蠍毒

蠍子屬於節肢動物門（Phylum Arthropods），蛛形綱（Class Arachnids），蠍目（Order Scorpiocidae），共1500多種，分屬於6個科。是地球上分布較廣且有著4億4千萬年進化史的最古老物種之一。

蠍子在醫學上稱為全蠍。全蠍作為傳統的動物性中藥，在中國已有上千年的歷史。早在宋代全蠍就用於治療驚厥、小兒驚風、癲癇等疾病。其藥性味鹹、辛、性平，有毒，歸肝經，具有熄風止痙、攻毒散結、通絡止痛的作用。

蠍毒為全蠍的主要活性成分。作為廣泛分布的生物毒素，蠍毒因其複雜的成分及性質而產生多種生理藥理活性。現代研究證明，其成分除含蠍毒（Buthotoxin）之外，還含三甲胺、甜菜鹼、膽甾醇、牛磺酸、軟及硬脂酸、卵磷脂、多種胺基酸等；藥理作用除抗驚厥、抗癲癇、鎮痛鎮靜作用外，尚具有抗血栓、抗腫瘤等多種作用。其功能機制尚不明確，一般認為它們以其分布於分子表面的正電荷和靶通道分子膜外表面的負電荷通過靜電作用結合，產生抑制作用，但不影響平均通道電導或改變單個通道的開放時間。

蠍毒是從全蠍活體上利用適當的方法採集，為保持蠍毒中酶的生物活性，採集新鮮毒液後經高速離心分離，用真空乾燥或冷凍乾燥的方法製成不同等級的乾毒。製得的蠍毒粉為灰白色粉末，需在乾燥、遮光、低溫下保存。

基本介紹

• 中文名：蠍毒
• 外文名：Buthotoxin
• 分子量：不確定，多為6000～9000
• 組成：含有 C、H、O、N、S等的毒性蛋白

理化性質

組成

全蠍體內含有蠍毒（Buthotoxin）、三甲胺、甜菜鹼、硫磺酸、棕擱酸、軟硬脂酸、膽甾醇及銨鹽、卵磷脂，還含有苦味酸賅（為與蠍毒同存於毒腺中的柱狀苦味酸鹽）等化合物和混合物。此外，尚含有蠍酸鈉鹽。蠍子油中含有棕櫚酸17.33%、硬脂酸6.63%、油酸39.07%、亞油酸9.73%、亞麻酸3.40%、山嵛酸1.17%等脂肪酸，是以飽和脂肪酸為主的酸性成分。此外，全蠍尚含多種無機元素，以中國最常見的東亞鉗蠍為例，主要有砷0.0051、鋇0.039、鉍<0.015、鎘0.003、鉻0.011、銅1.07、鐵3.10、汞0.001、錳0.16、鉛<0.033、錫<0.015、鍶0.08、鋅5.36、鈣11.9、鎂7.91、鉀34.0、鈉606、鋁1.85、矽<0.01、磷50.5（μg/g）。

蠍毒素ITX胺基酸含量測定結果

作為主要部分的蠍毒主要由蛋白質和非蛋白質兩部分組成，其主要活性成分是蛋白質，活性蛋白質按作用不同又分為毒性蛋白（蠍毒素）和酶。其中蠍毒素對於蠍毒起決定性作用，該毒素是一類由20-80個胺基酸組成的含有C、H、O、N和S等元素的毒性蛋白，具體組成因毒蠍品種而異，如蠍毒素ITX的化學組成為：C：45.58%、H：5.85%、N：15.21%、S：28.8%-29.2%。毒素有很高的專一性，含硫量高，分子量6000-9000，但也有3000左右或大於10000。非蛋白質成分主要有賴氨酸、三甲酸、甜茶鹼、牛磺酸、甘油酯、硬脂酸、膽甾醇、棕桐酸及胺鹽等，並含有較少的透明質酸和游離己糖胺等。其可能的作用包括保持蠍毒素的穩定性及其生物活性，防止動物組織液的降解，協同蠍毒素與其受體蛋白的結合等。雌性全蠍及其藥用部位藥材質量和微量元素含量均明顯優於雄性全蠍，蠍尾的鎮痛和毒性作用與宏量和微量元素含量無關。

不同加工工藝全蠍電泳

據估計蠍毒腺中大約有100000種不同生物活性的多肽，已發現的不到300個：150多個Na⁺通道毒素，80多個K⁺通道毒素，近20個Cl^-通道毒素，幾個Ca²⁺通道毒素。從這些已知蠍毒中分離出數十種蠍毒素單體。其中酶部分主要有磷酸脂酶A2、乙醯膽鹼脂酶、透明質酸酶等組成。透明質酸酶是一種水解黏液性透明質酸的酶，它使細胞之間的透明質酸發生水解，細胞間出現空隙，蠍毒中的其他組分就可以順利地進入機體內部。透明質酸酶本身是無毒的，但它能促進毒素的作用。磷脂酶A2能使卵磷脂分解成溶血磷脂醯膽鹼，後者可導致細胞溶解，所以有間接溶血作用，是間接溶血毒，蠍毒中的細胞毒素可以增強此酶的活性。已經從從蠍毒中大約分離純化出幾十種酶類，但就一種蠍毒來說，一般僅有1-2種，多者可達3-5種。

蠍毒素序列比較

基本性質

全蠍蠍毒作為主要有效成分，具有蛋白質通性，水溶液可被乙醇、硫酸銨或氯化鈉濃溶液沉澱、分離、沉澱再溶於水，產生可逆沉澱反應，而強無機酸或鹼、乙醚等有機溶劑等作用，則產生不可逆沉澱反應，即變性。有人提出蠍毒水溶液100℃加熱30min即被破壞，但也有人報導新鮮蠍毒隔水煮沸30min其毒性基本未見破壞，即使煮沸120min，其LD50僅升高1倍左右，仍有明顯的毒性。蠍毒及其注射劑較蜂毒注射劑更為耐熱，常壓下高溫煮沸不易破壞。利用紫外分光光譜、聚丙烯醯胺凝膠電泳法測定了APBMV粉針製劑的熱穩定性，結果顯示50℃-80℃範圍內隨著加熱時間延長，在波長280 nm處吸光度逐漸升高，聚丙烯醯胺凝膠電泳主色帶逐漸變淺，但pH值、水溶性及外觀色澤無明顯變化。根據己測定的蠍毒素的構象來看，分子結構含有二硫鍵，可能較一般的蛋白穩定。有人認為溫度和pH對毒素的穩定性影響不大，可能是因為毒素分子量較小。

蠍毒及離心後不同組分的 SDS-PAGE 電泳

蠍毒素 ITX 蛋白質雙向電泳圖譜

檢測

有人採用高效反相液相色譜法觀察來源於鉗蠍科中不同亞科及屬的7種蠍毒的蛋白/多肽圖譜，通過比較蠍毒間的差異，對制定相應質量標準有著重要意義。如採用HPLC法獲得蠍毒的指紋圖譜，並測定可影響蠍毒質量的蠍淋巴液和可能用於摻偽的3種蛇毒的圖譜，為蠍毒及其製劑的進一步開發套用提供有價值的實驗依據。而且，通過研究10種蠍神經毒的圖譜，以及蠍毒在溶液中的相對構象，毒素CD譜個體間的相似性,與它們順序相似程度及藥理特異性，可以對蠍毒進行初步鑑定，其中，構象平衡可能是毒素進化和靶組織識別的重要因素。

如利用液相色譜/電噴霧離子化質譜法（LC/ESIMS）對蠍毒二級提取物有效成分及分子量進行分析，從蠍毒二級提取物的HPLC色譜圖中的峰，提取各組分的總離子流圖的質譜圖進行結果分析，可以對蠍毒進行定性。而且此方法分離效果好，分子量定量準確。

蠍毒素二硫鍵結構示意圖

動物類藥材由於成分複雜，特別是經儲存一定時間後，其蛋白質變性較嚴重，普通電泳鑑定較困難，利用HPCE法具有速度快、分辨力強、重現性好等特點。有人利用雙向瓊脂擴散法進行蠍毒素鑑別實驗，經加樣、染色後發現含蠍毒的瓊脂板上出現清晰的免疫擴散圖譜。

