肉毒杆菌毒素(简称BTX或BoNT)是由一种革兰氏阳性厌氧菌肉毒杆菌产生的肉毒中毒的临床综合征可发生在摄入受污染的食物后,从婴儿胃肠道定植,或从伤口感染。
BoNT被分为7种神经毒素(标记为A、B、C [C1, C2]、D、E、F和G型),它们在抗原和血清学上不同,但结构相似。人类肉毒中毒主要由A型、B型、E型和(很少)f型引起。C型和D型只在动物中引起毒性。
各种肉毒毒素具有各自的效力,需要注意确保正确使用和避免用药错误。FDA最近对现有药品名称的修改旨在加强这些差异,防止用药错误。产品及其批准适应症包括:
OnabotulinumtoxinA (Botox®,Botox化妆品®)
肉毒杆菌®-颈肌张力障碍,严重的原发性腋窝多汗,斜视,眼睑痉挛,神经源性逼尿肌过度活动,慢性偏头痛,上肢痉挛
肉毒杆菌美容®-中度至重度眉间纹,中度至重度侧眦纹,即鱼尾纹
AbobotulinumtoxinA (Dysport®)-成人上肢和下肢痉挛、颈肌张力障碍和中度至严重的光斑纹;它也适用于2岁或2岁以上儿童的下肢痉挛
IncobotulinumtoxinA (Xeomin®)-上肢痉挛,颈肌张力障碍,眼睑痉挛,中度至重度的光斑纹,慢性唾液漏
PrabotulinumtoxinA (Jeuveau®)-中度至重度眉间纹
RimabotulinumtoxinB (Myobloc®)-颈肌张力障碍
BoNT分子被合成为单链(150kd),然后裂解形成具有二硫键桥的二链分子(见下图)。
轻链(~ 50kd -氨基酸1-448)作为一种锌(Zn2+)内肽酶,类似于破伤风毒素,蛋白水解活性位于n端(见下图)。重链(~ 100kd -氨基酸449-1280)提供胆碱能特异性,负责将毒素结合到突触前受体上;它还促进了穿过内体膜的轻链易位。
有关患者教育资源,请参阅程序中心,以及BOTOX®注射。
德国医生兼诗人贾斯汀·克纳(1786-1862)首先提出了肉毒杆菌毒素可能用于治疗的想法,他称之为“香肠毒素”。[2]
1870年,穆勒(另一位德国医生)创造了肉毒中毒这个名字。它的拉丁语形式是botulus,意思是香肠。
1895年,比利时的Emile Van Ermengem教授首次分离出肉毒杆菌。
1928年,加州大学旧金山分校的Herman Sommer博士首次分离出纯化的A型肉毒毒素(BoNT-A)作为稳定的酸沉淀。
1946年,爱德华·J·尚茨博士成功地在培养的肉毒梭菌中以晶体形式纯化了BoNT-A,并分离出了毒素。
1949年,Burgen博士的ASV小组发现肉毒杆菌毒素可以阻断神经肌肉的传播。
20世纪50年代,弗农·布鲁克斯(Vernon Brooks)博士发现,当将BoNT-A注射到高度活跃的肌肉中时,它会阻止运动神经末梢释放乙酰胆碱。
1973年,史密斯-凯特尔韦尔眼科研究所(Smith-Kettlewell Eye Research Institute)的艾伦·b·斯科特(Alan B. Scott)博士在猴子实验中使用了BoNT-A;1980年,他首次在人类身上使用BoNT-A治疗斜视。
1989年12月,BoNT-A (BOTOX®)被美国食品和药物管理局(FDA)批准用于治疗12岁以下患者的斜视、眼睑痉挛和面肌痉挛。
2000年12月21日,BoNT-A获得美国FDA批准用于治疗颈肌张力障碍。
2001年,英国批准了由Allergan公司合成的BOTOX®,用于腋窝多汗症(过度出汗)。加拿大批准BOTOX®用于腋窝多汗症,局部肌肉痉挛和眉纹皱纹的美容治疗。
2002年4月15日,美国食品和药物管理局宣布批准BOTOX®化妆品,可以暂时改善眉毛之间中等到严重的眉间纹(眉间纹)。2011年7月21日,美国FDA批准incobotulinumtoxinA (Xeomin)用于暂时改善成人患者中至重度眉间纹或眉间纹的外观。
