肉毒杆菌毒素

肉毒杆菌毒素 肉毒杆菌是一种生长在缺氧环境下的细菌，在罐头食品及密封腌渍食物中具有极强的生存能力，是目前毒性最强的毒素之一。肉毒杆菌是一种致命病菌，在繁殖过程中分泌毒素，是毒性最强的蛋白质之一。军队常常将这种毒素用于生化武器。人们食入和吸收这种毒素后，神经系统将遭到破坏，出现头晕、呼吸困难和肌肉乏力等症状。 1概述 科学家和美容学家正是看中了肉毒杆菌毒素能使肌肉暂时麻痹这一功效。医学界原先将该毒素用于治疗面部痉挛和其他肌肉运动紊乱症，用它来麻痹肌肉神经，以此达到停止肌肉痉挛的目的。可在治疗过程中，医生们发现它在消除皱纹方面有着异乎寻常的功能，其效果远远超过其他任何一种化妆品或整容术。因此，利用肉毒杆菌毒素消除皱纹的整容手术应运而生，并因疗效显著而在很短的时间内就风靡整个美国。肉毒杆菌A型毒素毒性极强，它能破坏一种名为SNAP-25的蛋白质，从而切断神经细胞间的通信使肌肉麻痹。肉毒杆菌A型毒素的这一功能已被用于治疗斜视和肌肉痉挛等，后来整容医师开始用这种毒素麻痹面部肌肉以达到除皱效果。肉毒杆菌毒素注射除皱法疗效非常显著，通常注射肉毒杆菌毒素后，平均10天左右皱纹会慢慢地舒展、消失，皮肤变平坦。除皱效果平均可维持3,6月，一般一年内要注射3,4次。鱼尾纹效果最好，抬头纹效果稍差。有人认为肉毒杆菌毒素注射将成为解除老年人除皱盲区的颈部皱纹最方便、有效的治疗方法。 意大利研究人员通过动物实验发现，肉毒杆菌分泌的A型毒素，也就是美容除皱注射剂Botox的主要成分，被注射入皮肤后可能还会进入中枢神经系统，甚至抵达脑干。这一发现使肉毒杆菌毒素除皱的安全性问再次引起人们关注。 微生物生理学 2 肉毒杆菌 2.1 肉毒杆菌生物学性状 肉毒杆菌属于厌氧性梭状芽胞杆菌属，具有该菌的基本特性，即厌氧性的杆状菌，形成芽胞，芽胞比繁殖体宽，呈梭状，新鲜培养基的革兰氏染色为阳性，产生剧烈细菌外毒素，即肉毒毒素。 肉毒杆菌为多形态细菌，约为4×1μm的大杆菌，两侧平行，两端钝园，直杆状或稍弯曲，芽胞为卵圆形，位于次极端，或偶有位于中央，常见很多游离芽胞。有时形成长丝状或链状，有时能见到舟形、带把柄的柠檬形、蛇样线装、染色较深的球茎状，这些属于退化型。当菌体开始形成芽胞时，常常伴随着自溶现象，可见到阴影形。 肉毒杆菌具有4,8根周毛性鞭毛，运动迟缓;没有荚膜。 在固体培养基表面上，形成不正圆形，大约3毫米左右的菌落。菌落半透明，表面呈颗粒状，边缘不整齐，界线不明显，向外扩散，呈绒毛网状，常常扩散成菌苔。在血平板上，出现与菌落几乎等大或者较大的溶血环。在乳糖卵黄牛奶平板上，菌落下培养基为乳浊，菌落表面及周围形成彩虹薄层，不分解乳糖;分解蛋白的菌株，菌落周围出现透明环。 肉毒杆菌发育最适温度为25,35?，培养基的最适的酸碱度为pH6.0,8.2。 肉毒杆菌的生化性状很不规律，即使同性，也常见到株间的差异。 肉毒杆菌是致死性最高的病原体之一。感染剂量极低，每个人都易感。摄食18,36小时后发病为典型病症，但不典型的可在4小时至8天不等。症状为虚弱、眩晕、伴随视觉成双、渐进性说话障碍、呼吸和吞咽困难。也许会出现腹胀和便秘。毒素最终引起麻痹，呈渐进对称性、自上到下。 2.2 肉毒杆菌分型 肉毒杆菌在自然界分布广泛，土壤中常可检出，偶亦存在于动物粪便，肉毒杆菌分为A、B、Ca、Cb、D、E、F、G这8个型，能引起人类疾病的有A、B、E、F型，其中以A、B型最为常见。 肉毒杆菌在自然界的分布上具有某种区域性差异，显示出生态上的差别倾向。 A、B型的分布最广其芽胞广泛分布于自然界，各大洲的许多国家均有检出; C、D型的芽胞一般多存在于动物的尸体中，或在腐尸附近的土壤中; 1 微生物生理学 E型菌及其芽胞存在于海洋的沉积物、水产品的肠道内，F型菌及其芽胞适应于深水的低温，使E型菌在海洋地区的广泛分布。 越来越多的调查结果表明，除G型菌之外，其它各型菌的分布都是相当广泛的。 人体的胃肠道是一个良好的缺氧环境，适于肉毒杆菌居住。