蓖麻毒素

从法老第一次在文明的曙光中执政到今天，蓖麻豆植物蓖麻及其种子已经发挥了在科学、工业和战争的发展中发挥着重要作用。自古以来，种子是一种宝贵的油源，可用于照明和药用。阿尔索种子中共存的是一种毒素（蓖麻毒素邪恶的方式。本章回顾了蓖麻毒素的使用历史（蓖麻及其种子来源的背景信息）蓖麻毒素对文明的许多方面产生了影响。

蓖麻蛋白是一种由蓖麻豆植物蓖麻和主要在种子中发现。蓖麻毒素约占成熟蛋白质的5%种子是最有毒的天然存在物质之一。使用世界范围内用于生物燃料和石化的蓖麻豆产量增加替代品，人们越来越担心蓖麻毒素可能成为一种主要的由于其热稳定性、可访问性和易用性，生物恐怖仪器大规模生产。为了确保安全的食物供应，有必要适用于重要食品基质的检测方法。本次审查重点用经典动物方法检测不同基质中的蓖麻毒素生物测定到尖端分子方法。

蓖麻蛋白是蓖麻中发现的一种剧毒球状蛋白（凝集素）共产主义）种子。吸入蓖麻毒素粉尘或静脉注射蓖麻毒素约为1000倍毒性比口服蓖麻毒素强。蓖麻毒素、土壤矿物和其他物质之间的相互作用材料控制着分散蓖麻毒素的环境命运。蓖麻毒素被常见的土壤粘土矿物、蒙脱石（约350 g/kg）、伊利石（约50 g/kg）和高岭石（10克/千克）。蓖麻毒素也能有效吸附其他土壤物质：铁云母、针铁矿、方解石、，和腐殖酸钙，但活性炭的吸附作用很小。蒙脱石吸附5pH值为5时蓖麻毒素含量是pH值为10时的两倍。在pH值为7时吸附的蓖麻毒素大部分可以被解吸使用pH值为10的缓冲溶液。X射线衍射图显示蓖麻毒素的吸附膨胀蒙脱石夹层并将基底间距从~11.8º移动到~21.2Å. 纺织品、水果和蔬菜吸收了蓖麻毒素，但比土壤吸收的蓖麻毒素少得多材料。蓖麻毒素通过土柱淋洗的穿透曲线表明溶解的蓖麻毒素被土壤强烈吸附，最容易在沙质土壤中移动。蓖麻毒素易在沙土粉尘中移动，并集中在细尘颗粒中。蓖麻毒素在粘质土壤粉尘中不易移动，在细粉尘。使用PM10（<10μm）和PM2.5（<2.5μm）粉尘采样器的实验证明在细小的土壤灰尘。防尘化学品，特别是聚丙烯酰胺，减少了生成蓖麻毒素粉尘微粒。

蓖麻的商业生产，作为高价值羟基的来源脂肪酸受到商品蓖麻实际风险和感知风险的限制北美的生产。作物商品集团、监管政府各机构和大多数公众可能对其规模持保留意见生产一种油料作物，其生产的籽粕中含有高浓度的蓖麻毒素是饲料谷物或人类食品中的意外污染物，并被恐怖组织视为化学武器的潜在来源。一个成功的北美蓖麻产业必须确保蓖麻生产不会影响现有作物商品的质量或引起公众安全担忧。蓖麻籽的遗传解毒与垂直发育集成生产系统，功能上隔离蓖麻籽及其商业用途德克萨斯州和加利福尼亚州的研究人员正在开发这些产品。