2004年7月,美国FDA批准BOTOX®治疗严重腋下出汗,称为原发性腋下多汗症,不能通过局部药物,如处方止汗剂控制。
BoNT-A用于治疗不同慢性疼痛疾病的接受度正在增加。然而,除了慢性偏头痛,它还没有被美国食品和药物管理局批准用于任何慢性疼痛。
研究了BoNT-B的临床应用,目前已有几种产品上市(例如,美国的MyoBloc;NeuroBloc,在欧洲)。美国FDA于2000年12月8日批准MyoBloc用于治疗颈肌张力障碍,以减轻头部位置异常和颈部疼痛的严重程度。
在对血清型A和B产生免疫抵抗的患者中也正在研究使用BoNT-F。
2009年4月29日,abobotulinumtoxinA (Dysport)被美国FDA批准用于治疗成人颈肌张力障碍,以减轻toxin-naïve和以前治疗过的患者的异常头部位置和颈部疼痛的严重程度。
2010年3月9日,美国FDA批准onabotulinumtoxinA (BOTOX®)用于治疗中风、创伤性脑损伤或多发性硬化症进展患者肘部、手腕和手指屈肌痉挛。
2010年8月2日,美国FDA宣布批准incobotulinumtoxinA (Xeomin®)用于治疗成人颈肌张力障碍,以减轻toxin-naïve肉毒杆菌和以前治疗过的患者的异常头部位置和颈部疼痛的严重程度,并用于治疗以前用BOTOX®治疗过的成人眼睑痉挛。
2010年10月15日,美国FDA批准onabotulinumtoxinA (BOTOX®)注射剂用于预防成年慢性偏头痛患者的头痛。慢性偏头痛的定义是:有偏头痛病史,并且在一个月的大部分时间都感到头痛。
2011年8月24日,美国FDA批准onabotulinumtoxinA (BOTOX®)注射液用于治疗对抗胆碱能药物反应不足或不耐受的成年人因神经疾病(如脊髓损伤、多发性硬化症)相关的逼迫尿肌过度活动导致的尿失禁。
2013年9月11日,美国FDA批准onabotulinumtoxinA (BOTOX®)用于暂时改善中重度侧眦纹(即鱼尾纹)的外观。这是fda唯一批准的外眦纹药物治疗选择。
2015年7月16日,美国FDA批准Dysport®(abobotulinumtoxinA)用于治疗成人上肢痉挛(ULS),以减轻肘关节屈肌、手腕屈肌和手指屈肌肌张力增加的严重程度。
2015年12月23日,美国FDA批准Xeomin®(incobotulinumtoxinA)用于治疗成人上肢痉挛(ULS)。
2019年2月1日,美国FDA批准Jeuveau®(prabotulinumtoxinA)用于暂时改善成人中至重度眉间纹(与波纹肌和/或前喙肌活动有关)
肉毒毒素通过结合突触前的高亲和力识别位点上的胆碱能神经末梢,减少乙酰胆碱的释放,造成神经肌肉阻断效应。这一机制为毒素作为治疗工具的发展奠定了基础。
恢复是通过近端轴突发芽和肌肉神经再支配的形成新的神经肌肉连接。De Paiva和他的同事认为,最初的神经肌肉连接最终会再生
BoNT-A和BoNT-E分裂突触体相关蛋白(SNAP-25),一种含神经递质囊泡融合所需的突触前膜蛋白
BoNT-B, BoNT-D和BoNT-F分裂囊泡相关膜蛋白(VAMP),也称为突触brevin。
BoNT-C通过分裂靶膜蛋白syntaxin起作用。
表1。肉毒毒素类型,靶点,发现者和发现年份(在新窗口中打开表)
类型 |
目标 |
发现者 |
一年 |
一个 |
SNAP-25 |
乡下人 |
1904 |
B |
鞋面 |
Ermengem |
1897 |
C1 |
突触融合蛋白 |
本斯顿和塞尔登 |
1922 |
D |
鞋面 |