由於蠍毒的主體就是蛋白質，可利用蛋白質抗原的特異性和抗體的高度選擇性原理，利用抗蠍毒血清與被檢測樣品稀釋液、對照蠍毒稀釋液之間有無沉澱來測定蠍毒的含量。

蠍毒素無根系統發生樹

結構與功能特徵

蠍毒素是由20-80個胺基酸殘基構成的小分子蛋白質，其分子量小，結構中含有穩定的以半胱氨酸為中心的α/β模體，即一個α螺旋通過2對二硫鍵與1個反向平行β片層相連線。作用於鉀離子通道的多肽蠍毒素的胺基酸序列已被測定，它們的分子中含3-4對二硫鍵。以這3對二硫鍵為基礎的共同特徵序列為-CXXXC-，-GXC-，-CXC-（其中X表任意一種胺基酸），它們分別以1-4，2-5和3-6的方式配對。而在含有4對二硫鍵的配對方式為1-5，2-6，3-4和7-8。其立體結構呈緊密球形。以來源於以色列金蠍（Leiurusquinquestriatus hebraeus）的蠍毒素charybdotoxin為例，它含有37個胺基酸殘基，由3個反向平行的β片層與一個短的α螺旋通過3對二硫鍵形成穩定的三維結構；從該類蠍中獲得的另一種蠍毒素scyllatoxin，含1個α螺旋及1個反向平行的β片層，分子內含有3對二硫鍵；來源於中東金蠍（Scorpio maurus palmatus）的蠍毒素maurotoxin也具有類似的結構。模體中α螺旋的長度在不同毒素中有一定的差異。β片層由2個或3個β鏈組成，鏈2和鏈3形成一個反向平行的β片層。

蠍毒素的結構示意圖

BmK靜電勢面

蠍毒素結構中α β模體結構

通過對鈉通道毒素的功能結構域（functional domains）的研究，發現它的三維空間結構具有1對芳香族胺基酸殘基（Trpl0和Phel7）及帶正電荷的殘基（1ysB、Arg18、Lys62和Arg64），該結構中起著非常重要的作用，包括引導與鈉通道相作用，毒素的空間結構排列和鈉通道識別過程中電位的形成。

蠍氯毒素的空間結構與蠍鉀離子通道毒素相比，其中最大的差異在於連線α螺旋和C端β摺疊的α/β轉角上。在鉀離子通道毒素中，這一個轉角中的疏水殘基形成一個疏水核心，將N端與分子其餘部分聯繫起來。在氯離子通道毒素中，α/β轉角沒有形成疏水區域，而是由Gly-Arg（Lys）重複形成正電荷富集區，有可能是毒素髮揮功能的活性區。蠍氯毒素分子中比蠍鉀離子通道毒素多一對二硫鍵Cys2-Cys19，由這一對二硫鍵將N端與分子中其餘部分聯繫起來。

短蠍毒素多肽類型及胺基酸序列和相關受體

Ca²⁺通道毒素的結構不同於其它蠍神經毒素的保守α/β結構，它採用“抑制劑半胱氨酸結”的方式摺疊起來，分子中的二硫鍵形成了緊密的核心，核心外的環狀結構和毒素的N端部分暴露在溶液中。分子的C端部分有一個反向β平行摺疊，N端部分的一段β摺疊與這一平行摺疊垂直。陽離子電荷殘基Lys11-Lys16構成了兩種毒素重要的結構膜序。此結構膜序被認為是軟諾丁受體激活的重要結構，因此可以認為毒素與通道蛋白是通過靜電作用，導致大量構象改變而相互作用，這為識別引起通道開放的軟諾丁受體結構域提供了有用的多肽探針。

LmKKT-1a 的溶液核磁共振結構

東亞鉗蠍毒素基因表達圖冊參考資料。

採集分離

採集

蠍子在受到激怒的情況下，出於防禦或攻擊的本能，會從毒囊中排出毒液。蠍毒的採集就是依據這個道理。採集蠍毒的常用方法有剪尾法、機械刺激法和電刺激法三種。剪尾法：夾住蠍的後腹部第五節的兩側，剪下蠍子的尾節，破碎後浸入生理鹽水（0.9%的氯化鈉溶液）中，浸出有毒部分，再將尾節研磨，用離心機離心（5000轉/分）5分鐘，重複3次。集中有毒的液體，放入容器內，再製成乾毒粉，置於-5℃下保存備用。這種方法，每條蠍子只能采毒一次，而采毒後的蠍子降低了藥用功能和經濟價值，對蠍子的傷害也大，通常不採用。人工刺激法：用鑷子夾住蠍子的一個螯肢，提起懸於容器中片刻，多數蠍子的尾刺即會排出毒液，但也有少數蠍子不排毒液的，不排毒液的可用比如細木筷子等硬物輕碰蠍子的頭胸部或前腹部，刺激蠍子的尾刺排毒。電激法：該法是用電子脈衝提毒儀器採集蠍毒的方法。此法采毒量大，工效高，一人操作，全年多次采毒而不致於損害蠍子，是使用較多也較科學的采毒方法。三種采毒方法相比，剪尾提毒法簡便、快速、收毒率高，適於大批量採集蠍毒；缺點是活蠍只能供一次采毒，人工刺激法獲取的毒液清澈透明，但采毒量較少，工效低，速度慢，對大規模提取蠍毒不適用。

毒素類型及胺基酸序列圖冊。

電激法獲取的毒量較人工刺激法取得的毒量要多1倍。大約3000隻成蠍可產濕毒6-7g，可凍成乾毒1g，即每毫克濕毒可加工成0.14-0.16mg乾毒。每隻東亞鉗蠍1次可產0.34mg左右的乾毒。雄蠍的個體比雌蠍小，其產毒量也比雌蠍少。在電脈衝刺激下，1隻雌蠍3次可產濕毒2.59mg，1隻雄蠍3次產2.01mg濕毒（按隔7天后采1次毒計算）。但需嚴格注意衛生，確保采毒的純度；個別蠍子在通一次電時不排毒，須再通一次電，但通電時間不得超過2秒鐘，頻率128赫茲，電壓6-10伏。以免燒壞儀器和損傷蠍子。蠍子的排毒量隨溫度的變化高低而各有差異。溫度低時排毒量相對較少，當溫度低於20℃時，蠍子的排毒量相當少，當低於10℃時，蠍子則停止排毒。因此，常溫養殖蠍子要采毒應儘量在6月份氣溫高於25℃以上時進行。孕蠍和種蠍不能用於采毒。懷孕早期的孕蠍可以采毒，但在臨產前不能采毒。用於采毒的蠍子多為商品成蠍和老齡蠍。

乾燥

蠍毒液成分主要為蛋白質和酶類，容易失去活性。常溫下極易變質，必須加工成乾毒粉才能保存較長時間。

蠍毒採集工藝

蠍毒液除了馬上用於分離純化者外，應儘快進行乾燥。蠍毒乾燥的目的，就是儘量除去毒液中的水分，提高粗毒的穩定性，使之便於保存、分析、出售。常用的乾燥方法有兩種：一，若要保持蠍毒中酶的活力，應選用真空冷凍乾燥；二，若僅為了保持毒性，採用真空乾燥即可。

（1）真空乾燥（即真空減壓乾燥）是在低壓下，使蠍毒液中的水分快速蒸發的方法。真空乾燥裝置包括真空乾器、冷凝管和真空泵。乾燥器頂部活塞接通冷凝管，冷凝管的另一端依次連線吸濾瓶、乾燥塔和真空泵。蒸汽在冷凝管中凝集後滴入吸收瓶中。乾燥器中放有乾燥劑（如五氧化二磷等）和蠍毒液樣品。使用前，先在乾燥器活塞四周塗上少許凡士林，然後檢查整個裝置是否漏氣。使用時，先將蠍毒液和乾燥劑分別裝入平皿中，然後置於乾燥器中，啟動真空泵抽氣至蓋子推不動，依次關閉活塞和真空泵。蠍毒乾燥後，應緩緩旋開活塞，以防止空氣衝散蠍毒乾粉。最後在淨化條件下取出乾粉，立即分裝，密封保存。

（2）真空冷凍乾燥先將蠍毒液在低溫冰櫃中預凍成固體（用不鏽鋼皿盛裝毒液），然後在低溫和高真空度上使之升華，即可得到純白色蠍毒乾粉。由於冷凍乾燥是在低溫和高真空度下進行的，所以毒液在凍乾過程中不起泡、不沾壁、疏鬆、易取出、易溶於水，有利於保存。

