一群有毒的海洋蜗牛可能是下一代止疼药物的关键，同时也是其他神经系统疾病治疗药物的关键。但分离和开发这些药物可能需要一定的时间。David Holmes于最近一期Lancet Neurolgy杂志中报道。
当你看到“生物恐怖主义”这个词时，你首先想到的会是什么？转基因流感病毒、炭疽、天花？你肯定没有想到过蜗牛，但或许现在你应该再想想了。2012年《生物恐怖主义和生物防御》杂志中一篇文章为我们敲响了警钟。文中指出一种海洋蜗牛所产生的毒素可成为一种气溶胶状的生物武器，使得大批人群瘫痪。
图1. 芋螺蜗牛
令人放心的是，作者总结说，把蜗牛的毒素转化为致命的武器存在技术壁垒，但在其他的几个实验室中，科学家正在努力尝试将这些强效化合物用于更高尚的目标——缓解疼痛。
不像其他相对安稳生活的蜗牛种类，这种芋螺属的海洋蜗牛大概有700多种，他们是活跃的夜间捕食者。最小的种类捕食蠕虫或者小的无脊椎生物，而较大的种类捕食小鱼。他们通过一种鱼叉样的牙齿将致瘫痪的毒液注射进入猎物的体内。
与其他只产生一种或两种毒素的动物不同，每一种芋螺属蜗牛都可以产生含有数百甚至数千种毒素的毒液，称为芋螺毒素，且每一种蜗牛产生的毒液均不重合。其中以捕食鱼类为生的芋螺蜗牛尤其需要快速地麻痹它们的猎物，因此这些蜗牛的毒液对人类来说是最具有毒性的。研究者说一种称为地纹芋螺的蜗牛毒性最强。
芋螺毒素是一种能够与哺乳类动物中枢神经系统互相作用的微小肽类，有几种作用方式，其中最突出的为干扰离子通道的活性，包括在疼痛信号传递中起作用的钠、钾、钙离子通道。也正是这种阻断疼痛信号传导的能力使其在几年前掀起了新型强效镇痛药研究热潮。
更为重要的是，所有目前已知可能作为潜在镇痛药的芋螺毒素与阿片类药物作用受体不同，且能够避免许多由于阿片类药物所致的副作用，至少它不会有成瘾性。然而，先抛开其是否可以制成药物不说，单说芋螺毒素本身就存在很多挑战。据估计由芋螺蜗牛产生的毒素大概有7000多种，其产生时的浓度各异，依据蜗牛种类不同而不同。
首个突破出现在2004年，由一种称为僧袍芋螺蜗牛产生的毒液通过基因工程制成的肽类（Ziconitide）通过了美国FDA的批准，作为难治性疼痛的一种治疗方法。澳大利亚昆士兰大学结构生物和化学系主任David Craik说，“Ziconitide是海洋生物毒性分子可以作为市场药物的典型代表”。但它也并不是没有它自身的问题。肽类均存在不稳定性以及口服生物利用度差等问题，Ziconitide也不例外。
因此，Ziconitide只能通过鞘内注射的方式给药，即通过一种外科植入泵将其直接注入患者低位脊柱内。尽管这种方法可以精确地控制药量，但存在感染的可能以及手术本身的风险，应用不方便等因素使得Ziconitide的市场相对较小：它只获批用于晚期癌症或HIV患者。
此外，还发现了其他的一些与Ziconitide使用相关的问题，且发现自杀的风险增加。其他一些芋螺毒素相关的药物进行临床研发时也均遭遇了与Ziconitide相类似的困难，但Craik及其团队仍在寻求解决的办法。
除了芋螺毒素之外，Craik团队也在研究植物体内一种称为环肽类的蛋白质。其最初被用于植物抵御虫害之用，与Ziconitide不同，环肽类蛋白十分稳定。受到这种稳定的植物类蛋白结构的启发，Craik团队将一种芋螺毒素（α芋螺毒素Vc1.1）进行了重组（环化作用），产生了一种相对稳定的混合性毒素。
除了使芋螺毒素更加稳定之外，环化作用在神经病理性疼痛的大鼠模型中能够提供有活性的口服分子，该分子作用于GABA-B型受体。在临床前的研究中，Vc1.1已显示可有效治疗神经病理性疼痛。Craik说，“目前为止，尚未在人体中进行研究，但我们相信其在人体试验中也可以发挥作用。我们正在筹集资金以获得FDA批准开展人体试验的许可。”
目前为止在数以千计的芋螺毒素中只有一小部分明确了其药理作用，但除了疼痛领域以外，也可能应用于其他神经系统疾病的研究中。一种来源于地纹芋螺的中枢性烟碱受体拮抗剂可以用于治疗帕金森病，而其他α芋螺毒素也可能用于治疗阿尔茨海默病和尼古丁成瘾。去甲肾上腺素转运抑制剂或可能治疗注意力缺陷多动症或者抑郁症。
图2. 芋螺毒素与N型烟碱受体相结合示意图
有意思的是，许多芋螺毒素也可作为基础研究的工具，尤其是在明确特异性受体和离子通道如何发挥作用时。例如，直到发现ω芋螺毒素可以作为镇痛剂后，N型钙离子通道才被作为严重疼痛的一种药物治疗靶点，继而开发了针对这种通道的靶向分子。ω芋螺毒素也被用于钙离子通道亚型的研究中。使用不同芋螺毒素是为了更好的理解特定的离子通道的作用。
更广泛来讲，利用自然毒素的作用明确新的镇痛药物开发新靶点越来越成为神经科学的一种趋势。从蛇类到河豚，蜈蚣以及海葵，动物毒素为疼痛的机制和治疗方面都提供了新的见解。世界上大部分有毒动物的栖息地正在逐渐消亡中，只有一小部分自然毒素被认识到；从另一个角度讲，它们也更好地保护着我们的自然世界。