从10个不同品种的蓖麻中获得蓖麻豆来自三个不同国家的不同商业来源。提取蓖麻毒素从每个品种的25克豆子中提取。产生的毒素产量从可以忽略不计到相对较高。使用了两种提取方法，一种方法平均产生的毒素是另一种的7倍。还原SDS-PAGE显示大多数蓖麻毒素提取物不仅具有A链和B链，还具有附加的条带具有与历史文献中记录的分子量相似的可比分子量。给予等量蓖麻毒素的小鼠腹腔注射（i.p.）的结果从不同品种中提取，毒性变化高达10倍。不管不同来源的蓖麻毒素、多克隆山羊抗蓖麻毒素抗血清和单克隆小鼠抗体（mD9）抑制了所有这些，将小鼠从5 LD中解救出来₅₀服用时的毒素一小时后通过静脉注射。

蓖麻毒素是一种有效的植物毒素，对公众健康造成了严重的关注其作为生物恐怖分子的潜在用途。接触蓖麻毒素会导致局部组织坏死全身器官衰竭导致数天内死亡。目前，没有美国。FDA批准的抗蓖麻毒素中毒药物或疫苗。因为接种疫苗可以提供保护有蓖麻毒素暴露风险的特定人群的实用预防策略人们对开发一种安全有效的疫苗来保护人类，尤其是士兵和急救人员。无毒衍生物的产生蓖麻毒素或蓖麻毒素A链（RTA）用作疫苗的最初尝试有几个使用福尔马林处理、化学脱糖或替代诱变的组或插入。大多数这些努力都导致了不稳定的蛋白质产品聚集在溶液，具有残留毒性，或以重组形式表达不佳。目前领先的重组RTA疫苗候选国RiVax（德克萨斯大学）和RVEc（USAMRIID）正在临床试验方面取得进展。本章回顾了蓖麻毒素疫苗开发的努力、挑战和进展。

抗体提供了对抗生物毒素影响的最佳防御。我们以前制作了一组45种不同的鼠单克隆抗体（mAbs）蓖麻毒素A链、B链和两条链上的决定簇。体外比较体内研究发现一种抗A链单克隆抗体，命名为RAC18对蓖麻毒素的体外中和和体内保护最有效。这里我们描述了提高这种单克隆抗体效用的实验。我们制作了一个通过将小鼠V区嫁接到人IgG1/上获得嵌合鼠/人抗体恒定区域，并表明其在体外和体内保持了充分的活性。我们还使用了根据我们的观察，一种产生高亲和力抗体的新方法杂交瘤细胞株对蓖麻毒素的抗性与抗体的亲和力成正比生产。我们在选择细胞时诱导AID依赖性V区突变蓖麻毒素浓度增加。我们能够分离出100倍以上的细胞对蓖麻毒素的抗性高于亲本杂交瘤，但抗体的质量没有不同。相反，细胞下调了细胞表面结构的表达被蓖麻毒素所束缚。这些结果证明了细胞的独特机制对蓖麻毒素的致命作用产生抵抗力。

抗蓖麻毒素保护性单克隆抗体（mAbs）的开发开始20世纪80年代初。自那时以来取得了很大进展。抗体具有很强的作为毒素解毒剂的发展潜力。这些可以使用预防或治疗中毒紧急情况。与许多其他治疗产品不同，抗体提供独特且靶向特异性高，血清半衰期长。有几种单克隆抗体它们目前正处于针对蓖麻毒素的医学对策的发现阶段中毒。本文综述了这些单克隆抗体，包括它们的抗蓖麻毒素机制，生成和体内功效。

小鼠单克隆抗体（mAbs）具有巨大的治疗潜力为临床应用而开发。然而，这些单克隆抗体的主要问题是它们的免疫原性是由于它们对人类的外来性。人性化，一个实现降低单克隆抗体中小鼠残留物的含量，可以减少其临床应用的免疫原性。人性化战略之一，互补性决定区（CDR）接枝是公认的和流行的，但它通常需要多个设计周期，这很耗时。CDR-grafting方法现在描述的是基于抗体序列的综合分析，及其分子模型的三维结构，以确定感兴趣的小鼠抗体，指导完成对人类CDR的粒化单周期抗体模板。采用基于单循环结构的方法创造首个人源化（>94%人）抗蓖麻毒素单克隆IgG抗体（结果出版并获得专利）。成功制造hD9抗体的步骤，被描述为帮助研究人员开发人源化抗体对抗威胁特工。

