肉毒毒素：毒素到法宝的转化

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    肉毒毒素因其强烈毒性和高度致死性，被认为是最强的生物毒素。虽然肉毒毒素是已知的最强的生物毒素之一，但临床使用的治疗剂量仅为致死量的数十至数百分之一，这使得肉毒毒素具有很大的临床应用价值。经过科学家们的不断分离提纯及临床转化研究，目前肉毒毒素已经被广泛应用于肌张力障碍、继发性痉挛、腺体过度分泌、偏头痛及美容领域等，变成了造福于人类有力法宝。肉毒毒素从令人望而生畏的强力毒素变成能治疗临床多种疾病的良药，被认为是近几十年来转化医学发展过程中最成功的案例之一肉毒毒素发现过程

    肉毒毒素是由肉毒梭状芽胞杆菌在生长繁殖过程中产生的一种神经毒素。食用了肉毒杆菌污染的食物后，患者可出现全身肌肉麻痹症状，甚至导致死亡。肉毒中毒的记录可追溯到中世纪和罗马帝国的手稿，但直到19世纪才首次由德国医生Justinus Kerner对食物源性肉毒中毒的临床症状进行准确和完整的描述。中毒后受害者全身性肌肉无力，最终死于呼吸肌麻痹。病原菌-肉毒梭状芽孢杆菌最早由Emile Pierre van Ermengem于1895年在比利时从食物和食物中毒受害者中分离出来。

    首次纯化A型肉毒毒素的尝试一般认为是在1920年由Herman Sommer在美国旧金山加利福尼亚大学开展的。Sommer博士从神经毒素微生物的培养液中以高浓缩的方式沉淀了A型肉毒毒素。该沉淀物后来为生物***的研发提供了原材料，其研发工作是第2次世界大战期间在马里兰的弗雷德里克**实验室进行的。Edward J. Schantz博士于1946年分离出了大约900千道尔顿（KDa）的蛋白质晶体形式的肉毒毒素，该毒素由150KD核心毒素与无毒的蛋白质结合而成，无毒的蛋白质被认为是稳定神经毒素的重要结构，并进一步推进A型肉毒毒素的生产与纯化。

    目前，已经清楚肉毒毒素（botulinus toxin,BTX）是肉毒杆菌产生的细菌外毒素，共有8个血清型（A、B、C、C 、D、E、F、G）。A型肉毒毒素（BTX—A）毒力强且稳定，易于生产、提纯和精制，因而被研究得最为透彻，对其结构和功能已比较清楚，且最早应用于试验研究及临床。肉毒毒素被用于治疗斜视获得成功以来，其在各领域已得到广泛应用。

    肉毒毒素治疗作用开发及临床转化

    1949年在伦敦，Burgen、 Dichens和Zatman发现局部注射A型肉毒毒素可以阻断乙酰胆碱在神经肌肉接头处的释放。Danniel Drachman博士率先使用肉毒毒素来研究乙酰胆碱传递对骨骼肌的影响，他最早发现局部注射肉毒毒素可使注射的肌肉麻痹。1950年代Schantz博士了解到毒素可能有助于降低过度活动的肌肉的活动水平后，完成了肉毒毒素A的分离与纯化。

    受此启发，当Alan Scott询问Schantz博士是否有矫正斜视的物质时，Schantz博士向Scott提供了A型肉毒毒素的样品。1979年Scott博士首次使用肉毒毒素治疗斜视并获得成功。经过10多年的基础与临床转化研究，FDA于1989年批准了该产品用于治疗12岁及以上患者中的斜视和眼睑痉挛。在此1年前（1988年）Allergan获得了Oculinum及该产品的权利，并逐步启动了用于其他适应证的大量临床研究。

    肉毒毒素临床应用转化与拓展

    肉毒毒素阻滞运动神经末梢释放神经递质乙酰胆碱，松弛肌肉的作用机制明确，现广泛应用于各种肌肉过度活动的疾病。1986年发表了第一个探讨肉毒毒素注射治疗颈部肌张力障碍的双盲、安慰剂对照研究。2000年12月，A型肉毒毒素肉毒毒素获得FDA批准，用于治疗成年人的颈部肌张力障碍，以缓解患者的头部姿势异常及相关的背部疼痛。2008年美国神经病学会A级推荐肉毒毒素作为颈部肌张力障碍的一线用药。

