出血毒素是主要的血循环毒素，能引起动物水肿、出血和组织坏死。这种毒素广泛存在于蜂蛇毒和响尾蛇毒中，眼镜蛇科只有眼镜王蛇蛇毒含有出血毒素，海蛇毒中至今还没有发现有出血毒素。响尾蛇毒和蝰蛇毒以能引起较强的局部效应著称，这种局部效应包括水肿、出血和组织坏死，它们无一不与其中的出血毒素有关。由于这种局部病理变化出现速度快，往往来不及施以抗血清治疗，因此很难治疗。这种病变往往使蛇伤病人的肢体坏死，有时不得不截肢，是蛇伤治疗中的一大难题。响尾蛇毒和蝰蛇毒引起出血作用的强弱依不同蛇毒及剂量大小而有变化，弱者只是引起伤口或注射部位皮内或皮下少量出血;较重者可以引起伤口或注射部位附近组织或肌肉大面积出血;严重者不但伤口或注射部位出血，而且可引起内脏器官(如肺、肝和肠等)广泛出血。在这种情况下出血毒素的出血作用是导致动物死亡的主要原因。
一、分离和纯化
由于出血毒素能引起严重病理变化，已经引起人们广泛的重视，但与对神经毒素的认识相比,仍然十分肤浅。这一方面由于出血毒素的分子量较大，而且有的还含有其他组分如碳水化合物等，给分离纯化带来一定的困难。事实上只是在近代层析技术被应用于蛋白质分离后，对出血毒素的分离纯化才成为可能,而神经毒素特别是突触后神经毒素有时仅经沉淀就可以部分纯化。另一方面是大多数出血毒素都不太稳定，并具有蛋白水解酶活性，在纯化过程中可以自动降解，这使分离出的出血毒素很难达到十分单一。
过去对出血毒素的分离多以下列4种蛇毒为材料，它们是：日本蝮蛇、美州矛头蝮{Bothropsjararaca)、黄绿恪铁头(J’rimeresurusflavoviridis)和巴勒斯坦蝰蛇。最初从蛇毒中分离出2种出血毒素，分别称为HR,和HR2。这2种毒素也是最早从蛇毒中分离出的2种出血毒素，它们都具有酪蛋白水解酶的活性。以后进一步发现HR2是由2种出血毒素组成的，可以通过Bio-Rex70柱层析分成2种出血毒素，分别称为HR2i^HR2b，实际上HR2b仍不够纯。最近Yanaha等对HR2b进行了进一步纯化，纯化后的HR21^5超高速离心和SDS-PAGE测定为纯蛋白，用SephadexG_75和SDS-PAGE测定所得的分子量分别为18000和18500,这说明HR2b是一种单体结构的蛋白质。Yanaha已经得到HR2b的晶体，晶体为薄片状结构，这是至今为止得到的惟一出血毒素晶体。由于没有获得单晶，所以还不能对其三维结构进行X光衍射。不管是HR2a还是HR2b都无蛋白水解酶活性，也无其他酶活性。Oshima等(1972)从蛇毒中分离出2种出血因子，分别命名为HR-I和HR-I。HR-I既无蛋白水解酶活性也无其他酶活性;HR-I具有蛋白水解酶活性，但特性与胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶和胰肽酶不同，它能够破坏舒缓激肽。从蛇毒中只分离出一种出血毒素HF2，该毒素具有酪蛋白水解酶活性。
Grotto等（1967)先从蛇毒中分离出一种酸性出血毒素，后来Ovadia等(1978)又从中分离出另外2种出血毒素，现把该毒中的3种出血毒素分别称为HR1.HR2和HR3，其中HR3无蛋白水解酶活性，而和HR2的蛋白水解酶活性很强。
近几年来对西部菱斑响尾蛇、尖吻複和东部菱斑响尾蛇(C.蛇毒中出血毒素的分离工作做得比较多。继Nikai(1982)和Sugihara从台湾产尖吻蝮蛇蛇毒中分离出4种出血毒素后，Mori等(1984)又从该毒中分离出一种出血毒素，命名为Ac5-proteinase，过去分离的4种出血毒素分别称为Ac!-proteinase、Ac2-proteinase、Ac3-proteinase、Ac4-proteinase。分离出的Ac5-proteinase在pH4.3条件下进行聚丙烯酰胺凝胶电泳和SDS-PAGE测定为纯蛋白。
