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化武战争的景象:两位穿着化学武器防护服装的持枪士兵,摄于1991年2月。来源:ARMY IMAGE/MOD
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《禁止化学武器公约》。来源:opcw.org
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禁止化学武器公约成员国。来源:Wiki
显然,神经性毒剂的威胁并不能忽视,在各国政府继续销毁这些化学武器的同时,还应该加快研制神经性毒剂的特效解药,既可在战时最大程度减少突发神经性毒剂攻击时军人和平民的伤亡,也能在和平时期救治那些有机磷农药中毒的人。据世界卫生组织报告显示,每年全世界有上百万人遭遇有机磷农药中毒,数十万人中毒身亡,大多数集中在发展中国家,这是有机磷化合物对人类健康最常见的威胁。
人血清中的丁酰胆碱酯酶正是近些年发现的一种有机磷毒剂的特效解药。丁酰胆碱酯酶于1940年被美国科学家发现,起初人们以为它并没有什么重要的生理功能,以至于大家觉得不值得研究,因为有些人的体内缺乏丁酰胆碱酯酶也能健康生存和生育。直到1991年,美国陆军化学防御医学研究所的研究人员开展了一项动物实验,将从马血清中纯化的丁酰胆碱酯酶注射到猴子体内,发现这些猴子能抵御梭曼、沙林等神经性毒剂,展现出丁酰胆碱酯酶在防御有机磷神经性毒剂的重要应用前景,也掀起了丁酰胆碱酯酶的研究热潮。
随后,美国和其它国家的多个研究机构相继开展人丁酰胆碱酯酶抗有机磷毒剂的猴子、小型猪和小鼠等动物实验,以及一些初步的人体临床试验,均显示人丁酰胆碱酯酶能有效抵御有机磷神经性毒剂。人丁酰胆碱酯酶还有一个重要的优势,动物实验表明,动物体可以承受其内源蛋白含量的上千倍剂量,具有极高的耐受性,且没有明显的副作用,表明人丁酰胆碱酯酶具有开发成理想的神经毒剂解毒药的潜力。
丁酰胆碱酯酶解毒原理其实很简单,当动物体或人体内含有足够的丁酰胆碱酯酶时,有机磷毒剂会被其结合,从而失去结合乙酰胆碱酯酶的机会。不过,这种注射用的人丁酰胆碱酯酶用量较大,动物实验和人体实验显示,一个成年人的每次注射用量需达到2-5克,而天然的人丁酰胆碱酯酶主要从捐献的人血中提取,血清中的丁酰胆碱酯酶平均含量仅为4毫克/升,一个成年人全部血液中的丁酰胆碱酯酶平均含量也只有16毫克,因此人血清来源的丁酰胆碱酯酶难以满足大规模需求。
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丁酰胆碱酯酶。来源:RCSB PDB