罗宾逊 |
1929 |
E |
SNAP-25 |
甘迅尼 |
1936 |
F |
鞋面 |
Moller和Scheibel |
1960 |
G |
鞋面 |
希门尼斯和奇卡雷利 |
1970 |
BoNT-A、onabotulinumtoxinA (BOTOX®;爱力根;Irvine,加利福尼亚州),abobotulinumtoxinA (Dysport®;日常的;巴黎,法国),incobotulinumtoxinA (Xeomin®;Merz Pharmaceuticals,法兰克福,德国),prabotulinumtoxinA (Jeuveau®;Evolus公司,圣巴巴拉,加利福尼亚州),CS-BOT(千叶血清研究所;千叶,日本)和中国BTX-A (Prosigne®;中国兰州生物制品研究所)药效不同。[6]
BoNT-A是由C肉毒杆菌培养物在实验室发酵制备的。粗肉毒杆菌毒素是一种分子量约为19万道尔顿的蛋白质。提纯后,用人血清白蛋白稀释毒素,装瓶,冻干(冻干),密封。
每个冷冻干燥的小瓶含有100单位(U)的BoNT-A在使用前用不含防腐剂的生理盐水(1-5毫升)重新配制。生产商建议在重组后的4小时内使用毒素。
BoNT-A的效力以小鼠单位(MU)测量。一单位的BoNT-A相当于在腹腔注射后3天内杀死一组20克瑞士韦氏小鼠(LD50) 50%的毒素量。
根据一份报告,1毫微克毒素含有约20u BOTOX®(即1u BOTOX®约等于0.05毫克毒素)。
根据另一份比较三种不同的BoNT-A制剂的报告,1毫克Dysport含有大约40亩,而1毫克BOTOX®含有大约4亩,1毫克CS-BOT含有大约15.2亩。
中位麻痹单位(MPU)被认为是一个更药理学相关的生物活性单位。基于Dysport和BOTOX®的MPU值的效价比的比较显示,这些配方之间的效价差异为2.44倍
70公斤成年男性BoNT-A的LD50为2500-3000 U (35-40 U/kg)。
BoNT-B对猴子的最小致死剂量为2400 U/kg。
临床上,1u的BoNT-A (BOTOX®)大约相当于3u的Dysport®
Xeomin®和Prosigne®的研究使用单位剂量与BOTOX®相当(1:1)。(9、10)
一项动物研究发现,Xeomin®含有最高的特异性神经毒素活性,其次是Dysport®,BOTOX®具有最低的特异性活性
标准化工作正在进行中,使用毒素的药理学相关作用的测量(例如,中位麻痹单位)。
BOTOX®小瓶含有氯化钠(0.9 mg)和人白蛋白(0.5 mg),蛋白质负荷为5 ng/100单位;Prosigne®小瓶含有猪明胶(5 mg),葡聚糖(25 mg)和蔗糖(25 mg),蛋白质负荷为4-5 ng/100单位的BoNT-ABOTOX®被认为比Prosigne®强1.5倍。
BoNT-B在美国以RimaBotulinumB (MyoBloc®)上市。这种制备是一种即食的解决方案,不需要重构;它有3个小瓶尺寸(即2500 U, 5000 U和10000 U),在冰箱中可稳定保存21个月。
肉毒毒素注射液的治疗用途[13][14]
局灶性肌张力障碍-不自主的、持续的或痉挛性的肌肉活动
颈肌张力障碍(痉挛性斜颈)[15,16,17,18,19]
眼睑痉挛(眼睑闭合)[20]
喉肌张力障碍(痉挛性发音障碍)[21]
肢体张力障碍(作家抽筋)
Oromandibular肌张力障碍[20]
Orolingual肌张力障碍
树干的肌张力障碍
痉挛——肌肉张力的速度依赖性增加[22,23]
中风(24、25)
颅脑损伤[26]
脑瘫
多发性硬化症
脊髓损伤
不自主肌活动的非张力性障碍
半面痉挛[27]
地震[28]