肉毒杆菌属于厌氧菌，严格厌氧，在胃肠道内既能分解葡萄糖、麦芽糖及果糖，产酸产气，又能消化分解肉渣，使之变黑，腐败恶臭。在厌氧环境中，此菌能分泌强烈的肉毒毒素，能引起特殊的神经中毒症状，致残率、病死率极高。 肉毒杆菌芽胞抵抗力很强，干热180摄氏度5,15分钟，湿热100摄氏度5小时，高压蒸气121摄氏度30分钟，才能杀死芽胞。肉毒毒素对酸的抵抗力特别强，胃酸溶液24小时内不能将其破坏，故可被胃肠道吸收，损害身心健康。 3 肉毒杆菌毒素 肉毒杆菌毒素(botulinium toxin, BTX)是由肉毒梭状芽孢杆菌在无氧条件下产生的外毒素，它是神经毒素、血凝素和 (或)非血凝素蛋白的复合体。神经毒素根据其抗原性的不同，分为A、B、C1、D、E、F、G等血清型，目前临床上经常使用的BTX 基本是指A型肉毒杆菌毒素(BTX-A)。其药理作用是由于 BTX-A与胆碱能神经元有高度的亲和性，BTX-A可通过阻断神经递质(乙酰胆碱)在周围神经肌肉接头的释放，造成肌肉暂时的化学性失神经支配，使肌肉收缩减弱,直接在选择的肌肉注射极小量的毒素就可产生肌肉麻痹效应，从而消除症状性肌肉痉挛。1989年BTX-A就被美国FDA批准用于临床，其最早用于治疗斜视等眼科疾病，后来被广泛用于治疗肌张力障碍、偏侧面肌痉挛等多种运动障碍疾病，被认为是神经科治疗领域重要进展之一。 肉毒杆菌毒素并非由活着的肉毒杆菌释放，而是先在肉毒杆菌细胞内产生无毒的前体毒素，在肉毒杆菌死亡自溶后前体毒素游离出来，经肠道中的胰蛋白酶或细菌产生的蛋白酶激活后才具有毒性。 肉毒杆菌毒素对酸有特别强的抵抗力，胃酸和消化酶短时间内无法将其破坏，故可被肠胃道吸收，从而损害身体健康。毒素可在加热80度至少10分钟后被破坏。 2 微生物生理学 引起肉毒杆菌毒素食物中毒的食物要满足三个条件: 1、被肉毒杆菌芽胞污染; 2、在肉毒杆菌容易产生毒素的条件下保存; 3、进食前未经适当加热烹煮。 引起肉毒杆菌毒素食物中毒最常见的食物是家制的植物性食物，但动物性食物亦可引起。 肉毒杆菌毒素作用的机理是阻断神经末梢分泌能使肌肉收缩的乙酰胆碱，从而达到麻痹肌肉的效果。人们食入和吸收这种毒素后，神经系统将遭到破坏，将会出现头晕、呼吸困难和肌肉乏力等症状。肉毒杆菌毒素可被用于生产生化武器。 A型毒素经60?2分钟加热，差不多能被完全破坏，而B、E二型毒素要经70?2分钟才能被破坏;C、D二型毒素对热的抵抗更大些;C型毒素要经过90?2分钟加热才能完全破坏，不论如何，只要煮沸1分钟或75?加热5,10分钟，毒素都能被完全破坏。 肉毒毒素对酸性反应比较稳定，对碱性反应比较敏感。某些型的肉毒毒素在适宜条件下，毒性能被胰酶激活和加强。 3.1 BTX的结构及药理作用 BTX有7种血清型:A、B、C1、D、E、F、G，均为结构类似的蛋白酶，由一条轻链和一条重链组成，每一种血清型在神经元内有不同的作用部位，其中以BTX-A的毒力最强，提纯为结晶最早，生产工艺最成熟。其对老鼠的致死毒 1010[1]性是破伤风毒素的4倍，是箭毒的1*10倍，是氰化钠的100*10倍，在美国仅BTX-A(商品名Botox)及新近的BTX-B(myobloc-T)获FDA批准可用于临床。BTX-A一般与血凝素形成复合体，其中神经毒素为有双硫键(SS)联结的多肽键。双硫键一头连接重(H)键(100kD)，一头连接轻(L)键(50kD)。BTX-A注入肌肉后，于神经肌肉结合处抑制突触释放乙酰胆碱而使肌肉出现弛缓性麻痹。其麻痹作用通过4个来实现:(1)重链结合到突触上;(2)重链带着轻链进入细胞膜称为内化;(3)囊泡被溶解，毒素进入胞浆;(4)胞浆中的毒素抑制了乙酰胆碱的释放。恢复有2个独立过程，开始由轴突发出辅助的末梢去刺激肌肉，大约28d后，末梢缓慢开始恢复释放神经递质，辅助末梢逐渐消退，大约90多天后完全恢复功能。 3 微生物生理学 3.2 BTX的稀释和储存 目前国内外生产的BTX-A一般装于密闭的聚苯乙烯塑料小瓶内，每瓶为100U(美国加洲Allergan公司生产)。