除Ac4-proteinase无致死活性夕卜，其他4种出血毒素都兼有致死活性。Ac3-proteinase含有小量的碳水化合物(0.1%W/W)，其他4种出血毒素都不含碳水化合物。5种出血毒素的活性都能被EDTA、邻-菲咯啉和半胱氨酸抑制。它们的分子量从AC2-pr0teinase〜Ac5-proteinase分别为24OOO、25000、57000、33000和24000»徐洵等（1981)对中国皖南产尖吻蝮蛇毒中的出血毒素进行纯化，共分离出3种出血毒素，分别命名为AaHI、AaHI和AaHI，与台湾产尖吻蝮蛇毒中的出血毒素相比，没有二种出血毒素之间绝对相同的，它们之间确切的关系还需要进一步研究。Bjarnason和Tu(1978)以及Nikai等（1984)从afmr蛇毒中分离出6种出血毒素，分另丨〗命名为出血毒素a、b、c、d、e和f。Nikai纯化的出血毒素f和前5种出血毒素一样，都含有1个Zn2+。出血毒素f由572个氨基酸组成，分子量为64000,它不但能水解胰岛素B链，而且还能水解纤维蛋白原的T链,但不影响Aa和Bp链，所以不能使纤维蛋白原成为纤维蛋白凝块。出血毒素f因子在免疫特性方面与其他几种出血毒素不同，它具有致死活性，不但能引起局部出血，而且能引起内脏广泛出血。从Crofa/ws加ews蛇毒中只分离出一.种出血毒素，命名为ProteinaseH。这种毒素可能是该蛇毒中惟一的一种出血毒素，因为它的出血活性与粗毒的出血能力相当。ProteinaseH为单链糖蛋白，分子量为85700,具有酪蛋白水解酶活性，但不能水解精氨酸酯。EDTA可以抑制其出血和蛋白酶水解活性，被抑制后的出血毒素不能通过对Ca2+或Znh透析使活性恢复，有趣的是用苯甲磺酰氟处理可使活性恢复。a2-球蛋白是许多蛋白酶的抑制剂，用该球蛋白与ProteinaseH—起温育不能抑制其蛋白水解酶活性。Huang等(1984)对从棕点竹叶青蛇毒中纯化的出血毒素I(HR!)的性质进行了研究，并纯化出了出血毒素I(HR2)。用SDS-PAGE法测定HR2为纯蛋白，分子量为81500,含糖10%，由669个氨基酸组成，单肽链;只艮分子量为23500,由203个氨基酸组成。HI^和HR2都能水解纤维蛋白原、酪蛋白和合成底物，HR,的水解活性比HR2高得多。它们都不能水解TAME,也无PLA2活性。(3-巯基乙醇、抗血清能抑制它们的出血活性。EDTA能彻底抑制HR:的出血活性、纤维蛋白原溶解活性和酪蛋白水解活性。ED-TA也能够彻底抑制HR2的酪蛋白水解活性和纤维蛋白原溶解活性，但只能部分抑制其出血活性。加Zn2+(15mmol/L)可以使HR,出血作用恢复，但加Zn2+不能使HR2的出血活性恢复，这两种出血毒素都含有Zn2+。HR,的出血活性可能与它的蛋白水解酶活性有关，而HR2的出血活性可能与蛋白水解酶活性无关。Mandelbaum等（1984)从诺维特矛头蝮蛇毒中分离出2种出血毒素，称为NHFa和NHFb。它们都是酸性蛋白，等电点在4.2〜4.3范围内，都由一条肽链组成，分子量分别为46000和58000;NHFb的出血活性比NHFa大23倍，而NHFa的酪蛋白水解活性比NHFb高20倍;它们都是金属蛋白酶，都能被EDTA和1,10-菲咯啉抑制;NHFa和NHFb在抗原性方面十分相近，如果用抗B粗毒的马血清做试验，二种毒素的抗原性相同，但如用抗粗毒的家兔血清做试验，二者的抗原性有一定的差别。
除上述蛇毒外，一些学者还对其他一些蛇毒中的出血毒素进行研究。Mebs等(1982)从_喹anWans)蛇毒中分离出一种出血毒素，该毒素无酪蛋白水解活性，也无精氨酸醋酶活性，但有致死活性，其半致死剂量为1.6mg/kg。Sanchez等（1987)从Z.
