れ は 粗 毒 に 多 く 含 ま れ て い る Zn2+が,活 性 を 阻 害 して い る も の と考 え られ て い る(鈴 木 と岩 永,1958).こ の 酵 素 は,蛇 毒 に 含 ま れ て い る ホ ス ホ ジ エ ス テ ラ ー ゼ に 比 べ,熱 や 酸 に 対 し て 比 較 的 不 安 定 で あ る.Naja naja atra (Chinese Cobra)毒 か ら分 離
され た(Chen and Lo, 1968)も の は 分 子 量100,000で
あ り,マ ム シ(鈴 木 と岩永,1960)やBothrops atrox (sulkowskiら,1963)毒 の本酵 素 活 性 の あ る画 分 が, Sephadex G-100に よ る分 画 ではvoid volumeに あ る の で,こ の分 子 量 は 妥 当 と考 え られ て い る.本 酵 素 は 糖 タ ンパ ク質 か らな って い る とされ,蛇 毒 中 で の含 有 量 は ぎわ め て少 量 で あ り,た とえ ばBothrops αtrox (Barba Amarllla)毒 か らで は,30gの 乾 燥 粗 毒 か ら1mgの 収 量 とされ て い る. 4) ヒア ル ロニ ダー ゼ ビア ル ロニ ダ ー ゼ もす べ ての 種 類 の 蛇 毒 に 含 まれ て お り,動 物 の結 合 組 織 の あ る種 の ム コ多糖 体 の グ リコ シ ド 結 合 の 開裂 を触 媒 す る酵 素 で,哺 乳 動 物 の睾 丸 ヒル の 頭部,多 種 の侵 入 性 のあ る細 菌 類,ハ チ,サ ソ リ,ク モ や 有(刺)毒 魚類 な ど の毒 に応 範 囲 に 分 布 して い る.初 め Crotalus adamanteus(ガ ラガ ラヘ ビの一 種)やNaja nigricollis(コ ブ ラ の一 種)の 毒 に,動 物 組 織 へ 色 素 を拡 散 促 進 す る因 子 と して見 い だ さ れ(Duran-Reynols, 1936), “spreading factor” と呼 ばれ,そ の後 に 睾丸 の ビ アル ロ ニ ダー ゼ と同 じ作 用 を持 つ こ とが わ か った.蛇 毒酵 素 の 中 で は比 較 的 不 安 定 な もの で あ る.コ ブ ラ科 や ウ ミヘ ビ科 の蛇 毒 よ りも クサ リヘ ビ科,マ ム シ科 の もの に 比 較 的 高濃 度 に 含 まれ て い る.本 酵 素 自体 に は 致 死 活 性 は な く,ま た毒 本 体 で もな いが,組 織 中 に 毒 成 分 の拡 散 す るの を容 易 に し,た とえば 蛇 毒 の出 血 因 子 の作 用 を 著 明 に 増大 す る こ とか ら,合 目的 的 な も の と み な さ れ る. 5) L-ア ミノ酸 オ キ シダ ー ゼ きわ め て 多 くの蛇 毒 に 含 まれ るが,ウ ミヘ ビ科 の 毒 に は,こ の酵 素 の活 性 は見 いだ され てい な い.ク サ リヘ ビ 科 や マ ム シ科 毒 の本 酵 素 活 性 は 強 い も のが 多 く,コ ブ ラ 科 の もの は相 対 的 に低 い.L-ロ イ シ ンを 基 質 と した場 合, 蛇 毒 か らの も の の タ ー ンオ ーバ ー数2,000∼3,000に 対 して 哺 乳動 物 一 般 のそ れ は 約6と の 報 告 が あ る.こ の よ うな こ とか ら,ア ミノ酸 の光 学 異 性 体 の 同 定,L-ア ミノ 酸 か らの α-ケ ト酸,3, 5-ヨ ー ドチ ロ シ ンか らの チ ロキ シ ンの産 生 な ど の生 化 学 的 研 究 に用 い られ て い る.L-ロ イ シ ンの酸 化 の高 い(Qo2=O2吸 収 μ1/hr/mg/粗 毒)蛇 毒 に は,コ ブ ラ科 で は,Najabungarus, N. haje (Egyp-tian Cobra), Bungarus caeruleus (Common Indian
Krait),ク サ リ ヘ ビ 科 で は,Vipera aspis Hugyi
(Hugy's Viper), V. lebetina (Lebante Viper), V. rus-selli (Russell's Viper), V. latasti (Snub-nosed Viper) , V. aspis, Bitis arietans (Puff Adder), B . gabonica (Gavoon Viper), V. ammodytes (Armenian Sand Vi-per),マ ム シ科 で は,Bothrop atrox (Barba Amari-lla), B. jararaca (Jararaca), B. neuwiedo (Jararaca Pintada), B, jararacussu (Jararacussu), B. cotiara, Agkistrodon piscivorus (Cottonmouth), Crotalus viri-dis, C. V. oregons (Pacific Rattlesnake)な どが 挙 げ ら れ る.こ の 酵 素 は,補 欠 分 子 団 と し て フ ラ ビ ン ア デ ニ ン ジ ヌ ク レオ チ ド(FAD)を 含 ん で い る の で,蛇 毒 で 黄 色 を 帯 び て い る も の に は 含 量 が 高 い と さ れ,マ ム シ 科 の 毒 に は,全 タ ン パ ク質 の 約4%(w/w)を 占 め る の も あ る が, マ ム シ 科(ほ と ん ど の 毒 が 黄 色)に 属 し て い な が ら,例 外 的 に 白 色 を 呈 す る 蛇 毒 を も つBothrops itapetiningae で はQo2=0と な っ て い る(Zeller, 1948よ り 一 部 引 用). 6) ア ル ギ ニ ン エ ス テ ル 水 解 酵 素