純化

蠍毒的分離純化過程一般是先經過按照分子量大小分離的色譜柱，再經過離子交換柱，最後採用反向HPLC技術，獲得單一的組分。程式為：先用CM-Sephadex C-50離子交換層析分離，再用Sephadex G-50過濾，也可採用CM-Sephadex C-50、Sp-Sephadex C-25離子交換柱層析和Sephadex G-50凝膠過濾三步分離程式。如採用CM-Sephadex C-50進行離子交換層析，將毒性較強的組分透析後再用重層析，再用Sephadex G-50凝膠過濾，純化可得毒素。或採用RP-HPLC對東亞鉗蠍的粗毒進行分離，並且用兩種不同的HPLC系統反覆分離，用0.1%三氯醋酸-水和0.1%三氯醋酸-70%乙醇-水進行梯度洗脫。或進行二級提取，即用CM-Sephadex C-50離子交換層析提取，再用凝膠過濾，經CM-Sephadex C-10除鹽。

東亞鉗蠍粗毒層析分離曲線

如採用Sepharose FF陽性離子交換凝膠柱，可望獲得較高純度的單一有效成分。而利用HPCE及HPLC可較好顯示蠍毒中小分子多肽的組成及相對含量，其結果基本一致。當下對蠍毒分離純化的研究就主要集中在通過選擇不同柱長、流速和梯度的凝膠層析和高效液相色譜來獲得具有高抗癌活性的單一成分的抗癌多肽，比如用三步色譜法在蠍毒中分離得到了抗癲癇肽並測定了其N端50個胺基酸序列，用離子交換色譜和凝膠排阻色譜從粗毒中分離出鎮痛肽，用一步CM Sephadex C-50超長柱從粗毒中純化了鎮痛肽，用低壓陽離子交換柱和低壓排阻柱及離子交換柱從東亞鉗蠍中分離和提取了抗腫瘤肽。比如東亞鉗蠍鎮痛抗腫瘤纈精甘肽（analgesic antitumoral peptide，AGAP），從東亞鉗蠍蠍毒中分離純化得到的單組分活性肽，為單一肽鏈的單純鹼性多肽,等電點大於10。含有鹼性胺基酸，還富含疏水性胺基酸。活性肽的N末端部分胺基酸序列為：VRDGY IADDKNCAYF CGRNA YCDDE。

為獲得高純度的蛋白質，往往需要反覆使用凝膠過濾層析和離子交換層析，但這種分離方法的不足之處在於樣品損失率太高，且勞動量較大。利用基因工程技術製備蠍毒特異蛋白質的研究正在研製之中，但成本較高，數量有限。因此，蠍毒粗毒的分離仍是獲得蠍毒特異性的蛋白質的主要來源。

保存和運輸

蠍毒液在普通冰櫃（1-4℃）中，只能作短期保存。只有凍乾成結晶粉狀，才能保存其生理活性。影響蠍毒乾粉穩定性的主要因素是水分、空氣和溫度。當乾粉含水量低於10%時，能抑制微生物活性；含水量低於3%時，可抑制化學活性。所以，應將蠍毒乾粉分裝在小瓶或小管中，並用熔封或石蠟封口，以隔絕空氣，然後置於低溫冰櫃（一30℃）中保存。

從養殖場運送新鮮蠍毒液到收購、加工部門或檢驗部門，必須用廣口瓶保溫冰瓶（瓶中加碎冰塊降溫）攜帶。若運送蠍毒乾粉至遠處，也應採取降溫措施，以防蠍毒蛋白質變性失活。

中藥法採集

多數動物類中藥的有效成分尚不明確或不完全明確，其提取純化工藝研究較少，在中成藥生產工藝中動物類中藥基本是生藥粉末直接配料，少數用水、醇提取，水醇法精製。由於動物類中藥的有效成分多數是蛋白質類、多糖類等大分子物質或其水解產物，常規方法很難充分地提出、分離和純化這些大分子物質。

蠍毒提取中藥流程

傳統上蠍毒以全蠍原粉入藥效果更好，也是當下臨床常採用的方法。但原粉劑量大、衛生學難合格，同時全蠍多是以產地加工後的產品入藥。而全蠍的產地加工一般以清水煮或鹽水煮居多，但這兩種方法又存在很多不合理的地方，比如有效成分的損失、變性，質量難以控制，鹽水煮又因為加鹽量不同，使得臨床劑量不準確等而使得進一步使用受到限制。

PCR策略

採用PCR可以根據蠍毒素蛋白N端和C端序列設計和合成正向和反向引物，以從毒腺組織mRNA反轉錄的cDNA為模板， PCR擴增出相應於該蛋白的cDNA，可以克隆出B.martensii Karsch（BmK）抑制型昆蟲毒素（BmKIT3和BmKIT4）的cDNA，但該法套用於克隆蠍毒素cDNA時存在一個明顯的不足，就是無法獲取翻譯後加工掉的胺基酸序列（信號肽和額外胺基酸序列）。因此，有人對常規PCR作了改進，他們採用反向PCR策略成功地分離了一種L. quinquestriatus hebraeus（Lqh）A-神經毒素的全長cDNA，其策略是在cDNAs兩端加上銜接頭，環化後用作模板進行PCR，線性PCR產物經補平和5c磷酸化後用T4DNA連線酶環化，再用限制酶消化產生粘性末端，克隆到載體上。

分類

離子通道

蠍毒素最主要的分類按其分子結構中是否含有二硫鍵，其中含有二硫鍵的一類，依其藥理學特徵，可分為Na⁺通道、K⁺通道、Cl^-通道和Ca²⁺通道（主要存在於骨骼肌細胞漿膜上）毒素。這些離子通道是細胞膜表面的一類分子量較大的跨膜糖蛋白，在膜上形成特殊的親水孔道，是細胞內外離子交換的途徑，是神經、肌肉、腺體等許多組織細胞膜上的基本興奮單元，能產生和傳導電信號，具有重要的生理功能。

鈉通道和蠍毒受體位點圖

鈉離子通道

根據作用方式和結合位點的不同，Na⁺通道毒素又可分為α型毒素和β型毒素。α-毒素以電壓依賴方式作用於Na⁺通道上的位點3，延緩Na⁺通道的失活過程，使Na⁺通道電流衰減減慢，動作電位時間延長，α-毒素可根據其作用對像的不同分為4類：①典型的對哺乳動物高特異性的α-毒素，②作用於昆蟲的昆蟲型α-毒素，③中間型α-毒素，同時作用於哺乳動物和昆蟲的α類似毒素，對哺乳動物和昆蟲都有作用，但對哺乳動物毒性更強。

鈉通道二硫鍵配對模式

β毒素則結合在Na⁺通道的位點4上，影響Na⁺通道的激活過程，使電壓依賴的Na⁺通道激活曲線移向較負的電位。根據β型蠍毒素對昆蟲和哺乳動物鈉通道的特異性及其作用於昆蟲時表現的症狀不同又可分為：抗哺乳動物β-毒素，抗昆蟲興奮性β-毒素，抗昆蟲抑制性β-毒素和TsVII或γ型蠍毒素。抗哺乳動物β蠍毒素，表現為對哺乳動物的高毒性，並在膜片鉗下表現出可調節哺乳動物腦中鈉通道電流的作用；抗昆蟲興奮性毒素即使以毫克級別注射到哺乳動物體內（如小鼠腦內）也無毒性表現的；抗昆蟲抑制性毒素，經注射性給藥可誘發昆蟲的遲緩性癱瘓，利用膜片鉗技術，抗昆蟲抑制性毒素使軸突胞膜動作電位向強去極化方向移動；第四類β-毒素是對於昆蟲和哺乳動物的鈉通道都有高活性作用，例如Lqhβ1毒素在注射給藥於青蠅幼蟲時有典型的抑制作用。

鈉通道 α-亞基和修飾功能的配體群圖示

鉀離子通道

第一類是以Charybdotoxin（CTX）為代表，分子中有三對二硫鍵，配對方式為C1-C4，C2-C5，C3-C6，但CTX對鉀離子通道亞型的選擇性不高，這反而使得它的用途相當廣泛。，從1990年起，ChTx被開發為實驗室商品。它可阻斷含高電導Ca²⁺激活的K⁺通道（BKCa）、電壓依賴性K+通道（如淋巴細胞和果蠅Shaker K⁺通道）、A型K⁺通道（卵母細胞）、小電導Ca²⁺激活的K⁺通道（Aplysia神經細胞），並且可作用於神經細胞、血液細胞和破骨細胞中的電壓依賴型Kv1.3（Shaker鉀離子通道的一種）鉀離子通道。其特徵是它們的N端為焦谷氨酸殘基，有70%的胺基酸序列相似性，且在分子的第2與第14位上均分別坐落著保守的Phe和Trp殘基。類似的毒素還包括CTX-Lq2、1beriotoxin（1bTX）、BmTX和PBTX等。