蛇毒中分离出一种出血因子，命名为LHF-I。该因子为糖蛋白，用SDS-PAGE测定分子量为100000。它的出血活性与本身的酪蛋白水解活性有关。Sugihara等(1983)从产于中国的烙铁头蛇毒中分离出一种出血毒素，命名为Mucrotox-inA。该毒素分子量为94000,等电点4.3,含有3个Ca2+和2个Zn2+，不含糖。该毒素不能水解酪蛋白，也不具有致死活性。Kishida等（1985)进一步研究发现，它虽不能水解酪蛋白，但能水解二甲酰酪蛋白、胰岛素B链和纤维蛋白原。水解纤维蛋白原时先作用A(a)链，然后再水解B(p)链，但产物不能形成纤维蛋白凝块，这说明该毒素水解A(«)链和B(P)链的部位与凝血酶不同。MucrotoxinA能引起内脏广泛出血。Ovadia等(1987)从A-⑶蛇毒中分离出一种出血毒素，该毒素分子量为50000,为酸性蛋白。纯化的出血毒素的出血活性是粗毒的12倍。该出血毒素在pH6〜9范围稳定，在PH5.0或pH9.5时活性下降一半，在56℃条件下温育15min活性丧失。没有测出该毒素具有蛋白水解酶活性，它不能水解酪蛋白、明胶和合成底物。出血活性可以被EDTA抑制，而且不能通过加Ca2+或Zn2+恢复，也可以被蛇的血清中和。抗巴勒斯坦蝰蛇蛇毒的血清也可以中和该出血因子的出血作用，用免疫扩散检查发现有一条沉淀线，说明这两种蛇毒的出血因子有相似的抗原性。蛇毒与抗眼镜蛇毒血清产生广泛的沉淀反应，对其他三类蛇毒血清也有弱的沉淀反应。Civello等（1984)从响尾蛇蛇毒中分离出一种出血毒素，命名为出血蛋白酶IV。这种出血毒素经胰蛋白酶和从该毒中分离的另一种蛋白酶I处理，其活性不变，但处理后的出血蛋白酶IV经SDS-PAGE测定发现有部分被水解。
眼镜蛇毒一'般不含出血毒素，也不含内狀酶，但眼镜王蛇蛇毒比较特殊。Weissenberg等（1987)用SephadexG-75对该毒进行凝胶过滤，分出几个蛋白峰,其中峰1具有蛋白酶活性，但只有部分的组分有出血活性。粗毒和峰1的蛋白质都能水解酪蛋白和BAEE,还具有舒缓激肽释放酶的活性，但都不能水解胶原蛋白和明胶。该蛇毒的出血毒素较特异，它的出血作用依不同动物而不同，以家兔和野兔为实验动物时，该毒无出血作用，但能引起小鼠、大白鼠和家鸽出血。
有(或很弱)蛋白酶活性。由于这种偶合，使人们在这个问题上徘徊了半个世纪，只有在对许多出血毒素进行纯化后，才有了较正确的认识。现在看来出血毒素的出血作用与蛋白水解酶活性并没有必然的联系。首先，蛇毒中有许多蛋白水解酶，但大部分的蛋白水解酶没有出血活性;其次，自然界某些非蛇毒组分如细菌胶原酶等，虽然没有蛋白水解酶活性，但也有出血作用。蛇毒的出血毒素有些有蛋白酶活性，如蛇毒中分离出5种出血毒素，其中出血毒素a的出血活性较大，但蛋白水解酶活性却最小。Grotto(1967)从蛇毒中纯化出的1种出血毒素具有明胶水解酶的活性，大豆胰蛋白酶抑制剂或DFP可以抑制它的明胶水解酶活性，但不影响它的出血作用，这说明两种作用可以分开。Park(1961)认为出血作用和明胶水解作用由毒素的两个活性部位分别承担，抑制剂抑制了活性中心的明胶水解活性部位，从而引起酶活性的丧失。Ohsaka(1960)较先从蛇毒中分离出不具蛋白水解酶活性的出血毒素。他把从蛇毒中初步纯化的HR2通过Bio-Rex70柱层析分成2种不具蛋白水解酶活性的出血毒素HR2a和HR2b。Ovadia(1978)从蛇毒中分离出的出血毒素HR3几乎没有蛋白水解酶活性，只有弱的明胶水解酶活性。除此之外，0shima(1972)从蛇毒中分离的出血毒素HR-I以及最近Mebs(1982)从Bfrisanrtans毒中分离的出血毒素也没有水解酶活性。能够引起出血的动物毒除蛇毒外还有蜘蛛毒、蝎毒及壁虎毒，而它们有些没有蛋白水解酶活性。