本 酵 素 の 蛇 毒 中 で の 存 在 は,Deutsch and Diniz (1955) に ょ りBAEE (benzoyl-L-argininethylester)を 基 質 と して 初 め て 見 い だ さ れ た も の で,マ ム シ科 や ク サ リ ヘ ビ 科 の 毒 に こ の 酵 素 活 性 が 認 め ら れ て い る が,コフ ラ科 や
ウ ミヘ ビ 科 の 毒 に は,こ の 活 性 が 見 い だ さ れ ず,例 外 的 に コ ブ ラ科 に 属 す るOphiophagus hannah (King Cobra) に 弱 い 活 性 が 認 め ら れ て い る.Bothrops jararaca毒 に 認 め ら れ る ブ ラ デ ィ キ ニ ン遊 離 酵 素 と血 液 凝 固 活 性 に 本 酵 素 が 関 与 して い る が,カ ゼ イ ン溶 解 活 性 に は 関 与 して い な い こ と がHamberg and Rocha e Silvaに よ り報 告 寒 れ た(1957). マ ム シ毒 に は,ク ロ マ トに よ り分 離 で き る 少 な く と も 3種 の 本 酵 素 類 が 含 ま れ,こ れ ら の い くつ か は キ ニ ノ ゲ ナ ー ゼ と ト ロ ン ビ ン様 酵 素 に 関 与 し て い る.Vipera rus-sellii毒 か ら の 第X因 子 活 性 化 酵 素,マ ム シ 毒 か ら の 毛 細 血 管 透 過 性 充 進 因 子 お よ び 血 液 凝 固 酵 素,B. jararaca 毒 か ら の ト ロ ン ビ ン様 酵 素 な ど が 精 製 さ れ,い ず れ も分 子 量 約30,000の 耐 熱 性 酵 素 で あ る.こ の 酵 素 類 の 著 し い 特 徴 の1つ は,あ る 種 の 基 質 に の み 作 用 し,し か も あ る特 定 の ペ プ チ ド結 合 を 限 定 分 解 す る こ と で あ る.ま た, こ の 種 の 酵 素 の 多 く の も の が,著 し い 生 理 活 性 を も っ て い る こ とは 消 化 プ ロテ イナ ーゼ に は見 られ な い特 徴 で も あ る.本 酵 素 は 哺 乳動 物 の血 液 中 や 腺 組 織 で 見 い だ され て お り,た とえ ば トロ ン ビ ン,第X因 子,第 調 子 や キ ニ ノ ゲナ ー ゼ な ど で あ るが,蛇 毒 中 の この酵 素 は,毒 本 体 の作 用 を相 乗 的 に発 揮 させ る もの と考 え られ て い る. 7) ア セチ ル コ リンエ ス テ ラ ー ゼ ア セ チル コ リンエ ス テ ラー ゼ は,Iyengerら に よ りコ ブ ラ毒 に 最初 に 見 い だ され た(1938)も の で,ク サ リヘ ビ科 や マ ム シ科 の毒 に は見 いだ され ず,コ ブ ラ科 や ウ ミ ヘ ビ科 の 毒 に分 布 して い る.本 酵 素 は 神 経伝 達 に 関 与 し て い るの で,一 時 コブ ラ科 の もつ 神 経 毒 の 作 用 と対 応 し て い る もの と考 え られ た こ と が あ った が,Naja naja atra (Yangら,1960), Bungarus mulficinctus (Chang and Lee, 1963)の 毒 中 の本 酵 素 活 性 が,電 気 泳動 法 に
よっ て蛇 毒 の毒 性 か ら分離 され た の で,本 酵 素 と神 経 毒 性 との間 に相 関 のな い こ とが 明確 に な っ て い る.こ の酵 素 活 性 の高 い毒 蛇 に は,コ ブ ラ科 で は,Naja melano-lema, Bungarus caeruleus, B. fasciatus, Naja naja,
Denisonia superba (Australlan Copperhead), Acan-thophis antarticus (Death Adder)な どが 挙 げ られ る. クサ リヘ ビ科 で は5種,マ ム シ科 では7種 が 調 べ られ て い る.た とえ ば後 者 のCrotalus adamanteus, Bothrops jararaca,マ ム シ,ハ ブな どす べ てQche(=CO2μl/hr/ mg粗 毒)=0と な っ て い る(Zeller, 1948). 蛇 毒 中 の酵 素 は,表3の よ うに 多 数 の もの が あ る.参 考 文 献 の2)や 酵 素 学 の専 門 書 も参 照 さ れ た い. 蛇 毒 中 の 毒 成 分 毒 蛇,特 に コブ ラ科 や ウ ミヘ ビ科 の 蛇 に よ る咬症(幸 い に して我 が 国 で は実 害 は ほ とん どな い)患 者 に み られ る臨床 症 状 や,こ れ ら の毒 を用 い た動 物 実 験 で認 め られ る症 状 な どか ら,神 経 系 に関 与 す る症 状 を,上 記 の蛇 毒 が 発現 させ る こ とは,か な り以 前 か ら知 られ て いた.特 徴 的 な症 状 は,呼 吸 不 全 を も た ら す 随 意 筋 の麻 痺 で あ る.一 方,ク サ リヘ ビ科 や マ ム シ科 の毒 蛇 に よ る咬 症 例 で は,心 血 管 系,血 液 凝 固 系 の 異常 や 出血 な ど に よ る症 状 が 主 であ るが,致 命 的 な場 合 が あ り,こ れ ら の何 種 類 か の蛇 に よ る咬 症 で は,前2者 に よる と 同 じよ うな 臨 床 経 過 が 加 わ っ ての 死 亡 例 も あ る.蛇 毒 を前2者 の も のを 神 経 毒(neurotoxic),後2者 の も の を 血 液
