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肉毒素的歷史

肉毒素(英文縮寫為BTX或BoNT)實(shí)際上是由革蘭氏陽(yáng)性厭氧菌肉毒梭菌產(chǎn)生的一種毒素。

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肉毒桿菌中毒一詞源自拉丁語“botulus”(意為香腸),德國(guó)醫(yī)生和詩(shī)人賈斯汀·克納(Justinus Kerner)(1786-1862)首先提出了肉毒桿菌毒素(BoNTs)用于治療的想法,稱之為“香腸毒藥”。

1895年左右,根特大學(xué)的細(xì)菌學(xué)家Emile Pierre-Marie van Ermengem 成功分離出產(chǎn)生肉毒素的細(xì)菌。

隨后對(duì)肉毒素的分離和研究逐漸增多,對(duì)其機(jī)制的理解更加深入。

但是直到1973年,眼科醫(yī)生Alan B. Scott 博士在猴子實(shí)驗(yàn)中使用了 BoNT-A,后來在1980年將其用于人類治療斜視。

BoNT-A,品牌名為BOTOX?,于1989年12月被FDA首次批準(zhǔn),適應(yīng)癥為治療12歲以下患者的斜視、眼瞼痙攣和偏側(cè)面痙攣等疾病。

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肉毒素的結(jié)構(gòu)和作用機(jī)制

肉毒素有8種不同的血清型分別用字母BoNT-A、BoNT-B、BoNT-C、BoNT-D、BoNT-E、BoNT-F、BoNT-G和BoNT-X表示。

他們的蛋白結(jié)構(gòu)由一條重鏈和一條輕鏈(L,50kDa;H,100kDa)組成,它們通過二硫鍵連接,

其中重鏈包含一個(gè)結(jié)合和一個(gè)易位結(jié)構(gòu)域。

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肉毒素的毒性作用從與神經(jīng)元表面的特定受體結(jié)合開始。

肉毒素利用雙受體系統(tǒng):首先與神經(jīng)節(jié)苷脂結(jié)合,神經(jīng)節(jié)苷脂是一類在神經(jīng)元膜上發(fā)現(xiàn)的鞘糖脂,這有助于它們附著在神經(jīng)元表面;然后它們與突觸小泡膜上的蛋白質(zhì)受體(如突觸結(jié)合蛋白或SV2)結(jié)合。

這種雙重結(jié)合確保毒素牢固地錨定在神經(jīng)元上。

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和神經(jīng)元結(jié)合后,肉毒素通過受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用內(nèi)化,在內(nèi)體的酸性環(huán)境中,重鏈發(fā)生構(gòu)象變化,輕鏈易位到神經(jīng)元胞質(zhì)中。

進(jìn)入胞質(zhì)后,輕鏈(一種鋅依賴性蛋白酶)會(huì)裂解特定的SNARE蛋白。SNARE蛋白對(duì)突觸小泡與質(zhì)膜的融合至關(guān)重要,是神經(jīng)遞質(zhì)釋所必需的過程。

肉毒素裂解SNARE蛋白阻止了突觸小泡與突觸前膜的融合,導(dǎo)致神經(jīng)遞質(zhì)釋放受到抑制和肌肉麻痹。

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肉毒素是自然界中最有效的毒素(在小鼠中,A型內(nèi)毒素的LD50 = 1 ng/Kg),毒性是氰化氫和沙林的1000億倍。

不同血清型肉毒素的作用持續(xù)時(shí)間不同。BoNT-A 以其較長(zhǎng)的作用持續(xù)時(shí)間而聞名,通常持續(xù)數(shù)月,相比之下,BoNT-E 通常持續(xù)時(shí)間較短,這可能是由于神經(jīng)元內(nèi)降解更快或結(jié)合穩(wěn)定性較差。

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肉毒素的臨床使用

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肉毒素的神經(jīng)毒性在正常生理狀態(tài)的毒性很強(qiáng),但是其對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的放松作用,在病理狀態(tài)下,通過合理的使用,可以在臨床用在很多領(lǐng)域。

FDA已經(jīng)批準(zhǔn)了4款肉毒素相關(guān)的產(chǎn)品。不過,目前獲批用于臨床的只有A型和B型肉毒素。

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這些肉毒素類藥物的主要臨床藥理機(jī)制是通過防止膽堿能連接處乙酰膽堿釋放,從而有效治療和管理以肌肉和腺體過度活躍為特征的許多病癥。這包括:

眼科:如前文所述,1989年,F(xiàn)DA批準(zhǔn)肉毒素用于治療12歲以下患者的斜視、眼瞼痙攣和偏側(cè)面肌痙攣。

此后,在眼科中的作用已擴(kuò)展到治療其他幾種疾病,包括甲狀腺疾病引起的眼瞼回縮、眼瞼張開失用癥、瞼內(nèi)翻、暴露性角膜病、淚腺分泌過多和慢性干眼癥。

神經(jīng):肉毒素可以用于治療運(yùn)動(dòng)障礙和疼痛狀況。2000年,F(xiàn)DA批準(zhǔn)將其用于治療16歲及以上患者的頸部肌張力障礙。2010年批準(zhǔn)肉毒素用于預(yù)防患有慢性偏頭痛的成年人的頭痛。

醫(yī)美:2002年,肉毒素被FDA批準(zhǔn)用于美容用途,不過僅獲批準(zhǔn)用于眉間紋、側(cè)眥線和前額紋。不過在實(shí)際操作中,很多超說明書應(yīng)用,包括用于眉毛凹陷、鼻梁紋、口周皺紋和唇溝褶皺等。

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泌尿外科:肉毒素還被批準(zhǔn)用于治療難治性膀胱過度活動(dòng)癥(OAB)和間質(zhì)性膀胱炎/膀胱疼痛綜合征 (IC/BPS)。

通過減輕膀胱疼痛、頻率和尿急,來實(shí)現(xiàn)疾病的緩解。臨床研究表明,在注射肉毒素后(尤其是重復(fù)注射后)膀胱容量和生活質(zhì)量得到改善。

其它:2004年,被FDA批準(zhǔn)用于治療局部難治性的嚴(yán)重原發(fā)性腋窩多汗癥。在骨科疼痛、胃腸道、自免疾病中,內(nèi)毒素的治療潛力也非常大,可能會(huì)有更多的適應(yīng)癥被批準(zhǔn)。