现代研究表明,动物毒素是动物类中药 “毒”的主要物质基础。动物通过代谢合成次级代谢产物,或毒素基因的表达,或通过摄取、储存和截留其他生物(即微生物、植物或其他动物)产生毒素^[4]。动物毒素结构和功能的变异性很高,可以是小分子,也可以是结构和功能丰富多样的蛋白质和多肽等^[5],具有高活力、高专一性、高结构多样性的特点。不同动物产生的毒素种类和生物效应不同,根据毒素作用机制可分为细胞溶解毒素、抑制蛋白质合成的毒素、作用于细胞骨架的毒素、激动或拮抗离子通道的毒素、抑制神经信号传递如结合肌肉神经接头处的乙酰胆碱受体毒素、溶血和凝血毒素^[6]。

动物毒素主要为蛋白类物质,如活性多肽、酶,以及小分子化合物。因此,动物类中药的毒性反应也具有不同于植物类有毒中药的特点。①动物毒素由于其独特的多肽结构,可作为抗原进入人体,造成抗原抗体反应,表现为变态反应;②动物毒素中带正电荷的残基与离子通道孔隙区带负电荷的残基紧密接触,或通过与离子通道结合,造成如钠、钾、钙离子通道的阻断,如蝎毒、蜜蜂毒素、蜗牛毒素和蛇毒等^[7,8],可能是其造成麻痹等不良反应的原因;③动物毒素可作为G蛋白耦联受体的激动或抑制剂,如芋螺毒素可激动κ-阿片受体^[9];④动物毒素可与转运蛋白结合,如χ-芋螺毒素可选择性靶向去甲肾上腺素转运蛋白;⑤动物毒素中含有多种酶,这些酶具有肌肉毒性、细胞毒性和神经毒性,如蛇毒中含有乙酰胆碱酯酶、丝氨酸蛋白酶、磷脂酶A2等多种酶,磷脂酶A2对运动神经末梢、运动轴突末梢和肌细胞质膜具有神经毒性和/或肌肉毒性^[10]。

药理学研究发现,动物毒素具有多种药理学活性,如吸血类动物的唾液因产生凝血酶抑制剂、免疫抑制剂、拮抗循环系统的多种因子,具有治疗血栓、心力衰竭或止血作用^[11]。来源于蛇毒的卡托普利,使人们认识到动物毒素可以成为新药开发的来源。从动物毒素开发的药物可分为小分子药物和大分子活性药物,包括生长因子和内源蛋白的其他替代物。针对动物毒素开发的药物很少是毒素本身,而是由毒素或毒液成分衍生研发而成,如阿曲库铵、卡托普利、依替巴肽、替罗非班等。许多新毒素是由于它们与特定蛋白质,尤其是酶、离子通道或受体的相互作用而被发现,临床则可以利用这些相互作用达到治疗疾病或减轻症状的目的。如来源于蜗牛的毒液肽选择性地阻断N型钙离子通道,当鞘内给药时,可以减少脊髓疼痛传递^[12]。但因为动物毒素作用复杂,在药物开发过程中同样存在挑战,需要对其结构与机制进行深入研究^[13]。

土鳖虫是传统的具有广泛药理作用的中药,药材名“雌虫”,最早记载于《神农本草经》,《神农本草经》将土鳖虫列为中品,后世多数本草记载土鳖虫有毒。土鳖虫性寒,破血逐瘀能力较强,应用不当会引起中毒反应^[14]。土鳖虫毒性多表现为变态反应:治疗量能使人窦性心率减慢;出现腹痛、全身乏力、恶心、眩晕等症状;也有报道称服用土鳖虫引起全身密集丘疹,伴全身瘙痒,停药后1~2 d消失^[15]。现代药理学研究认为,土鳖虫毒性可能来源于其所含的生物碱,土鳖虫含有蛋白质、氨基酸、核苷类、生物碱、脂肪酸、脂溶性维生素、微量元素等多种化学成分,蛋白质含量高达60%^[16]。急性毒性实验表明,土鳖虫生物碱提取物对小鼠半数致死剂量(LD₅₀)为294.26 mg·kg^-1,95%置信区间(CI)(373.77,231.63) mg·kg^-1,但提取物与全虫的药理和毒性作用有很大区别,土鳖虫毒性是否完全来源于生物碱仍需进一步研究^[17]。土鳖虫具有溶解血栓、抗凝血、促进骨折愈合、抗肿瘤、调节血脂、耐缺氧等药理作用^[18]。目前,土鳖虫在中医治疗妇科、外科、心脑血管等领域疾病方面的应用日益广泛。为防止土鳖虫导致的不良反应,应先询问患者过敏史,注意掌握剂量。临床应用中,做到药证相符,配伍得当。保证取得好的疗效的同时,避免产生明显毒副作用。