毒(hemo-toxic)と して,2種 に大 別 して いた 時期 もあ った が,そ の後 の研 究 で,広 義 の両 者 混 在 の毒 のあ る こ とが 明 らか に な っ て い る. 毒 蛇 咬傷 に よ る致 死 は,蛇 毒 に含 まれ る 種 々の 神経 毒,カ ル ジ ナ トキ シ ン,血 液 凝 固 因子 や そ の他 の 生 体組 織 へ の作 用 物 質 の 単 独 あ る い は共 働 作 用 に よ って 惹起 さ れ る.本 来 の蛇 毒 の主 要 な機能 は,餌 と して の動 物 を と ら え,そ れ を 消 化 す る こ とに あ り,咬 ん で と らえ た 餌 の 確 保(逃 げ 出 さな い よ う)の た め,注 入 さ れ た 毒 成 分 が,神 経 や 筋 の機 能,心 臓 の機能,血 液循 環 や 生体 膜 透 過 性 な どへ作 用 を発 揮 し,同 時 に酵 素類 が組 織 の消 化 を 始 め る こ とに な る.し た が って,蛇 毒 は複 雑 な混 合 物 と い え る も の で,構 成 物 質 の 多 くは タ ンパ ク質 で あ るが, ペ プチ ド,ヌ クレオチ ドや金属 イオ ンな どの低分子物質 を も 含 ん で い る. コブ ラ科,ウ ミヘ ビ科 の毒 に 含 まれ る神 経 毒 は,蛇 毒 構 成 成 分 と して は 最 も毒 性 が 強 い も の で,そ の 作用 部 位 の点 か ら,神 経 ・筋 接 合 部 の後 シ ナ プ ス的(postsynap-tic)に 作 用 す る も の と前 シス プ ス的(presynapス的(postsynap-tic)に 作 用 す る もの の2つ に分 類 され て い る. 混 合 物 で あ る蛇毒 か ら,目 的 とす る生理 活性 物 質 の分 離 ・精製 に は,種 々 の沈 殿 剤(硫 安,そ の他)が 用 い ら れ て い た が,精 製 度 の点 で 不 十分 な場 合 も あ った.最 近 は 電気 泳動 法,ゲ ル濾 過,イ オ ン交 換 ク ロマ ト,高 速 液 ク ロや免 疫化 学 的 技 法 を 駆 使 して,分 離 は もち ろん,精 製 度 が 飛 躍 的 に上 が って い る. 1) 後 シナ プ ス性 神 経 毒(postsynaptic nenro-toxins) 蛇 毒 で これ に属 す る 神経 毒 は,ニ コチ ン性 ア セ チ ル コ リ ン レセ プ ター に結 合 し,そ れ に よ って アセ チ ル コ リ ン の脱 分 極 作 用 を 阻害 す る.こ れ ら の毒 は通 常 ク ラー レ様 毒(南 米 ア マ ゾ ンの イ ンデ ィ ア ンに よ って 狩猟 に使 わ れ た 矢 毒 の総 称.筋 弛 緩 作 用 が あ る)と か単 に神 経 毒 と呼 ば れ,コ ブ ラ科 とウ ミヘ ビ科 以 外 の毒 か らは分 離 され て い な い.こ れ らは4な い し5個 の ジス ル フ ィ ドで,cross-1inkingさ れ た ペ プチ ド鎖 で あ り,約60∼70個 の ア ミ ノ酸 残 基 を も っ てい る. これ に属 す る毒 を 少 数 例挙 げ てみ る. α-ブンガ ロ トキ シ ン…… タ イ ワ ン産 のBunharus mul-tlcinctus(コ ブ ラ科 に 属 す.Many-banded Krait.ビ ル
マ,中 国 南 部,海 南 島,タ イ ワ ンに分 布)の 毒 か ら電 気 泳 動 で の4画 分 の3つ に α, β, γ と し(Leeら,1963), そ の中 の α-ブンガ ロ トキ シ ンに神 経 ・筋 接 合 部 に 後 シ
ス プ ス的 に作 用 す るの を初 め て見 いだ した.ア ミノ酸 残 基74で,LD50(マ ウ ス腹 腔 内)=0.15μg/gで あ った.
コブ ロ トキ シ ン… … タ イ ワ ン産 のNaja naja atra (コ ブ ラ科 に属 す.Chinese Cobra.タ イ,南 中 国 東 部, ベ トナ ム,海 南 島 ダ イ ワ ンに分 布)の 毒 か ら分 離 され, 酵 素 活 性 を 含 ま な い 神経 毒 が 結 晶化 され(Yangら, 1965),致 死活 性 は粗 毒 の6.7倍,15種62個 の ア ミノ 酸 か らな り,ア ラ ニ ン,メ チオ ニ ン,フ ェニ ル ア ラニ ン を 含 まず,分 子 量6,949でN末 端 は ロ イ シ ン,C末 端 は ア スパ ラギ ンで分 子 内 に4個 のS-S結 合 を もつ 単 純 ペ プチ ドで あ る.ア ミノ酸 配 列 はEdman分 解 法 とタ ンパ ク分 解 酵 素 に よ り決 定 され,構 造 解 析 はS-S結 合 を含 め た二 次 構 造,さ らにX線 回折 に よ る立 体 構 造 へ と進 ん で い る.4個 のS-S結 合 を還 元 す れ ば,毒 性,抗 原 性 を 完 全 に失 い,再 酸 化 に よ りSH基 の消 失 に 伴 って,失 活 し た 毒 性 と抗 原 性 が 完全 に 回復 し旋 光 分 散(ORD)曲 線 も 粗 毒 のそ れ と一 致 した こ とが 認 め られ て い る.Tyr-25 は コ ブ ロ トキ シ ンの生 物 活 性 の構 造 を保 つ の に 必要 な こ とが ニ トロ化 に よ り判 明 し,こ れ まで に ア ミノ酸 配 列 の 決 定 され た蛇 毒 の神 経 毒 が す べ て25の 位 置 にTry残 基 を もっ て い る.蛇 毒 の 神経 毒 の生 物 活 性 発 現 に必 要 な グ ル ー プ は2つ の タ イ プ に分 け られ る.