建立了一种基于细胞的高通量筛选分析（HTS），用于在普雷斯特维克化学图书馆筛选对抗蓖麻毒素的候选人。1120人筛选出的化合物中，只有7个被鉴定为蓖麻毒素抑制剂。二次筛选细胞培养证实只有乙氧基丙酮是蓖麻毒素的剂量依赖性抑制剂诱导毒性。在两项体内研究中进一步评估了乙烯醇。研究1：何时小鼠腹膜内注射5×LD50蓖麻毒素（1μg），预孵育ethotoin（1mg），所有小鼠存活（监测14天）。相反，对照组小鼠没有乙氧基丙酮的患者在2天内死亡。研究2：当小鼠被给予2×LD50蓖麻毒素（0.2μg）经鼻途径，然后通过多次口服/灌胃给药（在中毒后1、2、4、6、8和10小时）40%的小鼠在第14天存活。在相反，所有对照小鼠（那些接受无菌生理盐水的小鼠）在几天之间死亡3-9. 因此，通过一种途径（口服）给予乙氧基硫醇可以从给予蓖麻毒素的小鼠中拯救一些小鼠通过另一条路线（鼻内）。我们的研究结果表明，乙氧基丙酮虽然现在是一种废弃的抗惊厥药物，值得进一步研究和开发对抗蓖麻毒素生物威胁的潜在解毒剂。

制定针对蓖麻毒素的医学对策的主要困难（例如。被动抗体治疗）是需要使用真正的蓖麻毒素，附表1《化学武器公约》规定的化学品。Twinstrand Therapeutics公司。通过改变基因创造了一种良性但抗原完整的蓖麻毒素变体A和B链连接肽的序列（代表不到基因的4%）块翻译后处理和激活。类毒素蛋白在毕赤酵母表达中产生多肽链而不是二聚体系统符合良好实验室规范（GLP）。类毒素是体外和体内测定，其毒性比真正的蓖麻毒素低1000倍化验，允许给试验动物注射高免疫原剂量。Cangene公司该公司监督了一份合同，其中山羊接种了不同的时间表以及根据GLP的类毒素的剂量。DRDC萨菲尔德研究中心在涉及野生环境的挑战中评估合成山羊抗体的活性型毒素。山羊抗毒素抗血清被发现具有高抗蓖麻毒素中和活性。所描述的合作得到了国防部的支持加拿大CBRNe研究与技术计划的研发（CRTI）项目02-0007TA（2003-2005）。所有合伙人都慷慨捐赠In-Kind支持。

核糖体失活蛋白（RIPs）是一种能够特异性和不可逆地抑制真核细胞中的蛋白质合成。工厂RIP原型，蓖麻毒素是一种很容易从蓖麻中提取和纯化的强效毒素蓖麻。这种异二聚体毒素由一个与半乳糖结合凝集素亚基B，允许细胞表面结合和毒素进入大多数哺乳动物细胞。蓖麻毒素在微粒体范围内表现出效力，因此是极低致死剂量下具有剧毒性。由于其高度的系统细胞毒性蓖麻毒素的生产和流行被认为是一种可能的战争武器恐怖主义袭击，因此被列为潜在的生物武器美国疾病控制和预防中心。由于加热会使毒素方面，提取的蓖麻油已广泛应用于行业；例如，作为二冲程航空发动机用机油或润滑剂。然而，蓖麻油也有引起剧烈腹泻的有害影响。因此，甚至蓖麻油也被用作意大利法西斯政权下方便的恐怖武器来转化“红色”工人。如今，人们创造了更多和平和有益的药物用途。当然，最有希望的方法是利用蓖麻毒素作为抗癌武器。新颖蓖麻毒素的毒素部分与选择性肿瘤靶向相关的分子已经产生了用于癌症治疗的结构域。这方面最近的主要进展这个领域将在本章中讨论。