水蛭作为药物使用的历史悠久,《中华人民共和国药典》2015年版记载,水蛭味咸、苦,性平,有小毒,归肝经。具有破血通经、逐瘀消癥的功效。《神农本草经》首次说明水蛭的药用功效,虽未专门记载其毒性,但将水蛭列为下品;同时期的《名医别录》记载:水蛭“味苦,微寒,有毒,主堕胎”。自秦汉时期,人们就认识到水蛭可以作为药用,并有毒,后续文献大多增加若该药制备不够精细,可能引起水蛭在体内复活并产子等描述。现代研究表明,水蛭含有多种活性物质,如肝素、水蛭素、组织胺等。此外还含有17种氨基酸,包括8种必需氨基酸;还含有小分子类物质,如糖脂类、喋啶类、甾体类、羧酸脂类等^[19]。水蛭的主要活血化瘀成分为水蛭素,给予水蛭素后动物在后续8 d中无显著异常,且各器官显微结构无改变。水蛭素冻干粉(50 ATU·g^-1)口服给药LD₅₀>10.0 g·kg^-1,对小鼠骨髓细胞微核率和精子畸形率无显著影响^[20]。临床上水蛭毒副反应常见于用药不当、过敏体质及消化系统重症等特例。水蛭素主要作用于循环系统。现代药理学研究表明,水蛭有抗凝血^[21]、抗血栓^[22]、抗肿瘤^[23]、抗炎、抗纤维化^[24]等功效,水蛭中提取到的有效成分水蛭素是迄今发现的最强的凝血酶特异性抑制剂,该药通过与凝血酶直接结合而发挥抗凝作用。临床如能掌握好适应证,注意剂量用法配伍,可以避免或者减轻水蛭毒副反应。

全蝎又名全虫、蝎子,《中华人民共和国药典》2015年版记载,全蝎味辛,性平;有毒,归肝经。具有息风镇痉、通络止痛、攻毒散结之功效。本草中有关蝎的药用信息记载,最早见于五代后蜀,宋代《开宝本草》首次记载“蝎,味甘、辛,有毒”。北宋《本草衍义》特别指出蝎梢,即含蝎毒部位的功用。全蝎从唐末五代时期的初步尝试应用,到明清时期广泛应用于各类风证,其毒性也得到历代中医的共识。全蝎的毒性物质基础为蝎毒,是存在于蝎尾部毒囊内的含毒性的复杂混合物,主要由蛋白质和非蛋白质类物质两部分组成。活性蛋白质按照作用不同又可分为毒性蛋白(蝎毒素)和酶。其中,蝎毒素是全蝎的主要活性成分,可引起全身中毒反应:引起肝肾损伤;心血管系统反应为室上性心动过速;兴奋神经系统的Na⁺通道、K⁺通道或Cl^-通道,引起死亡和麻痹;引起呼吸抑制;引起肠痉挛、腹痛。腹腔注射蝎毒,对兔最小致死量为0.07 mg·kg^-1,对小鼠为0.5 mg·kg^-1,对蛙为0.7 mg·kg^-1。人内服全蝎的中毒量为30~60 g^[25]。全蝎具有广泛药理活性,如镇痛、抗惊厥、抗癫痫、抗肿瘤、抗血栓、抗哮喘等作用^[26,27]。现代研究认为,全蝎中的蝎毒能使呼吸麻痹,而经炮制后,可使毒蛋白凝固变性,从而达到降低毒性的目的。