上 述 のS-S結 合 とTyr-25の よ うに 活 性 の発 現 に必 須 な構 造 を保 つ の に 必 要 な 構造 的 に 重 要 な群 と,そ れ に機 能 的 に重 要 な 群, す なわ ち 運 動 神 経終 板 の ア セ チ ル コ リン レセ プ ター と直 接 結 合 す る機 能的 グル ー プが 必 要 であ る.コ ブ ロ トキ シ ンの作 用 機 構 は,多 分d-ツ ボ ク ラ リ ン と同 じよ うに, 陽 電 荷 を も った塩 基 性 基 群 が 運 動 神 経 終 板 の アセ チ ル コ リン レセ プタ ー と結 合 して,神 経 ・筋 伝 導 を 遮 断す る と 考 え られ て い る.具 体 的 に は,リ ジ ンお よび ア ル ギ ニ ン 残 基 の選 択 的 化 学 修 飾 に よ っ て,Lys-47の ε-NH2と Arg-33の グア ニ ド基 の陽 イオ ン群 が 運 動 神 経 終 板 の ア セ チ ル コ リ ン レセ プ タ ーの 陰 イ オ ンの部 位 と特 異 的 に結 合 す る こ とに よ る. 以 上 は第14回 日本 熱 帯 医 学 会総 会 で の楊(Yang)博 士 の講 演 と参 考文 献5),8)か ら の一 部 要 約 で あ る. α トキ シ ン… … ア フ リカ産Naja nigricollis(コ ブ ラ 科,Spitting Cobra.西 ア フ リカか ら南 エ ジ プ トにか け
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て の サ バ ン ナ に 分 布)の 毒 か ら ク ラ ー レ作 用 を も つ 神 経 毒 を 単 離(Boquetら,1966).こ れ は ア ミ ノ酸61個 か ら な り,N末 端,C末 端 は コ ブ ロ トキ シ ン と 同 じ く, 各 々 ロ イ シ ン と ア ス パ ラ ギ ン の 塩 基 性 タ ン パ ク質 で, LD100(マ ウ ス 静 注)=0.1μg/gで 呼 吸 麻 痺 に よ る 致 死 作 用 の み を も つ(Karlsson).
エ ラ ブ トキ シ ンa, b… …Laticanda semifasciata(ウ ミヘ ビ 科 に 属 す.エ ラ ブ ウ ミヘ ビ.人 間 へ の 攻 撃 性 は ま っ た く な く,素 手 で 捕 え ら れ て い る.咬 傷 例,死 亡 例 と も に 皆 無)の 毒 か ら 結 晶 状 に 単 離.分 子 量 約7,000,ア ミ ノ酸 残 基 はaが62個,bが61個 で リ ジ ン,ス レオ ニ ン,グ リ シ ン,バ リ ン に1個 ず つ の 差 が あ り,シ ス チ ン 含 量 の 高 い 塩 基 性 タ ン パ ク質 で,こ れ ら が,神 経 ・筋 接 合 部 で 後 シ ナ プ ス 的 に 作 用 し て 筋 麻 痺 を 惹 起 す る こ と を 示 した(田 宮 ら,1966).こ れ ら 神 経 毒 タ ン パ ク質 は, 一 般 に 塩 基 性 基 に 富 ん で お り ,つ ま り高 い 等 電 点 を も っ て い る.後 シ ナ プ ス 性 神 経 毒 が ク ラ ー レ様 毒 と 呼 ば れ て い る が,ク ラ ー レ と は 差 違 が あ る.こ れ ら の 神 経 毒 の 作 用 の 始 ま りは 緩 徐 で あ る が 持 続 性 が あ り,こ れ は ニ コ チ ン 性 コ リ ン 作 動 性 レ セ プ タ ー に 対 して 特 異 的 で あ る が, 一 方 の ク ラ ー レは ム コ 多 糖 や ア セ チ ル コ リ ン エ ス テ ラ ー ゼ の よ うな 他 の タ ン パ ク に も 結 合 す るか ら と さ れ て い る. 現 在 後 シ ナ プ ス 性 神 経 毒 で ア ミ ノ酸 配 列 の 決 定 さ れ た も の は80以 上 あ り,そ の 構 造 か らshort-chain型(ア ミ ノ 酸 残 基:62)の コ ブ ロ ト キ シ ン とlong-chain型 (74)の α-ブ ン ガ ロ トキ シ ン の2型 に 分 類 さ れ る. 2) 前 シ ナ プ ス 性 神 経 毒(presynaptic neurotoxins) β-ブ ン ガ ロ トキ シ ン … …Leeら に よ りB. multicinctus か ら 分 離 さ れ た も の で,前 述 の α-ブ ン ガ ロ トキ シ ン, コ ブ ロ トキ シ ン や エ ラ ブ トキ シ ン と 同 じ よ う に 致 死 活 性 (LD50(マ ウ ス 静 注)=0.089μg/g)が 高 い が,作 用 の 点 で 異 な る.す な わ ち これ は,運 動 神 経 終 板 に 前 シ ナ プ ス 的 に 作 用 す る こ と に よ り,ア セ チ ル コ リ ン の 放 出 を 減 少 ・阻 害 さ せ,呼 吸 麻 痺 に よ り動 物 に 対 し て の 致 死 効 果 を も つ.分 子 量20,500, pI=9.5, S-S結 合 で 連 結 さ れ た2本 の ポ リペ プ チ ド鎖(A鎖:120残 基,B鎖:60残 基)か ら な り,ホ ス ホ リパ ーゼA2活 性 を も ち 後 シ ナ プ ス 性 神 経 毒 とは 大 い に 異 な る が,塩 基 性 タ ンパ ク質 で, シ ス チ ン 含 量 が 高 い と い う共 通 点 も あ る.
ノ ー テ キ シ ン … …Notechis scutatus scutatus(コ ブ ラ
科,Australian Tiger Snake.オ ー ス ト ラ リ ア 南 部 に 分 布)の 毒 か ら の ノ ー テ キ シ ン は 前 シ ナ プ ス 的 に 作 用 し, LD50(マ ウ ス 静 注)は17μg/kgで119の ア ミ ノ酸 残 基 と7個 のS-S結 合 を も ち,分 子 量13,600で 弱 い ホ ス ホ リパ ー ゼA2活 性 を も つ.