BmTX蠍毒素基因組結構

第二類是Noxiustoxin（NTX）為代表，最早由墨西哥Centruroides noxius蠍的毒素中分離出，包括從5種蠍毒中分離出來的8種多肽，也是最早報導的蠍鉀離子通道阻斷劑。主要作用於電壓依賴性K⁺通道，延長動作電位持續時間，並且對Ca²⁺激活的K⁺通道（KCa）也有微弱的抑制作用。此類毒素有80%的胺基酸序列相似性，而與第一類蠍毒素僅有40%的相似性。NTx能夠以劑量依賴的方式可逆地阻斷魷魚軸突標本的延遲整流鉀離子通道、大鼠骨骼肌標本中的BKCa和人T淋巴細胞中的電壓依賴型鉀離子通道。類似的毒素還有MgTX、CoTX1、CITX、TsKa和HTX等。

第三類是以Kaliotoxin（KTX）為代表，最早從北非蠍Androctonus martetanicus mauretanicus的粗毒中分離得到，包括從7種蠍毒中純化到的9種多肽，由37-38個胺基酸殘基組成。此類毒素有80%-90%的胺基酸序列相似性，而與第一、二類相比有40%-50%的相似性。可以阻斷電壓依賴性鉀通道，包括高電導Ca²⁺激活的K⁺通道（BKCa）。類似的毒素還有Ag-itoxin 2（AgTX 2）、AeTX 3、KTX 2和KTX 3等。

鉀通道結合模式

第四類是以LTX1、P05、BmP05為代表的毒素，它們均由31個胺基酸殘基組成，有84%的胺基酸序列相似性。它們對小鼠的毒性很強，腦室注射的半致死量低於2μg/kg鼠，可以與apamin競爭結合鼠腦突觸膜上的apamin受體，能特異性地阻斷不同細胞類型中的低電導、Ca²⁺激活、apamin敏感的鉀離子通道（low-conducta-nce，Ca²⁺-activated，apamin-sensitive K⁺channel，SKCa）。

第五類為TSK毒素，由巴西產蠍Tityus serru-latus毒素中分離的一種35肽，在C端含有獨特的-Cys-Asp-Cys-三肽結構。特異性作用於apamin敏感的小電導Ca²⁺激活的K⁺通道（SKCa）。且RodriguesAR等學者發現TsTX-Ka可高親和力、可逆性地阻斷爪蟾卵母細胞上Kvl.3通道（Shaker K⁺通道的一種亞型）。

第六類是以MTX（Mauxotoxin）為代表，由北非蠍Scorpio maurus毒素中分離出，包括3種蠍毒中分離到的5個多肽，大小介於34～37個胺基酸殘基之間，MTX分子中含有與其他毒素位置不同的4對二硫鍵，為：C1-C4，C2-C5，C3-C6和C7-C8。其他幾種的配對方式為：C1-C5，C2-C6，C3-C7，C4-C8。可阻斷電壓依賴性K+通道，如果蠅的ShakerK⁺通道、Apamin或KTX敏感的K⁺通道。類似的毒素還有Pi1、HTX1、Pi4等。

第七類為以P01為代表，由28-29個殘基組成，包括從3種蠍毒中分離到的4種多肽，是迄今發現最小分子的蠍毒素組，有76%的胺基酸序列相似性。主要作用於apamin敏感的小電導Ca²⁺激活K⁺通道（SKCa），但相對結合能力較弱。對小鼠都毒性很弱（腦室注射至mg水平仍無反應）。因此，儘管將這4個多肽由於結構類似而被歸入鉀離子通道毒素類，但是它們的主要的功能還有待發掘。類似的毒素還有BmP01和LPII等。

第八類是以BmP02為代表，包括從兩種蠍毒中分離到的3個多肽：BmP02、BmP03和LP1，由中國產蠍Buthus martensi Karsch粗毒中分離的28肽，含有3對二硫鍵，氮基酸序列僅有1個殘基差異。微弱作用於apamin敏感的小電導Ca²⁺激活的K⁺通道（SKCa），對小鼠沒有致死毒性。進一步研究表明BmP02能夠減弱兔心肌細胞的瞬時外向鉀離子流，因此認為BmP02可以作為研究瞬時外向鉀離子通道的工具。

第九類是以BTK-2為代表，由印度紅蠍Buthus tamulus的粗毒分離所得的一種K⁺通道阻斷劑，有32個胺基酸通過6個保守的cys交聯組成，分子量為3452Da。BTK-2與其他K+通道阻斷劑有40%-70%的序列相似性。

當然，這種分組並不是絕對的，各類毒素之間不論在結構上，特別是在生物活性方面都有交叉重疊現象，比如CTX除作用於BKCa外，還作用於淋巴細胞中的Kv，果蠅shaker的Kv，爪蟾卵母細胞表達的A型通道（KA）以及來源於Aplysia的SKCa等；NTX除了抑制Kv外，對鈣激活鉀通道（KCa）也有弱抑制作用；MTX除了抑制shaker鉀通道以外，還抑制apamin和KTX與大鼠腦突觸體膜的結合。

蠍毒素基因內區對比

鈣離子通道

這類毒素只分離到了兩個：IpTxA和Maurocalcine，從蠍Pandinus imperator和Scorpio maurus palmatus的粗毒中分離得到，均由33個胺基酸殘基組成，分子中有3對二硫鍵，同源性達82%，對小鼠的LD50為20μg/鼠，能夠可逆地作用於肌肉型Ryanodine受體（RyRtype 1），使細胞處於持久的亞通透狀態。

鈣通道毒素富含鹼性殘基，可以與細胞膜上荷負電的脂肪酸分子相結合，破壞脂雙層後進入膜內與胞內Ryanodine受體相作用。與RyRs結合的分子機制同雙羥基嘧啶受體II-III環相同，通過與Rryanodine受體之間的作用，激活內質網中Ca2+的釋放。

氯離子通道

氯通道毒素（chlorotoxin）是從Leiurus quinquestri蠍毒液中經過凝膠過濾，及HPLC分離純化得到的一種多肽，它對神經膠質瘤特有的氯通道（gliomaspecific chloridechannel，GCC，在正常腦組織中則不含有）有特異親和力。分子量為4070，有4個二硫鍵，由36個胺基酸殘基組成。類似的毒素還包括BeI1、BeI5、AmmP2等。氯毒素可抑制原發性腦膠質瘤的侵襲、轉移。

分子量

按其分子的大小，可被分為長鏈和短鏈兩大類。長鏈毒素主要作用於可興奮細胞的Na⁺通道，主要成分是一類由60-70個胺基酸殘基組成的單鏈神經毒素（Neurotoxic polypeptides），它們作用的靶位主要是在神經可興奮膜上的電壓依賴性鈉離子通道（Voltage-dependent Na⁺channels）；而短鏈毒素則能作用於Ca²⁺通道、K⁺通道或Cl^-通道。

作用機制

按作用機制可分為神經毒素和細胞毒素。

作用對象

按作用對象可分為哺乳動物毒素（MTx，在粗蠍毒中含量高達10%-50%），脊椎動物毒素，昆蟲毒素，即抗昆蟲蠍毒素（ITx，在粗蠍毒中含量低於1%），甲殼動物神經毒素（CTx）。其劃分的依據是根據把一定劑量的蠍毒多肽注射進不同的實驗動物小鼠、麻蠅或家蠅、等足類甲殼動物，或將藥在不同的離體動物或離體標本所表現的中毒反應，相應地進行分類。其中哺乳動物毒素根據藥理和電生理效應又可分為 α 和 β 兩型，α 型毒素通過抑制細胞膜上鈉離子通道失活而使鈉電流衰減，動作電位時程顯著延長，而 β 型毒素主要影響鈉通道的激活，使電壓依賴性的鈉激活曲線移向較負的膜電位，即去極化引起的興奮效應。不過現有研究表明，對MTx和CTx的定義並不嚴格分明，MTx和CTx對3種動物均有不同程度的毒性，只不過對哺乳動物和甲殼動物的麻痹作用更敏感而已，而ITx的定義相對較為合理些。