抽搐[29]
肌张力障碍和联动障碍
耳鸣(因镫骨肌[30]和腭板张肌[31]肌阵挛引起)
遗传性肌肉痉挛
夜间磨牙症[32]
牙关紧闭症[33]
Anismus [34]
斜视(眼球共轭运动障碍)[35,36]和眼球震颤
局部肌肉痉挛的慢性疼痛和紊乱
慢性腰痛[37]
肌筋膜疼痛综合征[38,39]
紧张性头痛[40,41,42]
慢性偏头痛[43,44,45,46]
药物滥用头痛
肱骨外上髁炎[48]
膝盖疼痛[49,50]
肩痛[51,52]
神经性疼痛[53,54]
平滑肌多动障碍
神经源性膀胱-逼尿肌反射亢进[55,56,57,58]
逼尿肌-括约肌协同困难[59,60,61,62]
良性前列腺肥大[63,64,65]
贲门失弛缓症[66,67]
巨结肠疾病[68]
Oddi括约肌功能障碍[69,70]
痔疮(71、72)
慢性肛裂[73,74]
雷诺氏现象[75]
化妆品使用
多动性面部纹(眉间皱眉纹、鱼尾纹)[76]
肥大的颈阔肌束[77,78]
出汗、唾液和过敏紊乱
腋窝和手掌多汗症[79]
Frey综合征,又称耳颞综合征(腮腺手术后脸颊味觉出汗)[80]
脑瘫及其他神经疾病患者流口水[81,82,83,84,84,85]
鼻过敏和过敏性鼻炎[86,87]
使用BoNT-A治疗不同类型的局灶性肌张力障碍已经得到了很好的研究,并被证明是非常有效的。注射肉毒毒素是治疗颈肌张力障碍(痉挛性斜颈)的首选方法。[15,16,88]。一篇Cochrane综述得出结论,单次注射BoNT-B对治疗颈肌张力障碍是有效和安全的。[89]这种注射在最短的时间内使患者获益的比例最高,并已在许多双盲、安慰剂对照试验中证明有效。
BoNT的副作用比其他药物治疗要少。BoNT注射治疗某些运动障碍(包括眼睑痉挛、面肌痉挛、口下颌肌张力障碍、颈肌张力障碍、局性肢体肌张力障碍、喉肌张力障碍、抽动症和原发性震颤)的有效性和安全性正在研究中。[90]
在Greene和他的同事进行的一项双盲、安慰剂对照试验中,55名之前在两项药物试验中未能找到缓解的患者以双盲方式接受BoNT或安慰剂治疗,并被跟踪12周。[91]当所有患者接受BoNT治疗后,开放期4周。6周后,61%的患者头部姿势有所改善,39.5%的患者报告疼痛减轻。与对照组相比,两项指标均有显著改善(P< .05)。在开放期,之前接受安慰剂的患者表现出类似的反应。总体而言,74%的患者在研究结束时病情有所改善。
Brans和同事的一项研究表明,在64名颈肌张力障碍患者中,84%的患者报告了在损伤、残疾、障碍和生活质量(QOL)方面的长期益处。[92]Mezaki等人都描述了他们使用日本a型毒素治疗颈椎和轴性肌张力障碍的经验。[93]每隔28-30天对精心挑选的活动量增加的肌肉反复注射,每次最大剂量为300单位。主观评分和客观评分只有在反复注射后才能得到最大的改善。
据报道,美国的BoNT-A治疗剂量为每个患者100-300 U。在一项双盲、安慰剂对照研究中,Poewe和同事证明注射1000 U的Dysport后改善的幅度和持续时间最大,但注射引起的不良反应明显更多。[94]研究人员建议使用较低的起始剂量500u的Dysport (1u的BoNT-A = 3u的Dysport)。通常使用每毫升不含防腐剂的生理盐水含有100u毒素。
注射是用一根涂有特氟龙的24号针连接到肌电图(EMG)机上进行的。那些临床和肌电图活性最高的肌肉被注射。通常,1次注射2-4块独立的肌肉,在较大的肌肉中,每块肌肉注射2-4个部位。
对于注射该化合物治疗颈肌张力障碍时是否需要肌电图指导,BoNT的使用者之间没有普遍的共识。然而,肌电图指导是有帮助的,特别是对于颈部肌肉不能充分触诊的肥胖患者。