タ イ ポ キ シ ン … …Oxyuranus scutellatus scutellatus (コ ブ ラ科 に 属 す.通 称 タ イ パ ン.オ ー ス ト ラ リ ア 北 部 と ニ ュ ー ギ ニ ア 東 南 部 に 分 布)の 毒 は き わ め て 致 死 活 性 が 強 く,LD50(マ ウ ス 静 注)=10μg/kgで,こ れ か ら 分 離(ゲ ル 濾 過 の み で 分 離 精 製 が で き る)さ れ た タ イ ポ キ シ ン はLD50(マ ウ ス 静 注)=2.1μg/kgと い う 強 い 毒 性 を も ち,分 子 量46,800, 3種 の サ ブ ユ ニ ッ ト α, β, γ か ら な り ア ミ ノ酸 残 基 は 各 々119, 120, 135で,S-S結 合 は7, 7, 8, pIは ≧10, ∼7, <2.1でLD50(マ ウ ス 静 注)=300, >2000, >2000で あ る.タ イ ポ キ シ ン は 前 シ ナ プ ス 的 に 作 用 し,本 質 的 に は 酵 素 活 性 を も た な い が,塩 基 性 の 非 常 に 高 い α-サ ブ ユ ニ ッ トに は 弱 い ホ ス ホ リパ ー ゼA2活 性 が み ら れ る(Karlsson). 以 上 の 前 シ ス プ ス 性 神 経 毒 の ホ ス ホ リパ ー ゼA2活 性 に は 他 の こ の 酵 素 と 同 様 にCa2+が 必 要 で,p-bromo-phenacyl bromldeに よ っ て 活 性 中 心 に あ るHis-48が 特 異 的 に 修 飾 さ れ る と失 活 す る 点 や,Sr2+を 用 い た 実 験 結 果 か ら,β-ブ ン ガ ロ トキ シ ン に よ る シ ナ プ ス 伝 達 阻 止 の た め に は,ホ ス ホ リ パ ー ゼA2活 性 が 必 要 で あ る こ と が 示 唆 さ れ て い る.こ の β-ブ ン ガ ロ トキ シ ン(神 経 毒 性 ホ ス ホ リパ ー ゼA2)を 基 質 存 在 下 で エ トキ シ ギ 酸 無 水 物 で 修 飾 す る と非 神 経 毒 性 ホ ス ホ リパ ー ゼA2に 変 わ る 事 実 とKCNOに よ るLys残 基 の 修 飾 に よ っ て,酵 素 活 性 が ほ と ん ど変 わ ら な い に も か か わ ら ず,毒 性 と薬 理 作 用 が 著 し く 低 下 ま た は 消 失 す る 事 実 は,毒 性 お よ び 各 種 薬 理 作 用 の 発 現 と ホ ス ホ リパ ー ゼA2活 性 の 間 に は, 必 ず し も 直 接 関 係 な く,こ の 酵 素 に は 少 な く と も2つ の 活 性 部 位,す な わ ち 酵 素 活 性 中 心 と毒 性 お よ び 薬 理 作 用 と 関 係 の あ るnon-enzymatic siteの あ る こ とが 示 唆 さ れ る(参 考 文 献8)よ り一 部 引 用). 3) カ ル ジ オ トキ シ ン(cardiotoxins) Naja naja毒 か ら 分 離 さ れ た 心 臓 に 作 用 す る 因 子 は カ ル ジ オ トキ シ ン と 名 づ け ら れ た(Sarkar).そ の 後, 細 胞 毒(Naja naja),γ トキ シ ン(Naja nigricollis), DLF(直 接 溶 血 因 子)な ど は 構 造 上,カ ル ジ オ トキ シ ン の
一 種 で あ り,Leeら に よ り分離 され た ものは,N. n. atra 毒 中 最大 の 含量(20∼40%)で,耐 熱 性,pI>12,単 鎖 の ポ リペ プ チ ドで あ り,多 様 な 生 物 活 性 を も っ て い る. Mintonに よる要 約 では,神 経 筋伝 達 の遮 断,軸 索 伝 導 の 遮 断,膜 の脱 分 極,抗 コ リンエ ステ ラー ゼ活 性,局 部 組 織 軟 化(お そ ら く筋 壊 死 的 な も の と 筆 者 は 考 え る), 溶 血,細 胞 障 害 性活 動,骨 格 筋 拘 縮,平 滑筋 収 縮,心 拍 停 止 な どが 挙 げ られ て い る. 4) ホ スホ リパ ー ゼA2構 造 を も った 毒 これ には 前 シナ プス 性毒,筋 壊 死 毒(myonecrotic toxins;筋 線 維 を損 傷 し,壊 死 に 至 ら しめ,ミ オ グ ロ ビ ン尿 を起 こす)や 毒 性 ホ スホ リパ ー ゼA2が あ る.En-hydrina schistosa(ウ ミヘ ビ科 でCommon Sea Snake) の毒 で,マ ウ ス静 注 に よ り ミオ グ ロ ビ ン尿 を起 こす もの は120の ア ミノ酸 残 基 と7個 のS-S結 合 を も ち,分 子 量13,500の 塩 基 性 タ ンパ ク質 で,マ ウ ス に100μg/kg 以上 を 注射 す る と前 シナ プ ス性 神経 毒 で あ る ノ ー テキ シ ンや タイ ポ キ シ ンで惹 起 され る症 状 に 似 た呼 吸 不 全 に よ り速 や か に死 に 至 る.塩 基 性 ホ ス ホ リパ ー ゼA2は 酸 性 に 比 べ て概 して毒 性 が あ る.Naja nigricollis毒 か ら の 塩基 性 ホ ス ホ リパ ー ゼA2は,118個 の ア ミノ酸 残 基 と 7個 のS-S結 合 か ら な り,LD50(マ ウス 静 注)=約500 μg/kgで,鼻 出血 と血 疾 の 出 る特徴 的 な症 状 が 起 こ る と され て い る.Vipera ammodytes ammodytes毒 か ら の 塩 基 性 の そ れ はLD100(マ ウス 静 注)=10∼150μg/kg (Aleksiev and Tchorbanov, 1976)で あ る.