1971年，Zlotkin等率先從非洲蠍Androctons australis純化出抗昆蟲蠍毒素Aa IT，並建立了抗昆蟲蠍毒素的鑑定方法，該方法採用麻蠅Sarcophaga foalconta幼蟲為鑑定材料，後來陸續也有採用家蠅、蟑螂、蝗蟲等昆蟲。依據作用效應可將其分為具有快速收縮型麻痹效應的CP型（excitory-constractive paralysis）和引起昆蟲肌肉緩慢鬆弛直到完全麻痹的FP型（flaccid-depressant paralysis）。

如以受體位點及電生理作用為分類依據，ITx可進而分為4類：興奮（exceitory）型、抑制（depressant）型、α›型和β型。當然，在抗昆蟲蠍毒素中，對哺乳動物（或甲殼動物）和昆蟲都有毒性的毒素也有存在，不過其中有些毒素對昆蟲的毒性遠大於對哺乳動物的毒性。

毒理

毒性

用序貫法測得蠍毒最小致死量對兔為0.07mg/kg，小鼠為0.5mg/kg。小鼠靜脈注射蠍身煎劑的LD50是6.148g/kg，蠍尾為0.88g/kg。不同地區產的蠍毒可能差異很大，遼寧產蠍毒對小鼠腹腔注射LD50為10.3mg/kg，河南和山東產蠍毒對小鼠腹腔注射LD50為2.4mg/kg。河北產蠍毒對小鼠靜脈注射LD50為2.79mg/kg，抗癲癇肽對小鼠靜脈注射最大安全量為5.6mg/kg。AEP對小鼠靜脈注射的最大安全量為5.6mg/Kg，廣州產蠍毒的LD50為3.38mg/Kg（未註明給藥途徑）。

五類蠍動物毒素占支配地位胺基酸

毒性反應常常表現為呼吸系統毒性反應與神經系統中毒反應。蠍子叮咬後幾分鐘內就能起症狀，通常5h內症狀會達到最嚴重程度。主要表現為局部灼痛，感覺過敏，紅腫和淤斑；和瞳孔散大，眼球震顫，唾液分泌過多，吞咽困難和躁動等中樞神經系統、自主神經系統症狀；偶爾表現出呼吸和心臟衰竭，甚至死亡。世界各地被不同高危險性蠍子叮咬的受害者都具有相似的症狀，如大量釋放兒茶酚胺、胰高血糖素、皮質醇、血管緊張素II、胰島素以及血糖水平上升等激素水平，最後多功能器官衰竭而死亡。給予麻醉家兔靜脈注射蠍毒0.5mg/kg，使其動脈血壓升高，心率減慢，心律不齊，呼吸頻率逐漸減慢，最終因為呼吸停止而死亡。蠍毒還可對細胞色素氧化酶和墟泊酸氧化酶系統產生影響，使得胎兒骨化中心延遲或消失，致使胎兒骨骼異常，具有致畸作用。蠍毒對人血淋巴細胞不具備誘變作用，但可產生明顯的細胞毒性作用。

融合蠍毒素蛋白的生物學活性及殺蟲效果檢驗

研究表明，蠍毒在體內作用迅速，但半衰期短，全身急性中毒症狀在數小時後即有可能好轉，最多延遲1-2天。蠍毒經腹腔注射可迅速擴散至全身（不通過血腦屏障），而蠍毒灌胃的LD50是腹腔注射LD50的數百倍，灌胃抗癌的有效劑量與後者相當，因毒性蛋白不易通過胃腸黏膜，加上有胃酸作用，一般中毒症狀不明顯。因而蠍毒作為抗腫瘤藥物口服安全係數較大。在蠍毒抗腫瘤的套用過程中，如患者上消化道黏膜有缺損或胃酸分泌較少，則口服劑量應嚴加控制，以防中毒。

作用機制

鈉離子通道

作用於鈉通道靶受體結合位點4上的毒素被框定的僅有α型。它們主要產自南北美洲的蠍品種。其中CssII毒素被認為是作用於該位點的標誌性調製劑。它們一般由60-66個胺基酸殘基組成，位於其分子一側的疏水性區域被認為可能在促進毒素與其靶受體結合位點的相互結合過程中起重要作用。

作用於氯離子的蠍毒素多肽

β-蠍毒素與其靶受體位點4的高親和性結合可使鈉通道的激活相電壓朝超極化方向移動，而對鈉通道的失活相幾乎沒有影響。該類毒素在靶受體上有兩個高親和性平衡態結合位點（Kd=0.1nmol/L和5nmol/L），它們與其靶受體位點的結合不受細胞膜電位和其他毒素的影響。但不同β-蠍毒素之間能夠相互競爭結合。β-蠍毒素只有在通道預先去極化開放的前提下才能偏移鈉通道的激活閾電位，它的結合依賴於受體位點特定的構象。電壓感受器捕捉（Voltage-sensorTrap-ping）模型認為：在預先去極化刺激下，誘發鈉通道開放，電壓感受器S4片段向外移動，β-蠍毒素可與靶受體位點IIS3-S4環結合，即與IIS4片段的胞外區相互作用，穩定地捕捉到S4片段，使它保持在活化位置。定點突變實驗證實，鈉通道β-亞單元的多個胞外環是β-類蠍毒素的高親和力結合位點，其中同源區域II的S1-S2胞外環和S4片段胞外末端的S3-S4環最為重要。位於IIS3-S4環的Gly-845殘基和位於IIS1-S2的Pro-782殘基也是β-蠍毒素的高親和力結合位點之一，且Gly-845是β-類蠍毒素改變電壓依賴性活化向超極化方向移動的必要因素。

另有兩類長鏈蠍毒素即興奮型和抑制型抗昆蟲毒素也被歸屬於β類蠍毒素亞型。它們大多產自於歐亞大陸的蠍品種，具有類似於β-蠍毒素的作用方式：均能影響昆蟲鈉通道的活化過程；與昆蟲靶受體的結合不依賴於膜電位；它們在昆蟲神經標本上的結合能被β-蠍毒素競爭取代。興奮性抗昆蟲毒素與昆蟲鈉通道只有單一的高親和力、低結合容量結合位點；抑制性抗昆蟲毒素則在昆蟲神經細胞膜上有兩個不相關的靶受體結合位點：一個為高親和力低結合容量位點，另一個為低親和力高結合容量位點，其中高親和力位點與興奮性抗昆蟲毒素的結合位點十分接近，但並不完全雷同。分子結合實驗提示，昆蟲鈉通道結構域I，III，IV的膜外區域可能構成了抗昆蟲毒素的複合結合位點。

鉀離子通道

被蠍子叮咬的人出現高鉀血症或者低鈉血症，蠍毒中包含的大量離子通道阻斷劑干擾了正常鈉鉀平衡。內皮細胞不表達電壓門控鈣通道，但是鈣穩態對於內皮細胞的功能具有非常重要的作用。細胞膜上表達的K⁺通道被認為是調節細胞膜電位，以此來影響胞內鈣水平。K⁺通道參與神經元的調節和心電模式，肌肉的收縮，神經遞質的釋放，激素的分泌，細胞分泌物的調節和淋巴細胞的激活。內皮細胞膜上主要有4種鉀離子通道：大電導鈣激活鉀通道（BKca）、中間電導激活鉀通道、小電導鈣激活鉀通道和電壓門控鉀通道。

Martentoxin 對胞內鈣穩態的影響

內含子

不同的毒素基因類型，其內含子的大小明顯不同，呈現明顯的超家族分布，Na⁺通道毒素的內含子大多在300-590bp之間，內含子較長，有3個則更長；而K⁺通道毒素及Cl^-通道毒素的內含子在74-125bp之間（長鏈K+通道毒素除外），內含子較短；有些毒素基因則不含有內含子。這些不同類型毒素基因可能起源於同一種原基因，其內含子與外顯子協同進化，有一些基因的內含子在進化過程中被切除。內含子大多插入信號肽之中某一胺基酸密碼子的第1位與第2位鹼基之間，距離該基因起始（ATG）43-55bp之間。α類Na⁺通道毒素的內含子一般插入-4位小的非極性胺基酸編碼鹼基之中，β類Na⁺通道毒素的內含子則一般插入在-4或-6位非極性或極性胺基酸編碼鹼基中；K⁺通道毒素和Cl^-通道毒素插入-5-10位的胺基酸之中。