    1987年，Carruthers医生在治疗眼睑痉挛病人时发现肉毒毒素可以去除患者的眉间皱纹，此后他继续追踪肉毒毒素的神奇美容除皱效果。2002年，肉毒毒素被FDA批准用于美容除皱。很快，注射肉毒毒素美容除皱手术风靡全球。在美国，据美容整形外科协会的报告，肉毒毒素已经成为最流行的美容治疗技术之一。

    2008年美国神经病学会A级推荐肉毒毒素用来治疗成人或小儿肌痉挛，2011年中国脑卒中康复治疗指南I级推荐A型肉毒毒素注射解除局部肌肉痉挛。近年来脑卒中发病率逐年提高，我国的脑卒中发病率亦位居世界第二位。肢体痉挛是脑卒中后常见的并发症，约有1/3的存活脑卒中患者会出现需要治疗的肌痉挛，其也是最难治疗的症状之一。自从20世纪90年代早期，在同行评议杂志上已发表了利用A型肉毒毒素成功治疗上肢和下肢脑卒中后痉挛的研究报告。大量双盲、安慰剂对照试验显示，在治疗上肢和下肢痉挛方面安全且有效。肉毒毒素注射靶肌肉引起暂时性肌肉松弛性麻痹即化学去神经作用，能有效降低肌张力，改善关节活动度。使这些目标肌肉牵拉变得更容易，进行更好的康复锻炼，促进患者恢复活动能力，避免继发性损害。同时减轻护理负担，使会阴等易于清洁，患者耐受性好，可作为局限性严重痉挛的首选药物。

    科学家研究发现肉毒毒素除了作用于运动神经末梢外，同时也可以阻滞自主神经末梢释放乙酰胆碱，来减少腺体的过度分泌。重度原发性腋汗症对日常生活的影响巨大，外用氯化铝疗法疗效欠佳，手术疗法可能造成不可逆损伤。这就催生了最早的肉毒毒素治疗重度原发性腋汗症试验，并获得成功。2004年，肉毒毒素被FDA批准用于治疗外用药效果不佳的重度原发性腋汗症患者。目前大量文献报道，肉毒毒素还成功用于治疗手足多汗症和流涎症等其他腺体过度分泌疾病。

    膀胱过度活动症表现为尿频、尿急及可伴或不伴急迫性尿失禁，严重影响患者生活质量。张祥华等人对北京50岁以上男性人群社区调查研究显示，膀胱过度活动症的患病率高达26.3%.同时大量中枢神经系统病变或损伤患者可伴有膀胱过度活动症表现。抗胆碱药通常是治疗此病的金标准，但其副作用和缺乏功效迫使医生寻求其他替代方法。A型肉毒毒素经尿道注射于膀胱壁，可增加膀胱容量、减轻尿急症状及减少抗胆碱药的用量，且反复注射没有明显不良反应，是口服药物理想的替代方法。FDA已批准肉毒毒素用于治疗膀胱过度活动导致的尿失禁。

    除了对乙酰胆碱的作用，研究提示肉毒毒素还可以抑制谷氨酸和神经肽等神经递质的释放，包括抑制疼痛感觉纤维中P物质和降钙素基因相关肽（CGRP）的释放。最早是在用肉毒毒素治疗颈部肌张力障碍时发现患者颈部疼痛也明显缓解，部分患者在肌肉收缩松解之前即有疼痛减轻。2010年肉毒毒素被FDA批准用于预防成人偏头痛患者头痛发作。同时有大量文献报道肉毒毒素在颈肩痛、腰背痛及神经痛等其他疼痛相关疾病，但新的适应症还需大型的随机双盲安慰剂对照研究来进一步证实。

    肉毒毒素未来的发展前景

    肉毒毒素从令人望而生畏的强力毒素变成能治疗临床多种疾病的良药，被认为是近几十年来转化医学发展过程中最成功的案例之一。肉毒毒素治疗技术已广泛转化应用于肌肉过度活动、腺体过度分泌和疼痛等多治疗领域。这一治疗手段的发展，给医生提供了一种全新的治疗思路，即以控制效应器的层面出发缓解患者的症状；也给了治疗者以很好的提示，即充分利用生物制剂强效的作用机制，合理、稳定的拓展其应用范围，让患者获得更好的生活质量。对一些过去治疗棘手的疾病，通过肉毒毒素注射后取得了明显的临床疗效，肉毒毒素已逐渐成为众多疾病重要的治疗手段。在转化医学迅速发展的大环境下，科学家与临床医生紧密结合，肉毒毒素疾病中的应用范围将日渐扩大，治疗效果也将越来越好。