所谓IU是指1个小鼠单位( MU或U)，其含意为给一批18,22g的雌性SwissWebster小鼠每只腹腔注射BTX-A后能引起半数死亡的中位数剂量。人的半数致死剂量从猴的实验数据类推，估计大约为40U/kg，即70kg 的人半数致死范围在2500,3000U之间。 密闭的聚苯乙烯塑料小瓶内的BTX-A应储存在- 5,-20?条件下，使用前从 [1]低温冰箱中取出，用0.9%生理盐水1,20ml 不同浓度稀释。Carruthers等将一小瓶100U稀释为1ml，这样1ml内含BTX-A100U，0.01ml = 1U、0.1ml= 10U， [2]多数作者采用此方法进行稀释。但近来，Niamtu等将00UBTX-A稀释为1ml，用1ml 注射器进行注射，注射器上可粘附不少BTX-A，而BTX-A价钱昂贵， 造成了较大的浪费;此外，当某些部位需要小剂量注射时，不易准确地从注射器刻度上读出来，因而采取了12ml、6ml 等不同稀释浓度，前者有注射疼痛加重、局部水泡较大等缺点，后者不仅明显减轻了这些痛苦，而且使用较为方便，更容易被病人接受。同时，他们还观察到，真正起治疗作用的是BTX-A的净含量，较大的稀释浓度并不能节约BTX-A。只要掌握好需要的BTX-A准确U数，不同 [3]稀释浓度并不影响治疗效果。Flynn等则通过使用极细的0.3ml胰岛素注射器克服了上述缺点，此种注射器在1/4英寸长的范围内有30个刻度，可使注射剂量非常准确。因为BTX-A可在注射点周围扩散达2. 5,3cm，为了防止并发症的发生，注射容量要小。一时用不完的稀释过的BTX-A可放置在2,8?冰箱内在4h以内用完，否则毒力下降影响效果。 3.3 BTX的致病性 肉毒杆菌致病，主要靠强烈的肉毒毒素。肉毒毒素的毒性极强，是最强的神经麻痹毒素之一，据称，精制毒素1微克的毒力为200000小白鼠(20克)致死量，也就是说，1克毒素能杀死400万吨小白鼠，一个人的致死量大概1微克左右。 肉毒毒素与典型的外毒素不同，并非由生活的细菌释放，而是在细菌细胞内产生无毒的前体毒素，等待细菌死亡自溶后游离出来，经肠道中的胰蛋白酶或细菌产生的蛋白酶激活后方始具有毒性，且能抵抗胃酸和消化酶的破坏。 4 微生物生理学 肉毒毒素是一种神经毒素，能透过机体各部的粘膜。肉毒毒素由胃肠道吸收后，经淋巴和血行扩散，作用于颅脑神经核和外周神经肌肉接头以及植物神经末梢，阻碍乙酰胆碱释放，影响神经冲动的传递，导致肌肉的松弛性麻痹。 3.4 BTX的临床应用及疗效 在了解了毒素的结构与功能以及作用机制后，人类开始用毒素来作为有效药物。肉毒毒素被助恶治疗眼睑痉挛、痉挛性斜颈、痉挛性发音困难等疾病[4]。 1992年有人尝试将肉毒杆菌毒素注射除皱法引进到美容医学的治疗上，就是我们所说的除皱术。肉毒杆菌除皱术也称为生物素除皱，肉毒杆菌A的商品名为“Botox”。美容界这阵子的大热门肉毒杆菌(Botox)可说是一种既不费时又不用开刀的整型治疗，这让许多爱美人士都跃跃欲试，英国版ELLE报导，对于演艺娱乐界来说，任何的整容都已经过时，新世纪最流行的是自然的长相。 “肉毒杆菌素”，在美容方面，主要是用来去除动态的皱纹(如皱眉纹、鱼尾纹、抬头纹)及改善国字脸及萝卜腿。 去除动态皱纹的原理，是将收缩造成皱纹的肌肉麻痹掉，使肌肉不收缩，连带的也去除了皱纹。一般在注射后三、四天就可以看到效果，一周后效果就很明显。效用期约三至六个月，平均四个月。若皱纹再出现，视个人需要，可重复施打。 肉毒杆菌毒素除皱还是有一定的并发症和副作用，如注射局部有头痛;抬头纹处注射不当时会发生眼睑下垂;鱼尾纹处注射不当时会发生复视及闭眼不全;因注射剂量不准确，一侧多、一侧少会发生不对称的结果;进针刺破血管偶尔发生出血或血肿;大剂量、反复注射可能会引起免疫复合物疾病;肌肉麻痹的结果是不能做各种表情。 