5) そ の 他 Vipera palestina毒(ク サ リヘ ビ科)毒 か ら の神経 毒 で あ るviperotoxinは 分 子 量11,600,ア ミノ酸 残 基 が 108個 あ り,3個 のS-S結 合 を もつ が,作 用 は後 シナ プ ス的 で も前 シナ プス 的 で も な く,中 枢(延 髄)に 作用 し て 血 管 の拡 張 を 惹起 す る致 死 作 用 を も っ てい る と され て い る. 6) マム シ毒 とハ ブ毒 前 節 まで の 蛇毒 は,ど ち らか と い うと全 身 性 の症 状 を 発 現 させ るも の だ った が,局 所 病 変 を 惹起 す る蛇 毒 と し て は,ク サ リヘ ビ科 とマ ム シ科(コ ブ ラ科 に も あ るが) の もの が あ る.我 が 国 で実 害 の あ るマ ム シ科 の マ ム シ と ハ ブの毒 につ い て と り上 げ て み る. マ ム シ科 に属 す る毒 蛇 に よ る咬 傷 部位 の 特徴 的 病 変 で あ る出血,腫 脹,筋 壊 死 な どは,こ れ らの 毒一 般 に見 い だ され て い るプ ロテ ア ーゼ 活 性 に よ る とさ れ て きた が, 特 に そ の 活 性 と出血 活 性 とが 必 ず しも並 行 しな い こ とが わ か り,プ ロテ イ ナ ー ゼ=出 血 因 子 な る考 え方 が疑 問視 され て い る.た とえ ば,ハ ブ毒 中 の2種 の プ ロテ イ ナ ー ゼ の いず れ も出血 作用 を もつ とされ て いた が,そ の後 分 離 され た2種 の 出血 因 子 に は,プ ロテ イ ナ ーゼ 活 性 は な い とされ てい る.マ ム シ毒 に は,マ ム シ科 特 有 の強 い 出 血 作 用 を もち,タ ンパ ク量 当 りで の致 死 作 用 は ハ ブ毒 に 比 べ て約3倍 強 い が,咬 傷 に よる症 状 で の重 篤 度 は,明 らか に ハ ブ に よ る場 合 の ほ うが は るか に大 で あ る のは, 注入 され る毒 量 の差 であ り,毒 牙 の組 織 へ 達 す る深 さ に も よる も の と考 え られ る. 鈴木 らの マ ム シ毒 に関 す る研 究(6)で は,DEAE-セ ル ロー ス ク ロマ トの溶 出順 に,HR-I, HR-IIと し,HR-Iに は プ ロテ イ ナ ーゼ 活 性 を は じめ,今 ま で に見 いだ さ れ て い る マ ム シ毒 中 の酵 素 活 性 はす べ て認 め られ て い な い.分 子量 は約3万 以 下 で,LD50(マ ウス 静注)=0.36 mg/kgで 最 小 出血 量=0.006μgで あ り,一 方,HR-II は プ ロテ イ ナ ー ゼbそ の も の で,分 子量 は約95,000で LD50(マ ウ ス静 注)=4.96mg/kgで あ る.両 因子 が マ ム シ毒 に よる致 死 の主 役 を 演 じて い るの が推 測 され る の は, EDTA処 理 した 粗 毒 で は,出 血 活性 を失 う と 同時 に致 死 活性 を も消 失 す る こ とに よ る もの と して い る. HR-IはHR-IIの 約30∼50倍 の出血 活 性 を もち,マ ム シ毒 の致 死 作 用 本 体 とも考 え られ て い るが,両 因子 の 違 い は,静 注 に よる出血 部 位 の違 い に も認 め られ る.前 者10μgの マ ウスへ の静 注 で は,5分 後 に幽 門 部 か ら小 腸 末 端 にか け て 出血 し,90∼120分 で腸 全 体 に拡 が るが, 一 方,HR-IIで は 全 身 の皮 下 お よび 後 肢 の筋 肉 に 出 血 が み られ る とい う違 い が あ る.マ ム シ毒 中 の毒 本 体 と考 え られ る これ ら2成 分 以 外 に,毒 性 発 揮 には 直 接 あ るい は間 接 的 に 作 用 す る もの に蛇 毒 中 に含 まれ て い る種 々 の 酵 素 類 が 関 与 して い る. ハ ブ咬 傷 に よ る 局所 病 変 は マ ム シ の 場 合 と 同 様 に出 血,腫 脹,筋 壊 死 で,さ らに は これ に基 因 す る後 遺 症(図 2)が あ り,全 身 性 に 重 篤 な 例 で は死 に至 る.前 述 の 局 部 病 変 に 関 して は,別 々の研 究 者 に よ り研 究 され て きた 出 血 に 関 して は,逢 坂 らに よる研 究 が あ り,ハ ブ毒 の ゲル
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図2 ハ ブ に 咬 ま れ た 少 女 の 足 12歳 の 少女.下 腿 屈 側 を ハ ブに 咬 まれ,ご く軽 度 の 筋 壊 死 で受 傷 後1ヵ 月 の 状 態. 濾 過(Sephadex G-100)に よ り溶 出 順 にHR-1, HR-2 の2種 の 出 血 因 子 が 分 離 さ れ た.HR-1は さ ら に イ オ ン交 換 ク ロ マ ト と最 後 にSephadex G-200に よ る 再 循 環 ゲ ル 濾 過 で 精 製 した も の で,分 子 量 約10万(最 近 の 研 究 で は8万 前 後)でpI=4.3の 酸 性 タ ン パ ク質 と さ れ る.