金钱白花蛇又称金钱蛇、小白花蛇、寸白蛇、过基甲等。现代文献一般认为,其始载于1936年王一仁所著的《饮片新参》,但该书并未记载其毒性,然而我国历代药典中皆记录其“有毒”。《中华人民共和国药典》2015年版记载,金钱白花蛇味甘、咸,性温,有毒,归肝经。具有祛风、通络、止痉之功效。金钱白花蛇属于银环蛇,是我国主要的剧毒性蛇类之一,其蛇毒为剧烈的神经毒素,银环蛇一次排毒量为4.6 mg,人致死量为1 mg^[28]。对金钱白花蛇药材的化学成分研究极少,一般认为主要有蛋白质、甾体类、氨基酸类、磷脂类和多种微量元素等。蛇头毒腺分泌的蛇毒主要为蛋白质和多肽,包括α-银环蛇毒素(α-bungarotoxin,α-BGT)、β-银环蛇毒素(β-BGT)、κ-银环蛇毒素(κ-BGT)、γ-银环蛇毒素(γ-BGT)和一些磷脂酶A、凝血酶因子等酶类^[29],其中α-BGT和β-BGT为蛇毒素的主要成分,主要作用于神经系统。α-BGT为长链突触后神经毒素,竞争性地与神经肌肉接头处的N-型乙酰胆碱受体结合,阻断神经递质传导,引起横纹肌松弛。β-BGT为突触前碱性多肽神经毒素,直接作用于运动神经突触前膜,阻断乙酰胆碱的释放,使骨骼肌失去收缩功能而转入持续性麻痹,其毒性比突触后毒素高得多^[29]。当被银环蛇咬伤时,伤口局部仅有麻木感,一旦神经毒症状发作,数小时后患者出现神志不清、四肢无力、流涎、呕吐、呼吸困难,最后因呼吸麻痹、心力衰竭而致死^[28,29,30]。除去蛇毒后的蛇体应无毒性,但同样也应注意使用时可能因异体蛋白的存在使得过敏体质者发生变态反应。

《中华人民共和国药典》2015年版记载,斑蝥辛、热,有大毒。归肝、胃、肾经。具有破血、散结消癓、功毒蚀疮功效。《神农本草经》中斑蝥被列为下品,属于治病的有毒药物;魏晋时期及唐宋元时期的医学著作也记载斑蝥为有毒;斑蝥的炮制及净制见于晋代,后不断改进提高,沿用至今。研究证实,斑蝥中毒主要是由斑蝥素所致,每100 g斑蝥含斑蝥素1 g,人体口服致死量为10~60 mg。斑蝥素对小鼠腹腔注射的LD₅₀为1.71 mg·kg^-1。斑蝥素主要存在于斑蝥生殖腺、血液、内脏中。其虫体内还含有脂肪、蜡质、蚁酸、色素和多种微量元素等物质。斑蝥素可作用于多个靶器官或系统。免疫系统:抑制人树突状细胞周期并诱导凋亡,影响人体免疫功能^[31];循环系统:诱导人红细胞凋亡,降低人体携氧能力;生殖系统:抑制类固醇激素合成急性调节蛋白(StAR)、P₄₅₀家族中的胆固醇侧链裂解酶(P_450scc)和3β-类固醇脱氢酶(3β-HSD)的表达,扰乱生殖功能^[32];肝脏:抑制药物在肝脏中代谢,引起肝脏损伤,通过内质网应激途径诱导肝细胞凋亡,从而导致肝脏慢性损伤^[33]。斑蝥急性中毒造成淋巴组织免疫抑制,其靶器官为淋巴器官、肾和肝。斑蝥中毒量和治疗量相近,安全范围窄,常用量小,稍有不慎即可导致中毒反应,使用时应严格控制用量。炮制时用碱处理,生成斑蝥素钠,达到减毒增效的效果。

《中华人民共和国药典》2015年版记载,蜈蚣味辛,性温,有毒,归肝经。具有息风镇痉、通络止痛、攻毒散结功效,最早记载于秦汉时期药学著作《神农本草经》,后历代医学著作中均有其毒性的记载。蜈蚣化学成分主要有蛋白质、脂肪酸、氨基酸、酶和胆甾醇等,其中活性物质绝大部分为蛋白多肽类,少数为小分子化合物或多糖类^[34]。研究表明,蜈蚣毒性主要是由组胺样物质、溶血性蛋白质及多肽毒素等引起,可引起变态反应、溶血反应、神经毒、肝肾毒性、过敏性休克和心肌麻痹,并可抑制呼吸中枢^[35,36]。临床应用蜈蚣制剂常量治疗时,部分患者可出现灼热感、头胀、头晕、面孔潮红。剂量过大可引起中毒,中毒潜伏期30 min~4 h,主要表现为恶心、呕吐、腹痛、腹泻、全身无力、不省人事、心跳及脉搏缓慢、呼吸困难、体温及血压下降等。蜈蚣药理作用广泛,包括抗血栓、抗凝、抗菌、抗肿瘤、镇痛镇静、免疫调节等。临床使用时需严格掌握剂量,去除非药用部分,加用特定的辅料及采用不同的炮制方法等可矫味去腥,缓和药性^[37]。