作用於K+通道的蠍毒素分子

膜毒素

國內外學者通常認為蠍毒的毒性主要是通過影響細胞膜上的鈉、鉀離子通道而發揮作用，但也有人認為蠍毒可能是通過與細胞膜上的膜脂-膜蛋白相互作用產生其生理與藥理作用的，所以，也稱蠍毒為“膜毒素”。有人用山東產的馬氏鉗蠍新鮮粗毒為原料，經CM-Sephadex G-50和SP-Sephadex C-25兩步層析，得到3個純化部分，其毒性最強的BmK4 LD50=0.34Lg/g體重，比粗毒提高40～100倍（粗毒LD500.34Lg/g體重），分子量分別為6600，5000和8500；等電點分別為8.7，9.1，9.1。實驗發現，純化的峰Ⅲ對人紅細胞膜的Na⁺-K⁺-ATP酶具有類似烏本苷（ouabain）的抑制作用，10-6mg/mL時抑制率可達25%～40%，純化的3個組分還可降低人紅細胞膜的流動性，說明蠍毒的毒性作用與其對細胞膜的相互作用有關。但這方面研究很少。

解毒

對於蠍子叮咬傷害，中國古書上曾有一些相關治療方法。陶隱居在《集驗方卷九》中云：蠍有雌雄，雄者螫人痛止在一處；雌者痛牽幾處。若是雄者用井泥敷之，溫則易；雌者當用瓦屋溝下泥敷之。又云：曾經螫毒痛苦不可忍，諸法療不效，有人令以冷水漬指亦漬手，即不痛，水微暖復痛，即易冷水，余處不可用冷水浸，則以故布拓之，小暖則易之，皆驗。《本草備要 鱗介魚虫部》中對蠍毒的治療描述為：人被蠍螫者，塗蝸牛即解。臨床上需要通過早期治療來盡力挽救患者性命。治療藥物通常包括：哌唑嗪、血管緊張素轉換酶（ACE）抑制劑、胰島素、抗毒血清等。

早期宜用1：5000高錳酸鉀溶液洗胃，然後內服活性炭20-30g。靜滴5%葡萄糖鹽水2000-3000mL，促進蠍毒素排泄，以達到水電解質平衡。中毒後出現全身症狀者，予10%葡萄糖酸鈣10ml靜滴；10%水合氯醛保留灌腸；阿托品1-2mg肌肉注射；可的松100ml靜脈滴注，同時給予抗組織胺藥物，防治低血壓、肺水腫；也可注入抗蠍毒血清，能夠迅速緩解中毒症狀。中醫治療方法：金銀花30g，半邊蓮9g，土茯苓、綠豆各15g，甘草9g，水煎2次，合在一起，早晚分服，有中和毒性或解蠍毒毒素的作用。研究報導顯示，抗蠍毒血清與哌唑嗪聯合使用能夠大大提高患者的恢復速度，而抗毒血清scorpion-specific F（ab´）對重症兒童患者使用後，4h內就能夠解除臨床綜合症狀。

套用

蠍作為藥物早在至少宋代就已經得到廣泛套用，歷代醫家論述全蠍功效大體類似，即走竄之力迅速，能走竄四肢、搜盡一身之風邪，並能引諸藥達病所，為治風要藥。治療小兒風癇、口眼歪斜、痎瘧、骨節疼痛、諸風瘡、女人帶下之證。一切內虛似風之症切忌。但蠍毒類似蛇神經素，服藥不當或過量的不良反應包括嚴重的過敏反應，臨床上表現全身剝脫性皮炎、大皰性表皮壞死松解症和劇烈腹痛。而且全蠍對心血管、泌尿系統也有損害。患者用藥後可能出現心悸、心慌，心動過緩，血壓升高，繼之血壓突然下降，小便澀痛不利，尿少，尿蛋白等反應。而且蠍毒對骨骼肌有直接抑制作用，可誘發骨骼肌自發性顫搐和強直性收縮，最後導致不易恢復的麻痹。全蠍提取液還可對非特異性免疫和體液免疫功能有抑制作用。而且，全蠍鹽制後，其有毒微量元素鈀含量明顯增高，提示鹽制後可能使其毒性增加。故臨床上應嚴格遵循其使用範圍、劑量及方法，應詳細詢問患者病史、既往史、過敏史，切不可忽視患者的體質及個體差異。對於連續用藥者，應加強監護，以防發生體內蓄積中毒。

傳統運用蠍毒素的方式都是“清水漂去鹽質，曬乾或微火焙用”，鹽製法確實可以提高Cu、Mn含量，且有毒微量元素Pb含量明顯降低。但全蠍的主要成分蠍毒素是一種毒性蛋白，長時間受熱大部分被破壞，影響藥效。根據研究資料看，鹽水煮的目的在於利用鹽的高滲作用，避免全蠍腐爛變質，雖然這樣實際上降低了主體成分蠍毒的作用。而鹽製造成處方量不準，鹽的成分不同對藥材各種元素含量有影響，並且降低了蛋白質、胺基酸等成分的含量，提高了總灰分與酸不溶性成分的含量，因此有人建議取消傳統的鹽水煮製法。

鎮痛

全蠍及其製劑對多種難治性疼痛有較好的抑制作用。中國對全蠍的鎮痛作用研究始於20世紀80年代，將全蠍蠍身與蠍尾分開，分別用100℃熱水提取，提取液過濾，調節等滲，pH7.2溶液，用大鼠和小鼠常規熱輻射用甩尾及醋酸扭體法測定，蠍身和蠍尾製劑不論灌胃或靜注，對小鼠內臟痛、皮膚痛及刺激大鼠三叉神經誘發皮層電位均有較強的抑制作用，可能是作用於中樞與痛覺有關的神經元而發揮鎮痛效應，蠍尾的作用比蠍身強5倍；鎮痛作用為粗製蠍毒的3倍，同時蠍尾較蠍身毒性約大6倍，鎮痛作用強度與劑量呈S型曲線，與阿斯匹林、安痛定和嗎啡進行比較，蠍毒0.89mg/kg作用與安痛定最大強度相似；蠍毒對皮膚灼痛亦有明顯鎮痛作用，效果隨劑量增加而加強。蠍毒還對三叉神經電刺激在皮層誘發電位的N波有明顯壓抑作用，0.15mg/kg蠍毒對N波抑制率與大劑量（10mg/kg）嗎啡相近。

雖然全蠍及其粗毒素具有一定的鎮痛效果，但如臨床直接套用則有較大的毒副作用。為減少這種副作用，一般是對蠍毒進行分離純化，提取出具有鎮痛作用的單一有效成份。有人用凝膠過濾及離子交換層析法從東亞鉗蠍毒中分離純化出一種蠍毒鎮痛活肽，蠍毒素-Ⅲ（Tityystoxin-Ⅲ，簡稱TT-Ⅲ），小鼠光熱甩尾法實驗結果TT-Ⅲ（0.424mg/kg）使痛閾（甩尾反應時間）提高4倍，側腦室注射TT-Ⅲ抑制皮誘發電位N波與等劑量嗎啡相似。利血平化後，對皮層誘發電位N波失去抑制作用。由側腦室注射注入5-HT後，TT-Ⅲ對N波抑制率恢復到68.9%。將蠍毒注射到大鼠側腦室，痛閾迅速明顯升高且能維持較長時間，表明蠍毒經外周給藥時，以某種特殊方式透過血腦屏障，作用於中樞某些鎮痛結構而發揮鎮痛作用。向大鼠中腦導水管周圍灰質（PAG）內微量注射蠍毒和嗎啡，以熱輻射為指標，作用強於嗎啡4倍，其機制可能在於蠍毒通過大鼠中腦導水管周圍起作用。