在注射前确定与颈肌张力障碍有关的特定肌肉是很重要的。最常注射的是胸锁乳突肌、斜方肌、头脾肌和肩胛提肌。一项针对100名患者的肌电图研究发现,通常有2 - 3块肌肉异常。89%的旋转斜颈患者累及同侧头脾和对侧胸锁乳突肌,伴或不伴对侧头脾。侧结肠患者有同侧胸锁乳突肌、头脾和斜方肌受累,而双侧头脾活动产生后结肠。
毒素注射的有益效果通常在7-10天内显现。毒素的最大反应大约在4-6周内达到,平均持续12周。注射通常每3-4个月重复一次。
颈部无力、吞咽困难和注射部位局部疼痛是最常见的副作用。其他不良反应(如局部血肿、全身乏力、嗜睡、头晕、口干、发音困难、流感样综合征、邻近肌肉疼痛)也有报道。
大多数研究报告,每个治疗周期有20-30%的患者出现副作用。不良反应的发生率因所用剂量而异(即剂量越高,不良反应越频繁);然而,Jankovic和Schwartz报道并发症的发生率与BoNT的总剂量无关。[95]接受胸锁乳突肌注射的女性和患者的并发症发生率明显更高。
吞咽困难是最普遍的显著并发症,最有可能与毒素扩散到邻近的咽部肌肉有关。在Comella和同事的研究中,33%的患者在接受第一剂肉毒杆菌毒素后出现了吞咽困难。[96]这种并发症最常发生在注射胸锁乳突肌时,当毒素的剂量为100u或更少时,可以显著减少。
痉挛被定义为肌肉张力的速度依赖性增加。肌内注射BoNT已被研究并发现在多发性硬化(MS)、脑瘫(CP)、中风、创伤性脑损伤(TBI)和脊髓损伤(SCI)的痉挛治疗中是有用的。不同的研究已经证明了注射BoNT-A在管理痉挛方面的有效性
表2。肉毒毒素治疗不同疾病痉挛的研究(在新窗口中打开表)
临床诊断 |
作者 |
研究设计 |
多发性硬化症 |
贝奈克 博格-斯坦等[97] 斯诺等[98] Hyman等[99] |
非盲 非盲 双盲,安慰剂对照,随机,交叉 双盲,安慰剂对照,随机,剂量范围 |
脊髓损伤 |
Bohlega等人 Takenaga等人 |
非盲 非盲 |
脑瘫 |
[100]科曼等[101] Cosgrove等[102] 丘特里安和鲁特 丘特里安,鲁特和BTA研究小组 Corry等[103] Fehlings等[104] Wissel等人[105] Baker等人[106] Edwards等[107] |
非盲 双盲,安慰剂对照 非盲 非盲 双盲,安慰剂对照,随机 双盲,安慰剂对照 单盲、随机、对照 双盲,随机,安慰剂对照 双盲,随机,安慰剂对照 双盲,随机,安慰剂对照 |
中风 |
Das和Park Memin等人 Grazko等人 Dengler等 Jabbari等人 辛普森等 Bhaktha等人[108] 史密斯等[109] Childers等[110] Pittock等[111] Brashear等人[112] Bakheit等[113] |
非盲 非盲 双盲,安慰剂对照,交叉实验 非盲 双盲,安慰剂对照,交叉实验 双盲,安慰剂对照 双盲,安慰剂对照,随机 双盲,安慰剂对照,随机 双盲,安慰剂对照,随机 双盲,安慰剂对照,随机 双盲,安慰剂对照,随机 |
创伤性脑损伤 |
Yablon等[114] Pavesi等人[115] |
非盲 非盲 |
使用BoNT-A治疗不同疼痛障碍的研究正在进行中。[116]目前,使用BoNT治疗肌肉疼痛障碍的适应症仍有争议。BoNT镇痛作用背后的确切作用机制尚不清楚;然而,Purkiss和同事的一项研究表明,BoNT抑制了胚胎背根神经节中钙依赖性P物质的释放。[117]因此,BoNT可能通过阻断P物质的释放,通过外周抑制C和A δ纤维产生镇痛作用。基于动物模型的研究,由于逆行运输,外周痛觉神经元中的BoNT-A对外周镇痛作用起直接作用,对中枢镇痛作用起间接作用[118]。