蕲蛇又名白花蛇、大白花蛇、褰鼻蛇、五步蛇、百步蛇、棋盘蛇等。《中华人民共和国药典》2015年版记载,蕲蛇甘、咸、温,有毒,归肝经。具有祛风、通络、止痉之功效。现代文献多认为其首载于宋代的《开宝本草》^[38],并记录其“有毒”;也有学者认为其首载于南北朝时期《雷公炮炙论》。古代本草多以白花蛇为正名,关于其毒性基本认为是“有毒”,并对毒性部位做了描述。蕲蛇蛇毒作用于血液循环系统,临床表现为中医的火热毒症状,神经毒素引起麻痹和呼吸衰竭,导致死亡。蕲蛇炮制后毒性较低,仅个别过敏体质患者出现变态反应。小鼠腹腔注射蕲蛇蛇毒LD₅₀为9.58 mg·kg^-1,中毒时呼吸困难、活动减弱,但无共济失调,死前无惊厥。蕲蛇酶静脉注射LD₅₀为101.6 mg·kg^-1,皮下注射及肌内注射均未见毒性反应。动物长期毒性实验未见严重长期毒性反应^[39]。蕲蛇类药材化学成分研究极少,一般仅知主要有蛋白质、氨基酸类、磷脂类、核苷类成分和无机元素等^[40],其有效成分和有毒成分尚不明确。目前《中华人民共和国药典》2015年版关于蕲蛇的炮制方法仍沿用古代的3种制法,分为蕲蛇、蕲蛇肉和酒蕲蛇。炮制后其成分发生变化,毒性反应也随之发生变化,炮制达到了“减毒增效”或“减毒存效”的目的。

《中华人民共和国药典》2015年版记载,蟾酥味辛,性温;有毒,归心经。具有解毒、止痛、开窍醒神之功效。蟾酥的药用信息最早记载于明代《本草纲目》。蟾酥毒性的记载经历了从“有毒”到“毒性与剂量的关系”再到“解毒”逐渐深入的认识过程。人内服蟾酥一般剂量为3~5 mg·d^-1,最大135 mg·d^-1[41]。小鼠静脉或腹腔注射蟾酥注射液,急性中毒表现为呼吸急促、肌肉痉挛、心律不齐,最后麻痹而死。蟾酥各种成分对小鼠LD₅₀如下:蟾酥41.0 mg·kg^-1(静脉),96.6 mg·kg^-1(皮下),36.24 mg·kg^-1(腹腔);蟾毒灵为2.2 mg·kg^-1(腹腔);华蟾毒精为4.38 mg·kg^-1(腹腔);脂蟾毒配基为4.25 mg·kg^-1(快速静脉注射),15 mg·kg^-1(慢速静脉注射),14 mg·kg^-1(腹腔),124.5 mg·kg^-1(皮下),64 mg·kg^-1(灌胃);蟾毒它灵对狗LD₅₀约为0.36 mg·kg^-1(静脉),口服最小致死量约0.98 mg·kg^-1[41-42]。蟾酥作为动物蛋白,具有较强的致敏性,过敏体质者服用会引发免疫反应和过敏性皮炎等变态反应。研究表明,人体应用蟾酥发生急性中毒的症状表现为口唇发麻、恶心呕吐、呼吸急促、惊厥、心律不齐并伴有抽搐等。蟾酥中所含的蟾毒配基类和蟾蜍毒素类化合物既是蟾酥的有效成分,又是其毒性成分,主要作用于心脏迷走神经中枢或末梢,并可直接作用于心肌,引起心率缓慢等缓慢性心律失常^[42]。临床可采用炮制、配伍、联合使用解毒剂或采用新型制剂的方法降低蟾酥毒性,提高药效。