有人通過兩步層析法從粗毒中分離純化了鎮痛活性肽SV-IV，臨床驗證表明從蛛網膜下腔注入後可顯著壓抑屈肌反射，提示SVC-IV鎮痛機制與嗎啡不同，不是通過阿片受體發揮鎮痛作用。而且不但對大鼠急慢性軀體痛有顯著的抑制作用，並具有一定的促進神經再生之特殊功效。可能是由於其能改善神經損傷局部粗細神經纖維的形態和功能。套用離體腦片技術及細胞內生物電記錄方法研究表明蠍毒的某些活性物質對海馬區痛放電有抑制作用，其作用途徑一方面通過激活內源性阿片系統，另一方面增加乙醯膽鹼的釋放，從而協同蠍毒的鎮痛作用。且與血壓無關。已用大、小鼠及猴三種動物五種模型對蠍毒的依賴性進行評價，結果表明蠍毒不具備阿片類的身體依賴性。提示蠍毒有效鎮痛成份在臨床套用中不會產生像嗎啡樣的依賴性問題。

免疫

全蠍及其提取物可提高巨噬細胞的非特異及特異性免疫反應。通過單核-巨噬細胞碳粒廓清功能測定發現蠍毒乙醇提取物TSV可明顯增強巨噬細胞的廓清吞噬能力，以不同濃度全蠍粉混懸液對小鼠進行藥物干預，發現高、中、低劑量全蠍組均可明顯提高小鼠腹腔巨噬細胞對紅細胞的吞噬率和吞噬指數。原因可能是TSV刺激巨噬細胞分泌IFN-γ，從而使巨噬細胞分泌NO增加，且具有劑量-效果關係，而TSV對巨噬細胞分泌無明顯影響，說明可提高巨噬細胞特異性反應。這可能也就是全蠍作為傳統中藥能廣泛用於類風濕性關節炎、紅斑狼瘡等免疫性疾病的治療的機制之一。

有人對超低溫冷凍粉碎製成的全蠍粉進行了免疫功能試驗，結果表明，全蠍粉可促進小鼠巨噬細胞吞噬功能，促進溶血素、溶血斑形成，促進淋巴細胞轉化，說明全蠍粉對小鼠免疫功能具有較好的促進作用，可作為免疫興奮藥。通過分別給小鼠灌服全蠍與蠍身煎劑（2g/kg），6天后，發現小鼠網狀內皮系統對碳粒的廓清作用和血清半數溶血指數值均明顯降低，二者對非特異性免疫和體液免疫功能有相似的抑制作用。這說明不同的用藥方法作用有異，與臨床上治療腫瘤時常以全蠍粉吞服為用、治療痹症時常以煎劑入用是吻合的。

抗癌

蠍毒治療腫瘤的優點有許多，如蠍毒來源豐富，蠍毒有效成分較其他腫瘤化療藥物不良反應小，蠍毒不抑制腫瘤宿主的免疫功能，甚至增強機體的免疫功能，蠍毒對人直腸腺癌細胞有顯著抑制作用，而腺癌細胞對化療和放療不敏感等。研究已經表明，用蠍毒治療晚期肝癌、肺癌、鼻咽癌和胃癌患者，生存期較對照組有所延長。實驗證明，蠍毒小劑量 （半數致死量的1/10-1/30）具有明顯抗腫瘤作用及抗凝和促凝雙向效應，當然大劑量（亞致死量或超過半數致死量）則產生嚴重毒副作用。通過將乙醇加熱回流法製取的全蠍提取液注射於帶瘤小鼠皮下，發現可使網狀細胞肉瘤（SRS）和乳腺癌（MA-737）兩種瘤組織的DNA明顯減少，並使腫瘤生長得到明顯抑制。進一步研究發現，全蠍粗提物（全蠍粉經乙醇提取後進一步減壓、濃縮而得）可使體外培養的人體子宮頸癌細胞（Hela細胞）全部死亡脫壁，並呈現明顯的量效關係；不但對肺腺癌（LA-795）帶瘤小鼠的腫瘤生長有明顯抑制作用，還可防止其胸腺萎縮，恢復並增強胸腺的免疫功能，故停藥後機體對腫瘤的生長仍有較高的抑制率。

全蠍的醇製劑在體外能顯著抑制人肝癌細胞呼吸，並對結腸癌和人肝癌細胞的生長均有明顯抑制作用；對全蠍的不同部位進行分段提取，觀察到蠍尾提取物（灌胃法）對肉瘤（S180）接種前後的抑瘤率分別為45.0%和47.6%，而蠍體提取物則無抗腫瘤作用。表明蠍尾提取物對腫瘤兼有預防和治療的雙重作用。進一步研究發現，乾燥蠍尾的粗提物與蠍毒在成分及生物活性方面非常類似，均具有明顯的抗腫瘤作用。

蠍毒的抗癌機制並不太明確，研究認為，蠍毒可抑制Eca109，S180等多種癌細胞的生長，並使分裂指數及克隆形成率降低；對Eca109細胞具有細胞毒作用，並抑制Eca109細胞內線粒體脫氫酶的活性，使線粒體脫氧酶活性下降，導致細胞代謝降低，細胞缺氧，甚至因代謝紊亂而死亡，而蠍毒對正常人血淋巴細胞無誘變作用。實驗證明，蠍毒小鼠腹腔注射10天后，艾氏腹水癌帶瘤小鼠的生命延長率為52.04%-54.38%；停藥10天后，帶瘤小鼠的體質量抑制率尚為24.2%-31.1%，表明蠍毒對帶瘤小鼠的腫瘤抑制及延長其生命有意義。蠍毒的抗癌機制可能與其多肽有關，比如APBMV（antineoplastic polypeptide fromButhus MatensiiVenom）是從東亞鉗蠍中分離的多肽類物質，對人低分化鼻咽癌上皮細胞CNE 2Z、人早幼粒白血病細胞HL 60、人肝癌細胞株SMMC 7211、人胃癌細胞株MCG803、人食管上皮癌細胞株Eca 109、小鼠肝癌H22和小鼠黑色素瘤（melanoma B16）的生長具有明顯的抑制作用。

另外，蠍毒素含有的靶向氯離子通道阻斷劑也可能有其作用，比如腦神經膠質瘤細胞表現一種獨特的氯電流（稱GCC電流），且表達量與腫瘤惡化程度正相關，而該GCC電流形成的主要原因是由於腫瘤細胞表面存在的一種特異性氯離子通道的異常表達，而這種電流在正常細胞中表達量很低或不表達。

蠍毒在治療白血病方面可能有特效，因為粘附及侵襲是白血病發生髓外浸潤的重要環節。而蠍毒及其組分可以減少白血病細胞從骨髓內的逸出，抑制白血病細胞對血管內皮細胞的粘附及跨血管遷移，干預白血病細胞對細胞外基質的降解。通過對NOD/SCID小鼠注射白血病患者骨髓單個核細胞建立白血病小鼠模型，再給予不同濃度PESV觀察模型鼠體內MMP2、MMP9表達的變化，探討蠍毒阻抑白血病細胞外基質降解與髓外浸潤機制。結果顯示，給藥各組小鼠體內MMP2、MMP9表達水平均低於模型組，說明蠍毒對MMP2、MMP9過度表達具有抑制作用，其抑制效果與蠍毒濃度相關，證實蠍毒能有效地干預白血病細胞對細胞外基質的降解，阻抑髓外浸潤的發生。通過觀察比較小鼠外周血中白血病細胞狀況及小鼠生存狀態顯示，給藥各組小鼠外周血白細胞計數、血塗片及生存狀態也均優於模型組。說明蠍毒能夠降低動物模型體內白血病細胞的數量，抑制白血病細胞增殖。

有人以全蠍為主藥，配以解毒、扶正的中藥製成全蠍解毒液（全蠍、蒲公英、敗醬草、黃芪、黨參），治療急性早幼粒細胞性白血病患者，結果顯示全蠍解毒液能有效治療急性早幼粒細胞白血病。中國中醫研究院使用全蠍複方（全蠍6g，炙蜈蚣6g，僵蠶6g，土鱉蟲6g，蜂蜜500ml）治療29例白血病，緩解者有25-64.1%；食欲不振、臨床症狀及血象改善者有65-80%。

抗凝血

血栓形成的病理實質與血管受損、血流動力學改變、血凝異常、血小板功能亢進及纖溶活性降低等有關。通過全蠍提取液對家兔實驗性動脈血栓的影響研究，發現全蠍能明顯延長活化凝血活酶時間（APTT），凝血酶原時間（PT），凝血酶時間（TT）。說明全蠍對內源性及外源性凝血均有抑制作用。進一步研究表明全蠍液浸膏體以間接纖溶為主，在改變血液組分性質方面起抗栓作用。蠍毒纖溶活性肽對血管內皮細胞分泌纖溶因子的影響研究，表明蠍毒纖溶活性肽作用於內皮細胞，使t-PA活性增強，PAI-1活性降低，t-PA/PAI-1比值增大。同時發現全蠍提取液可通過抑制血小板聚集，減少纖維蛋白含量和促進纖溶系統活性等因素抑制血小板形成。