こ れ に 含 ま れ る プ ロ テ イ ナ ー ゼ 活 性 は,EDTA 処 理 後 の 出 血 活 性 と こ の 活 性 の 失 活 程 度 に 明 ら か な 差 が あ る こ とか ら,出 血 因 子 と は 別 物 で あ る と考 え られ, HR-1のLD50(マ ウ ス 静 注)=4.6μgで,粗 毒 の 約15 倍,最 小 出 血 量=0.006μgと さ れ て い る. ゲ ル 濾 過 で 分 離 さ れ たHR-2に は プ ロ テ イ ナ ー ビ活 性 が み られ,こ れ はBio-Rex 70に よ り,こ の 活 性 と 出 血 活 性 とが 完 全 に 分 離 さ れ,さ ら に2画 分(HR-2a, HR-2b)に 溶 出 さ れ,い ず れ も 塩 基 性 タ ン パ ク で, LD50(マ ウ ス 静 注)=144μg,最 小 出 血 量=0,07μgで あ る.プ ロ テ イ ナ ー ゼ を は じ め,ホ ス ホ リパ ー ゼA2,ヒ ア ル ロ ニ ダ ー ゼ,そ の 他 粗 毒 に 含 ま れ て い る 酵 素 活 性 が 認 め ら れ な い こ と か ら,ハ ブ 毒 中 の 出 血 因 子 は,こ れ ら の 酵 素 と は 別 の 有 毒 性 タ ン パ ク質 と さ れ て い る.い ず れ の 出 血 因 子 も 加 熱 処 理(50℃ 以 上)に よ りそ の 活 性 が 低 下 し,さ ら に 処 理 を 続 け る と完 全 に 失 活 す る.な お 出 血 の 定 量 方 法 は,逢 坂 ら の 方 法 に よ る も の で,ウ サ ギ の 皮 内 を 用 い て 生 じ る 出 血 斑 を 指 標 と し て い る.と こ ろ で,ハ ブ 毒 中 の 致 死 因 子 は 出 血 因 子 と は 別 個 の も の と 考 え ら れ て い る よ う で あ る が,現 在 両 者 は 分 離 さ れ て い な い. ハ ブ 毒 に よ る 腫 脹 は,そ れ 自 体 局 所 の 疼 痛 を 増 悪 し, ま た 循 環 不 全 を さ ら に 大 に す る.ハ ブ 咬 症 患 者 の 治 療 に, か つ て は 抗 血 清 を 局 所 に 注 射 し て い た が,腫 れ て い る 咬 図3 MNFに よ る 筋 融 解 ハ ブ毒 か ら 分 離 したMNF (100μg/ml)の0.1mlを マ ウス に 筋 注 して1分 後 の 病 理 組織 像 で,す で に筋 融 解 が 認 め られ るが,出 血 は み られ な い. 傷部 位 近 くに,さ ら に抗 血 清 を注 入 す る こ とは,痛 み を さ らに増 す こ と は も ち ろ ん,血 流 障 害 を 起 こ し,必 要 と され る部位 に ま で抗 血 清 が 達 しな い可 能 性 が あ る とい うこ とで,現 在 は 静注 に のみ 改 め られ て い る ほ ど で あ る.ハ ブ毒 に よ る腫 脹 作用 とそ の 因子 に関 しては,山 川 ら に よ り研 究 が 進 め られ て い る. ハ ブ咬 症 患 者 の局所 病変 で 特 に際 立 っ て い る も のは, 腫 脹(受 傷 後2, 3日 が ピー ク)と 筋 壊 死 で あ り,特 に後 者 は広 範 囲 に及 び,治 療 上 四 肢 な らば 切 断 せ ざ る を得 な い症 例 も あ る.小 此 木 らに よ り,ハ ブ毒 の加 熱 処 理 後 の 成分 に壊 死 を 起起 す る成 分 の あ る こ とが 見 い だ され た が,一 方,一 部 の研 究 者 には,出 血 作 用 に よ る二 次 的病 変 で あ り,筋 壊 死 因子 を否 定 す る考 え が あ った.ま た, 沖 縄 産 ハ ブ毒 の筋壊 死 を起 こす 物 質 の研 究 が 中 田 らに よ り行 なわ れ て い る. 筆 者 は奄 美 大 島 の研 究 施設 に 勤 務 中,ハ ブ咬 傷 に よる 重 度 の筋 壊 死 に起 因 した と思 わ れ るひ どい後 遺 症 に悩 ん で い る患 者 や,受 傷直 後 か らの 経 過 を 追 え る機 会 に接 し て,筋 壊 死 を 惹起 す る成 分 の研 究 を試 み た.し か し,こ の筋 壊 死 な る もの が,現 場 の臨 床 医 は 別 と して,問 題 視 され て いな か った こ とは,現 在 の 治療 用 抗 血 清 の検 定 力 価 項 目に,抗 筋 壊 死 力 価 が 含 まれ て い な い こ とか ら も伺 え,極 論 す れ ば 筋 壊 死 を ま った く中和 で き な い抗 血 清 で も,検 定 を合 格 し,治 療 用 と して供 され るこ とに な る. 筆者 は,ハ ブ毒 を ア セ トン分 画 沈 殿 に よ り,出 血 活 性 を ま った く 含 ま な い 筋 壊 死 因 子(myonecrotic factor= MNF)を 初 め て分 離 した(鎮 西,1974). MNF 10μgを マ ウス に筋 注 す る と,1分 以 内 に筋 融
図4 ハ ブ 粗 毒 に よ る 筋 壊 死 ハ ブ粗 毒 濃 度 に 近 い 毒 液(=300mg/ml)の10μlを マ ウ ス に筋 注 し15分 後 の 局 所 所 見 で,出 血 は注 射 部 位 に限 局 し, そ の周 囲の 広 い 範 囲 に 筋 壊 死 が 認 め られ る.低 濃 度 で は,む しろ 出血 が 主 要 所 見 とみ られ が ち で あ る. 解 を起 こす ほ ど の壊 死 活 性(図3)を もち,95℃, 10分 で も失 活 せ ず(CPK＊ 活 性 お よび 病 理 組 織 学 的 に も),つ ま り耐 熱 性 で,こ の 点 の み で もHR-1やHR-2と は ま っ た く異 な るも の で あ る こ とは 明 らか であ る.