例如蜘蛛毒可以引起肠道出血，但并未发现该毒中含有蛋白水解酶，暗示它的出血作用与蛋白水解活性无关。还有部分学者认为出血活性和蛋白水解活性密不可分，他们的主要证据有以下几个方面:首先，在提纯的出血毒素中所谓没有蛋白水解活性的出血毒素极少;其次，几乎所有的出血毒素蛋白水解酶活性被EDTA等抑制时它们的出血作用也都消失，这说明二者的关系十分密切;再次，现有测定蛋白水解酶活性的方法不够灵敏，所用的酪蛋白-三氯醋酸沉淀方法只能测定对酪蛋白的水解作用，而且是活性较大的出血毒素，而那些对酪蛋白无水解活性的或特异性较小但对其他底物能水解的出血毒素却无法进行测定。这方面的例子不少，例如从烙铁头蛇毒中纯化出的出血毒素不能水解酪蛋白，但它能水解甲酰化的酪蛋白、胰岛素B链和纤维蛋白原，又如蛇毒中的HR3虽不能水解酪蛋白，但能水解明胶。即使最没有蛋白酶活性的HR2a和HR2b也能作用于分离的毛细血管基底膜并释放出肽和多糖。基底膜主要由胶原蛋白以及其他与多糖结合的蛋白质组成，HR2a和HR2t可能被某些因子激活，直接对基底膜中的蛋白底物进行作用。
出血毒素另外一个显著的特点是含有金属离子，其出血活性和蛋白水解酶活性能被EDTA等金属熬合剂抑制。过去对粗毒的研究表明，与蛋白酶活性以及出血活性有关的金属离子有Ca2+、Mg2+和Zn2+。Ca2+和Mg2+很容易经透析部分除去，对大部分蛇毒来说，失去部分Ca2+和Mg2+对出血活性影响不大，而对蛋白酶的活性有较大的影响。Zn2+很不容易透析出去，这说明它和蛋白质结合较牢固。以后的研究也表明绝大多数出血毒素都含有Zn，而且结合得较牢固。对从尖吻竣蛇毒中分离的出血毒素，Ac-Proteinase的Zn2+含量进行了分析，其结果与从蛇毒中分离的出血毒素HT-e相似，每个出血毒素的分子都含有i个zn2+，如果Zn2+被除去，两种毒素的出血活性和蛋白水解酶活性都消失。Nikai还比较了当时发现的所有具有蛋白水解酶活性的出血毒素，结果发现，不管何种蛇毒，也不管蛇分布在何种区域，其出血毒素中都含有Zn2+。当Zn2+被除去后，拉曼光谱的低频部分发生较大的改变，这说明Zn2+对出血毒素的作用关系极大。除去Zn2+还会引起出血毒素螺旋结构含量降低，自由松散结构含量增加和松散结构增加。Zn2+的丢失可能和出血毒素失去生物活性有关。从蛇毒中分离出来的出血毒素a、b、C、d、e和f都含有1个Zn2+，用EDTA和1，10-菲咯啉处理后，它们的出血活性都消失，用1,10-菲咯啉除去出血毒素e中的Zn2+，它的出血活性和蛋白水解酶活性消失，如再加Zn2+，则活性又恢复。未除去Zn2+前，对出血毒素e的C.D谱进行分析，发现二级结构中有23%的a-螺旋结构、6%的卩-折叠结构和H%的松散结构，当90%的锌离子被除去后，螺旋结构的含量下降到7%，而松散结构则增加了。由于Zn2+的除去还引起紫外吸收光谱的变化，这些变化与芳香氨基酸有关，Bjamason等人还认为Zn2+可能在分子中与Tyr的苯酸基结合。从蛇毒中分离出来的出血毒素Ac-Proteinase除去Zn2+也有与出血毒素e相似的结构变化。有些出血毒素除分子中含有Zn2+夕卜，还含有Ca2+，例如从蛇毒中分离出来的出血毒素MucrotoxinA就含有2个Zn2+和3个Ca2+.Zhang等（1984)对从蛇毒中分离出来的出血毒素I所含离子进行了研究，发现每个毒素分子含有一个Zn2+和二个Ca2+。它的活性可以被Ca2+加强，能被Zn2+轻度抑制。当用EDTA处理时，它的活性彻底消失。如对1，10-菲咯啉透析，其中50%〜80%的金属离子被除，出血毒素I的活性也降低50%〜80%。如果上述透析液中含5mmolCa2+，那么毒素的活性有90%保留，这说明Ca2+对出血毒素I的出血作用是十分重要的。C.D谱分析也说明Ca2+在稳定出血毒素I结构方面起重要作用，至于Zn2+的作用现在还不清楚，更不知道加Zn2+为什么能轻度抑制出血毒素I的活性。