採用薄層色譜法和紙色譜法從蠍毒中得到的抗凝活性成分進行鑑定和分析。結果顯示全蠍抗凝活性成分中無生物鹼、糖類、甾體和萜類存在，雙縮脲反應法顯示為蛋白質和多肽物質。以0.3%的茚三酮為顯色劑，正丁醇：乙酸：冰醋酸：水（4：1：1：2）為展開劑，並用14種已知胺基酸作為對照品同時展開，首次從供試品中分離得到6個不同組分的斑點，樣品與對照品展開時有些胺基酸Rf值非常接近，在相同位置上有相同顏色的斑點，故推測該抗凝活性肽可能由天冬氨酸、賴氨酸、甘氨酸、酪氨酸等14種胺基酸組成。且該活性肽水溶液常壓下高溫煮沸不易破壞。

不同劑量的蠍毒活性多肽（SVAPS）可不同程度的抑制血小板聚集（P<0.05或P<0.01），SVAPS 劑量越大，凝血酶、ADP所誘發的血小板聚集率越小，即SVAPS抗凝血酶，ADP誘導的血小板聚集作用呈明顯量效關係。過蠍毒活性多肽對內皮細胞釋放PGI2和NO的影響研究結果顯示，蠍毒活性多肽濃度為1.5、10、20mg/L時均明顯表現出促進PGI2釋放作用。

許多中藥材里的宏量和微量元素對藥材的藥效藥性有很大的影響，而全蠍的主要活性成分是蛋白質、胺基酸等物質，其中蛋白質含量最高，無機陽離子的加入，可能與其中的蛋白質發生作用，使凝血時間縮短。

心血管

靜脈注射蠍毒60mg/kg，能使大鼠血壓升高，心肌收縮力增強，顯著改善左心室收縮功能，其升壓作用與腎上腺素α受體有關，正性肌力作用與腎上腺素β受體關係不大。靜脈注射蠍毒0.5mg/kg，能使麻醉兔左心室的內壓升高；在灌流液內加入蠍毒，能使離體豚鼠心臟的心肌收縮張力明顯增強，同時會引起心率減慢和心律不齊。蠍毒能增加兔乳頭肌的收縮力，並引起主動脈條收縮，可能與其激活細胞膜鈣離子通道，增加膜對鈣離子的通透性有關。

蠍毒和全蠍提取液對離體蛙心收縮和心率具有較強的抑制作用；蠍頭部和四肢的提取液對心臟收縮也具有抑制作用；尾部對離體心臟收縮則有興奮作用。另外蠍毒對血小板聚集功能的影響有助於減少斑塊形成，延緩動脈粥樣硬化進程。

抗癲癇

有人研究了河北產鉗蠍蠍毒及抗癲癇肽(AEP)對咖啡因、美解眠、士的寧誘發的三種小鼠驚厥模型的作用，並與安定進行了比較。結果顯示，AEP對抗咖啡因性驚厥的作用較強，驚厥發生率、驚厥程度、平均驚厥總持續時間、死亡率等四項指標均顯著下降，明顯優於安定;使美解眠性驚厥的四項指標亦明顯下降，但稍弱於安定;對士的寧性驚厥的作用強度與安定相似。蠍毒的抗驚厥作用較AEP弱，對三種模型的作用強度順序與AEP相同，與空白對照組比較無顯著性差異。

蠍毒的作用機理尚不明確，可能與單胺類神經遞質的釋放有關，它能減少γ-氨基丁酸（簡稱GABA）對中間神經元的損傷，並使GABA釋放量增加。提高大腦皮層GABA受體的集合活性和降低大腦皮層NMDA受體的結合活性，以使神經元興奮性有效地降低，從而起到抑制癲癇發作的作用。通過KA癲癇大鼠經蠍毒處置3周后，與實驗對照組相比，蠍毒治療後可防止KA癲癇大鼠腦內前深梨狀皮層T區κ阿片受體與NR2B免疫反應反應陽性細胞數下降，對癲癇的敏感性降低。蠍毒還能選擇性地增加癲癇敏感大鼠海馬強啡肽原mRNA（PDYN mRNA）、膽囊收縮素原mRNA（PCCK mRNA）表達，提示蠍毒能加強生理性抗癲癇作用。癲癇大鼠經BMK蠍毒處置後，腹側海馬門區PDYN mRNA陽性神經元數目明顯增加，表明蠍毒能翻轉腹側海馬門區PDYN mRNA的表達水平，選擇性地增強海馬門區DYN能抑制性中間神經元的功能。這很可能是其抗癲癇反覆發作的重要細胞分子機制之一。

蠍毒耐熱蛋白（scorpionvenomheresistantprotein，SVHRP）可誘導培養海馬神經元NPY陽性反應和NPYmRNA的表達。同時還發現SVHRP對KA誘導的原代海馬神經元的興奮毒性損傷具有明顯的保護作用，可能與SVHRP促進NPY合成有關。還能抑制急性分離海馬神經元電壓依賴性鈉電流，改變鈉通道的動力學特性，抑制其激活，促進其失活，從而降低神經元興奮性。BmKIM可以提高鈉電流的閾值，通過阻斷鈉通道而使谷氨酸的釋放減少來對癲癇起抑制作用。

蠍毒中的一系列短鏈肽能特異性地阻斷電壓門控的鈣離子激活的鉀電流，而鉀離子延遲電流的阻斷勢必會降低神經元的興奮性，從而減輕發作。還可以提高KA癲癇大鼠前深梨狀皮質T區Bcl-2蛋白的表達。全蠍初提液可以使KA癲癇模型大鼠DGCs、CA1、CA2、CA3椎體細胞核內c-Fos表達明顯減少，還可以抑制腦啡肽原（PENK）mRNA表達增加，從而可明顯降低海馬神經元興奮性及抗癲癇發作敏感性形成。全蠍還對caspase-8具有一定的抑制作用，同時也使生理性的抗癲癇機制增強。

進一步研究發現蠍毒抑制神經膠質細胞增生的機制主要是通過下調GFAP基因表達的轉錄因子，從而抑制GFAP的表達，防止膠質化的形成，是其抗癲癇反覆發作的重要機制。在馬桑內酯致癇的大鼠模型上，通過側腦室注射蠍毒素，發現癲癇發生率大大降低，且發作程度也有所減輕，其表現是給予蠍毒素的大鼠無任何大發作的行為，並且小發作的平均持續時間也顯著短於對照組，腦電圖多呈散在單個癇樣波，提示蠍毒素對癲癇發作時的神經細胞同步放電，放電的傳播有較強的抑制作用。

臨床套用

有人利用全蠍、地龍、僵蠶、石菖蒲、鬱金等藥，共蜜為丸，每丸 3g，白開水送服，用於治療癲癇病 607 例，總有效率93. 4 %。利用全蠍、天麻、膽南星、石菖蒲等組方製成消癇靈散，按每千克體重0.15-0.3g，以0.2g為常用日服量，分3次溫開水送服，7周為1個療程。結果在110個病例中治癒38例，占34.55%；顯效37例，占33.63%；好轉27例，占24.55%；無效8例，占7.27%；總有效率達92.73%。還有人利用配伍全蠍的複方製劑平逆鎮癇丸，結合西藥卡馬西平等治療癲癇病76例，結果發作完全控制者9例，發作頻率減少75%以上者35例，發作頻率減少51%-75%者20例，發作頻率減少26%-50%者10例，發作頻率減少在25%以下者2例，總有效率達84.21%。

轉基因

有人通過根癌農桿菌葉盤法將構建在雙元載體上的昆蟲特異性蠍神經毒素AaIT基因轉化至中國南方楊樹N-106中，獲得轉基因楊樹。殺蟲實驗表明轉基因楊樹對一齡舞毒蛾（Lymantria dispar）幼蟲有明顯的抗性。還有人將昆蟲特異性蠍神經毒素AaIT的合成基因融合在編碼菸草花葉病毒的序列後面，一併插入表達載體pNGY-2，然後將重組表達載體轉入菸草NC89中，所獲得的轉基因菸草具有顯著的抗蟲害能力。