在一项双盲、随机、安慰剂对照研究中,Foster和同事展示了200 U的BoNT-A注射对慢性腰痛患者的疗效,在最不舒服一侧的5个腰椎旁节段每个部位使用40 U的BoNT-A。[119]
Cochrane的一篇关于使用BoNT-A注射液治疗慢性腰痛的综述得出结论,BoNT注射液改善疼痛、功能或两者优于生理盐水注射液的证据有限,也没有证据表明BoNT注射液优于针灸或类固醇注射液。[120]他们建议进一步进行高质量的随机对照研究。
BoNT-A注射液也被研究用于慢性颈痛、颈源性头痛和鞭击相关颈痛;然而,一项Cochrane综述和Langevin等人的系统综述和meta分析得出的结论是,目前的证据未能证实BoNT-A注射液对颈部扭伤相关颈痛和伴或不伴颈源性头痛的慢性颈痛具有临床重要或统计显著的益处。(121、122)
BoNT-A已被研究用于治疗不同的神经性疼痛疾病,如疱疹后神经痛,[123]三叉神经痛,[124,125]和糖尿病周围神经性疼痛,[126],并已被证明对这些情况下的疼痛有效。
表3列出了使用BoNT治疗不同疼痛障碍的不同研究。
表3。肉毒毒素在疼痛治疗中的应用研究(在新窗口中打开表)
作者(年代)(年) |
临床状况 |
研究类型 |
N |
结果 |
Zwart等人(1994)[127] |
紧张性头痛 |
非盲 |
6 |
单侧颞部注射无效 |
谢尔曼等人(1995)[128] |
慢性胰腺炎 |
非盲 |
7 |
不是有效的 |
保尔森等人(1996)[129] |
纤维肌痛症 |
随机对照 |
5 |
不是有效的 |
Wheeler等人(1998)[130] |
肌筋膜疼痛[131] |
随机,双盲,对照 |
33 |
无明显差异,第二次注射有效吗? |
惠勒(1998)[132] |
紧张性头痛 |
非盲 |
4 |
4例有效 |
Schulte-Mattler等人(1999)[133] |
紧张性头痛 |
非盲 |
9 |
9例患者中有8例有效 |
Freund等人(1999)[134] |
颞下颌紊乱 |
非盲 |
15 |
有效的 |
Freund等人(2000)[135] |
颞下颌紊乱 |
非盲 |
46 |
有效的 |
Silberstein等人(2000)[136] |
偏头痛 |
双盲、vehicle-controlled |
123 |
有效的预防 |
Rollnik等人(2000)[137] |
紧张性头痛 |
双盲,安慰剂对照 |
21 |
不是有效的 |
Freund等人(2000)[138] |
Cervicogenic头痛 |
随机,双盲,安慰剂对照 |
26 |
有效的 |
Freund等人(2000)[139] |
与颈部疼痛相关的颈部扭伤 |
随机,双盲,安慰剂对照 |
26 |
有效的 |
Barwood等人(2000)[140] |
脑瘫术后剧烈疼痛和痉挛 |
随机,双盲,安慰剂对照 |
16 |
有效的预防 |
门(2000)[141] |
慢性肌筋膜疼痛综合征 |
随机的,对照的,比较的 |
40 |
BOTOX®优于甲泼尼松龙 |
有关更多信息,请参阅Medscape参考文章肉毒毒素在疼痛管理。
FDA报告的BoNT治疗性和美容性注射的不良事件包括呼吸问题、吞咽困难、癫痫、流感样综合征、面部和其他肌肉无力、上睑下垂、皮肤和注射部位反应。[142]在406份与治疗使用有关的报告中,217份符合FDA的严重定义,其中28人死亡,17人癫痫发作。向FDA提交的治疗性BoNT病例的临床特征与美容性BoNT病例不同,后者通常不那么严重。大多数不良反应与BoNT的局部组织扩散有关。仔细注意药物剂量、稀释、处理、储存和注射部位是最佳治疗效果和减少不良反应的必要条件。