出血毒素所含的金属离子多为Zn2+和Ca2+。有些学者认为Zn2+在维持出血毒素的酶活性及生物活性方面起重要作用。也有的学者发现Ca2+对从蛇毒中分离出来的Proteinaseb有稳定作用，Zhang等的研究和Oshima的实验结果相似。一般地说大部分出血毒素的活性依赖于Zn2+的存在，有些出血毒素则需要Ca2+。
Shutzman等（1980)报道EDTA不能除去金属蛋白中的Zn2+，Zhang等也发现在5mmol/L浓度条件下EDTA也不能除去AaHI中的Zn2+，但如用0.lmol/L的EDTA究较多，其目的是从分子水平上弄清各种出血毒素的抗原性之间的关系，为研制广谱抗出血毒素血清打下基础。人们对不同蛇毒组分抗原性关系的研究有很长的历史，已经积累了丰富的资料，过去人们多用粗毒和粗毒抗血清为材料研究不同亚种、不同种、不同属以及不同科蛇毒抗原性之间的关系。研究结果显示，亲缘关系越近，免疫交叉反应越强，抗原关系越密切。随着对蛇毒各组分的不断分离，人们逐渐开始对蛇毒某种组分在不同蛇毒中的抗原关系进行研究。最初多对不同来源的突触后神经毒素之间的抗原关系进行研究，以后开始对不同来源的膜毒素、PLA2以及神经生长因子各自的抗原关系进行研究。神经毒素、膜毒素和PLA2分子量都比较小，一级结构分析较容易。通过对一级结构比较，很容易发现它们的同源性。而对于神经生长因子和出血毒素，由于分子量比较大,有些还含有碳水化合物，所以对它们一级结构分析很困难，要想了解它们之间结构的关系，用抗原抗体反应显得十分重要，在某些情况下可称为惟一的方法。幸运的是，这些年在这方面的研究取得了很大的进展，下面作些介绍。
早先Mandelbaum(l976)从美洲矛头蝮蛇毒中分离出一种出血毒素HF2，Assakura等（1986)又从该毒中分离纯化出两种出血毒素HFi和HF3,并同时对3种出血毒素的免疫特性进行了研究。研究结果发现，尽管这3种出血毒素的理化特性以及生理活性有差别，但它们在免疫特性上相似，这说明它们的抗原性相似。Mandel-baum等（1988)比较了3种问属于矛头竣类和蛇毒中金属蛋白（包括出血毒素和蛋白酶)的免疫特性，发现不同出血毒素之间抗原性相似，而不同非出血毒素蛋白酶之间抗原性相差很大。Mandelbaum等（1989)还对响尾蛇毒和蝰蛇毒出血因子的免疫特性进行了比较。他们用抗HFi、抗HF2、抗和抗NHFa、抗NHFb(来自的家兔血清测定其他粗毒中出血毒素的免疫特性。结果发现矛头蝮类蛇毒出血毒素和响尾蛇各亚属蛇毒出血毒素抗原性相似，但类蛇毒之间的同源性更大。巨蝮类蛇毒、北美类蛇毒、亚洲蝰蛇类和蝮蛇类蛇毒的出血毒素和类出血毒素之间也有一定的相似性。蜂蛇中的咝蝰属(所汾)和蝰属类蛇毒的出血毒素能部分地被抗血清中和。Martinez等(1989)比较了蛇毒中几种出血毒素之间的抗原性以及其他响尾蛇毒出血毒素的抗原性。他们把r蛇毒中的两种出血毒素通过免疫方法制出单克隆抗体，然后用ELISA方法测定蛇毒中几种出血毒素之间的免疫活性以及其他响尾蛇粗毒中出血毒素之间的免疫活性。其他这些响尾蛇包括:C.
scutatus^Crotalusv-lutosus^Crotalusv.oreganussCrotalushorridushorridus^C.molossus.结果表明，不但aimr蛇毒中几种出血毒素之间抗原性十分相似，而且和其他响尾蛇出血毒素的抗原性也相似。总的来说，虽然出血毒素之间确切的同源性还不知道，但它们肯定在结构上有某种相似性，这种相似的结构可能和它们引起出血的活性位点有关。