こ の段 階 で のMNFは 抗 血 清 とのOuchterlony法 で は3本 の沈 降 線 を生 じ,Pevicon 870を 用 いて の 電 気 泳 動 で3画 分 が 得 られ,そ の 中 の2画 分(MNF-A, MNF-B)に 壊 死 活 性 が認 め られ る.Aは 約80%を 占め,Bは8%前 後 で,間 接 溶 血 活 性 がBに 見 いだ され る こ とか ら,Bは ホ ス ホ リパ ー ゼA2の 可 能 性 が あ る.分 子量 はAが 14,000前 後,Bは12,000前 後(デ ィス ク電 気 泳 動 法 に よ る)で,MNFに は 糖 は 含 まれ て い な い.な お,ハ ブ 粗 毒 を抗 原 と して ウサ ギ や ヤ ギ を 免 疫 して産 生 され る抗 血 清 の抗 筋 壊 死 力 価 は,抗 出血 力価 に 比 べ て は るか に低 い もの で あ り,ま たMNFを 抗 原 と して 同 じ よ うに して 得 られ る抗MNF血 清 も力 価 の 高 い もの が容 易 に産 生 さ れ な い.こ れ はMNFの 抗原 と して 中和 抗 体 産 生 能 の 低 い も の で あ るた め と思 わ れ,よ り高 い 中和 抗 体 産 生 が 可 能 な方 法 を考 え るべ き もの と思わ れ る. こ こ で,生 体 組織 へ 障 害 的 に作 用 す る物 質,物 性 の 研 究 に あ っ ては,た とえ ば実 際 に人 間 と接 触 す る研 究対 象 の 物 質 の濃 度 と同程 度 の も の を用 い て少 な く と も一 回 は (動 物)実 験 を 行 な うべ き こ とを強 調 し た い.病 変 に ょ っ ては,希 釈 さ れ た も の に よ る場 合 と現 実 に起 こっ て い る 場 合 とが 似 て非 な る も の も あ り,た とえ ば ハ ブ毒 に ょ る 病 変 の場 合,希 釈 され た 毒 液 の筋 注 で は,出 血 所 見 が 著 明 で は あ るが,粗 毒 に近 い 高 濃 度 の筋 注 で は,出 血 は 限 局 され て い る に もか か わ らず,筋 壊 死 が広 範 囲 に認 め られ(図4),筆 者 自身 も予 想 して い な か っ た 強 烈 な病 変 像 で あ った.な お,蛇 足 では あ るが,ハ ブ 咬症 患 者 調 査 時 の個 人 面 談 中,一 患 者 が 「戦 時 中,従 軍 して い て,雨, 電 の敵 弾 を くぐ り抜 け て 生還 で きた の に,ハ ブ に咬 まれ て,こ の よ うな 後 遺症 に 悩 ま さ れ る とは」 と悔 しさ を込 め てつ ぶ や いて い た の を 今 で も思 い 出す こ とが あ る. ところ で,私 見 を い さ さか 述 べ て お く.(1)生 物(人 間,動 物 を問 わ ず)に 障 害 を起 こす 物 質 の研 究 に入 る場 合,機 会 を と らえ て,実 際 に そ の臨 床 症 状(局 所,全 身 性)を 見 て お く.(2)抗 血 清 の力 価 検 定 には,人 体 に 入 り 込 ん で 有 害 な作 用 を実 際 に起 こす 物 質,た とえ ば 蛇 毒 抗 血 清 の場 合 は粗 毒 に対 す る中 和 力 価 もみ るべ きで あ る. 理 由 は,毒 蛇 咬 症 が 惹 起 され る のは,粗 毒 か ら分離 され た画 分 で な く,ま して精 製 毒 で もな く,粗 毒 そ の も の で あ る か ら で あ る.こ の(2)は唐 突 の よ うに 思わ れ るか も知 れ な いが,(1)と 大 いに 関 連 の あ る こ とで あ る.な お,毒 蛇 の種 類 別 の咬 傷 に よ る症 状 を と り上 げ たか っ たが,紙 面 の都 合 上,割 愛 す る. * Creatine phosphokinase
蛇 毒 中 の酵 素,毒 本 体 と もに,と りあげ 方 が 質 的 に も 量 的 に も不 十 分 で あ り,片 寄 っ て しま った.特 に神 経 毒 の立 体 構 造 につ い て は,ま った く触 れ られ なか った.後 シナ プ ス性 神 経 毒 で あ る エ ラブ トキ シ ンbの 立 体 構 造 の 解 析が 田宮 ら に よ り以前 か ら進 め られ てお り,こ れ は 神 経 学 的 機 能 に関 与 す る タ ンパ ク質 の立 体 化 学 に 関 して の 最 初 の詳 細 な 情 報 であ り,そ の成 果 に つ い て は い ずれ 本 誌 上 で解説 され る もの と期 待 して い る. 参 考 文 献
1) “Poisonous Snakes of The World, Department of The Navy Bureau of Medicine and Surgery”, ed. by R.B. Brown, U.S. Government Printing Office, 1970. 2) “Snake Venoms and Envenomation”, ed. by Sherman
A. Minton, Mercel Dekker, 1971.
3) “タ ン パ ク 毒 素(下)”,船 津 勝,田 宮 信 雄,鈴 木 友 二 編, 講 談 社. 1972.
4) “Snake Venoms”, ed. by Chen-Yuan Lee, Springer-Verlag, 1978.
5) C.C. Yang: The SNAKE, 2, 1 (1970). 6) 鈴 木 友 二:The SNAKE, 2, 75 (1970). 7) Toxicon, Vol.19 (1981)∼Vol.23 (1985). 8) C.C. Yang: The SNAKE, 16, 901 (1984).