改善国字脸及萝卜腿的原理，是让肥厚的肌肉不收缩，进而导致萎缩，达到瘦脸及瘦小腿的目的。一般可以在注射后二至三周看到效果，二至三个月效果最好。若需要则每半年注射一次，可达到很好的效果。 “肉毒杆菌素”若施打正确，是非常安全、有效的除皱及改善脸形、腿形的利器。 注射BTX-A除皱，注射24h后开始出现肌肉麻痹，2周内达到高峰,肌肉完全麻痹，皮肤皱纹会慢慢变舒展并消失，皮肤变平坦。一般有效期为3,6个月(平均4个月)，也有个别患者可长达8,18个月。BTX-A所致的肌肉萎缩是可逆的， 5 微生物生理学 在肌肉麻痹的同时突触前神经原的髓鞘再生，在老的突触附近又形成新的突触，再释放乙酰胆碱，肌肉功能得以恢复,除皱效果就会消失，这个过程平均为3,6个月，但再次注射仍然有效一般1年内要注射3,4次，其中以鱼尾纹的疗效为最好。 3.5 BTX的并发症及其防治 长期应用BTX可引起注射部位出现肌肉可逆的去神经性萎缩，BTX在妊娠方面的安全性未确定，氨基甙类抗生素可干预神经肌肉传导，增强BTX-A的效力， 所以应避免合用。BTX-A用于人体20多年来，尚无因过量致死的报道。对BTX-A疗法引起的耐受被认为是由于阻滞性抗体产生引起，但此抗体存在并不一定总有BTX-A用药无效，BTX-A用药无效也并不一定总出现其抗体存在时。免疫耐受似乎更多见于用药剂量较大及用药间期较短者。 BTX-A注射会发生许多并发症。因并发症的发生与否及轻重与注射技术密切相关，所以医生在使用BTX-A之前应接受严格的培训，应熟悉面部、额部的解剖知识。常见并发症及其防治方法如下[2,5,6]:(1)过敏反应:因可能会发生过敏反应,应准备好肾上腺素、皮质类固醇等必需的药物。(2)出血性水肿:服用阿司匹林、华法林、维生素E、阻滞剂和吸烟者较易发生出血性水肿，建议注射前7d停止使用。(3)神经和血管损伤:注射眉间纹时应让患者皱紧眉头以显示出肌肉， BTX-A注入隆起的肌肉内。如果注射过深穿透骨膜，可能伤及皮肤感觉神经(如滑车上神经、滑车下神经、外侧鼻神经、眶上神经内和外侧支等)。如注射部位不正确可能会伤及内眦动脉和静脉，会导致出血;还可导致滑车上动脉破裂、滑车上静脉可能注入毒素，从而进入中枢神经。注射鱼尾纹时有可能伤及颧神经上部、泪神经中部和颧颞神经下部、颧眶动脉及其分支，发生相应并发症。此外，不正确注射还有可能伤及三叉神经分支、面神经、血管分支、腮腺导管和错位肌肉，如果无把握时应借助肌电图技术防止出差错。(4)睑下垂和眉下垂:注射眉间纹时发生睑下垂者占1%,2%。睑下垂是由于注射的毒素通过眶隔影响到提上睑肌。外侧眉下垂的发生率为5%，在注射鱼尾纹时特别要小心，注射点尽可能远离外眦。(5)睑内翻、睑外翻和艾迪瞳孔(Adies pupil):BTX- A不应注射于睑下缘处皱纹。因为它会导致睑外翻、睑内翻和艾迪瞳孔。这是由于睫状神经节受到伤害所致。如果原来就有脂肪疝(眼袋) ，注射后睑下垂会更加重。(6)针头穿透 6 微生物生理学 眼眶:若针头穿透眼眶可引起球后出血，甚至视网膜循环障碍而有致盲危险。(7)角膜溃疡和穿孔:BTX-A注射后瞬目动作减少引起角膜暴露，发生溃疡和穿孔。特别是患有面神经疾病者(没有严格掌握好适应症)，应避免在下眼睑处注射。(8)鱼尾纹下部皮肤堆积:BTX-A注射鱼尾纹使眼轮匝肌外侧肌无力可导致鱼尾纹下皮肤松弛堆积，原有脂肪疝者更加明显。(9)眉形改变，发线下垂:BTX-A注射额头纹有可能发生眉下垂，眉形改变和发线下垂。有些患者主诉前额沉重，有下压感。应注意注射点要分布均匀，不要太靠下。(10)多孔状窦血栓形成:鼻下部、上唇和邻近部位是面部危险区，从这些部位播散感染能造成多孔状窦的血栓形成，应注意消毒技术。(11)声带和喉肌麻痹:注射颈阔肌纹如果毒素弥散到声带和喉肌是很危险的，为预防发生并发症，应用拇指和食指把颈阔肌纹捏紧提起来注射,在注射前、后局部用冰袋冷敷1h。 4 展望 BTX-A作为一种神经毒剂，通过抑制运动神经冲动的传递，使局部肌肉不能收缩或肌肉张力下降而达到治疗目的，是以破坏或减弱某些正常生理功能为代价达到除皱目的的，例如额纹注射后会失去抬眉功能，因为起抬眉作用的额肌已经麻痹了，BTX-A除皱实质上是造成局部暂时性的“面神经瘫痪”。而且，此种方法除皱是暂时性的，一次注射平均持续时间为4个月，需要反复注射。此外， 因注射不当还可能引起睑下垂、眉下垂及局部神经、血管损伤等并发症。然而，相比其它的除皱方法，BTX-A除皱具有操作简单、安全、见效快、效果好、几乎无痛苦、不良反应小及无严重并发症和后遗症等优点，虽然临床应用时间不长， 但已深受爱美人士的欢迎，部分专业人士认为BTX-A除皱将可能成为21世纪除皱的最佳方法。安全而有效地应用BTX-A取决于产品的保存、适合浓度的配制和剂量运用、精确的注射技术等，需要熟悉面部神经、血管、肌肉解剖及眼眶部结构的专业医生。BTX-A作为一种新的除皱方法，许多方面尚需要进一步研究。如面部肌肉长期用药是否会发生萎缩，BTX-A抗体的产生和药物浓度、剂量的关系，对抗不良反应的特殊药物等。此外，最近的研究发现，BTX-B具有安全、有效的的面部除皱作用，且长期使用无明显的毒副作用;与BTX-A相比，BTX-B有起效较快的优点( BTX-B2,3d,BTX-A3,7d)，且二者还具有抗原性的不同， 7 微生物生理学 [7,8]BTX-B在使用前无需作特殊的准备。相信随着研究的不断的深入，BTX在美 容中的作用将得到逐步完善。 5 参考文献 [1] Carruthers JA. Facial aesthetic enhancement educational initiative[M]. Chicago, IL, Faculty Training, 2001. 13. [2] Niamtu J. Botulinum toxin A: a review of 1, 085 oral and maxillofacial patient treatments[ J]. J Oral Maxillofac Surg, 2003, 61(3):317. [3] Flynn TC, Carruthers A, Carruthers J. Surgical Pearl: the use of the Ultra-Fine II short needle 0.3-cc insulin syringe for botulinum toxin injections[J]. J Am Acad Dermatol, 2002, 46(6):931. [4] 黄如训，梁秀龄，刘焯霖(临床神经病学[M]，北京:人民卫生出版社，1996， 201( [5] Khaw aja HA, Hernandez-Perez E. Botox in dermatology[J]. Int J Dermatol, 2001, 40(5):31. [6] Klein AW. Complication and adverse reactions with the use of botulinum toxin[ J]. Semin Cutan Med Surg, 2001, 20:109. [7] Lowe NJ, Yamauchi PS, Lask GP, et al. Botulinum toxins ypes A and B for brow furrows: preliminary experiences with type B toxin dosing[J]. J Cosmet Laser Ther, 2002, 4(1): 15. [8] Ramirez AL, Reeck J, Maas CS. Botulinum toxin types B(MyoBloc) in the management of hyperkinetic facial lines[J]. Otolaryngol Head Neck Surg, 2002, 126(5):459. 8