肉毒毒素中毒的诊断和治疗靳令经,潘丽珍,王琳,万新华1. 同济大学附属同济医院神经内科,上海2000652. 中国医学科学院北京协和医院神经内科,北京100730原文请见:靳令经, 潘丽珍, 王琳, 等. 肉毒毒素中毒的诊断和治疗[J]. 神经病学与神经康复学, 2016, 12(4):173-180.肉毒毒素(botulinum neurotoxin,BoNT)是由肉毒梭状芽胞杆菌在缺氧条件下产生的一种细菌外毒素,属于神经毒素,是已知最致命的物质之一。
自20世纪80年代首次将BoNT成功应用于斜视的治疗后,其应用范围日益广泛,目前已涉及神经科、消化科、泌尿科、美容整形科和康复医学科等多个学科领域,并有研究尝试将其应用于疼痛、腺体过度分泌、雷诺综合征和抑郁症等疾病的治疗。
BoNT中毒是由过量BoNT所导致的一种具有致命可能性的神经瘫痪性疾病,严重时可累及呼吸肌引起呼吸衰竭,若未能得到及时的诊断和治疗,死亡率可高达50%~60%。
1BoNT及BoNT中毒的流行病学1.1BoNT及BoNT中毒的定义根据不同的BoNT抗原性,目前已知BoNT包括8种血清型(A~H),其中A、B和E型以及F、G和H型(罕见)可引起人类中毒,而C和D型可引起动物中毒。
值得注意的是,A~G血清型BoNT均可导致灵长类动物发生吸入性BoNT中毒,因此当达到一定剂量时,各种血清型BoNT均有可能导致人类中毒。
BoNT是一种相对分子质量为150 kD的大分子蛋白,由50 kD的轻链以及100 kD的重链所组成。
最初合成的毒素是无活性的单链,通过蛋白酶的修饰作用,组成一个由二硫键连接的活性双链。
BoNT进入生物体内后,其重链与神经末梢突触前膜表面的特异性受体结合,通过内吞作用进入细胞质,致使毒素的二硫键断裂,轻链与重链分开;轻链是一种锌钛链内切酶,可以水解可溶性N-乙基马来酰亚胺-敏感因子附着蛋白受体(soluble N-ethyl-maleimide-sensitive factor attachment protein receptor,SNARE)复合体,影响突触囊泡与突触前膜的融合及神经递质的释放。
SNARE复合体包含3种蛋白成分:突触囊泡相关膜蛋白(vesicle-associated membrane protein,VAMP)、突触融合蛋白1(syntaxin 1,SYX1)和突触小体相关蛋白25(synaptosomal-associated protein of 25 kD,SNAP-25)。
不同血清型的BoNT,其水解的目标蛋白亦不相同:其中A和E型作用于SNAP-25,B、D、G和F型水解VAMP,C型可水解SYX1和SNAP-25。
这些蛋白一旦被BoNT水解,含有乙酰胆碱等神经递质的囊泡释放就会受到抑制,从而导致神经-肌肉信号传递障碍,出现肌肉收缩无力。
在经过一段时间后,随着原始神经肌肉接头处神经递质传递功能的恢复,肌肉的主动收缩功能也逐渐恢复。
BoNT中毒是由于接触过量BoNT所致,但目前尚无引起人类中毒的准确剂量。
基于动物实验的结果,估计A型BoNT的人类半数致死量(按人体体质量为70 kg进行计算):静脉输入途径时为0.09~0.15 μg,吸入途径时为0.7~0.9 μg,口服途径时约为70 μg。
1.2BoNT中毒途径1.2.1食源性BoNT中毒食源性BoNT中毒主要由进食了被BoNT污染的食品所引起。
目前,已经在多种食品中发现BoNT,包括低酸腌渍的蔬菜、鱼和肉制品。
1.2.2婴儿BoNT中毒婴儿(12月龄以内)BoNT中毒与食源性BoNT中毒不同。
婴儿发生BoNT中毒的原因是婴儿在摄入肉毒梭状芽胞杆菌的芽孢后,芽孢在肠道中繁殖并产生毒素,毒素进入血循环后引起中毒。
1.2.3成人肠道BoNT中毒成人肠道BoNT中毒的发病机制与婴儿BoNT中毒相似。
随着人体免疫系统的成熟,细菌繁殖受到抑制,因此成人肠道BoNT中毒在正常人群中很少见;但当腹部手术、长时间使用抗生素或罹患胃肠脓肿等导致人体肠道菌群发生改变时,可发生成人肠道BoNT中毒。
1.2.4创伤性BoNT中毒创伤性BoNT中毒罕见,是由肉毒梭状芽胞杆菌的芽孢通过感染的伤口直接进入体内所致;但随着静脉用毒品的出现,特别是静脉注射黑焦油海洛因,该类型的中毒呈现逐渐上升的趋势。
1.2.5吸入性BoNT中毒吸入性BoNT中毒很罕见,是一种非自然状态下的BoNT中毒,由吸入释放BoNT的气溶胶所致,与生化恐怖事件有关,亦可发生于实验室。
1.2.6医源性BoNT中毒医源性BoNT中毒大多与使用非正规渠道药物或不规范使用该类药物有关。
目前,国际上仅有A型和B型BoNT获得批准可以应用于临床。
中国国家食品药品监督管理总局批准上市的BoNT包括美国Allergan公司生产的注射用A型BoNT和兰州生物制品研究所有限责任公司生产的注射用A型BoNT(/WS01/CL0051/154640.html),每瓶含A型BoNT 100 U(1 U BoNT系指腹腔注射后可致50%的18~20 g Swiss-Webster小鼠于3 d内死亡的剂量;不同品牌BoNT的剂量,彼此之间不可直接进行换算),该剂量仅占吸入致死量的0.3%、口服致死量的0.005%或静脉输入中毒剂量的3%~5%。
治疗头颈部肌张力障碍的A型BoNT的单次用药剂量大多≤300 U/次,治疗肢体痉挛大多≤600 U/次,远低于中毒剂量(约3 000 U),且2次治疗的间隔时间通常>3个月。
2BoNT中毒的临床表现2.1潜伏期通常在接触BoNT数小时至数天(通常为2 h~8 d,大多为12~72 h)后出现中毒症状。
食源性BoNT中毒的潜伏期大多为12~36 h,创伤性BoNT的潜伏期大多为4~14 d。
潜伏期的长短与BoNT血清型及中毒剂量有关,其中A型BoNT中毒的潜伏期为0~7 d,B型为0~5 d,E型最快(0~2 d,平均为1 d);潜伏期越短,病情越重。
2.2症状和体征2.2.1运动系统症状和体征表现为急性、对称性、下行性的迟缓性瘫痪。
中毒症状大多从颅神经损害症状开始,并与中毒途径无关。
下行性迟缓性瘫痪的进展顺序如下:眼睑下垂、视物模糊、复视、畏光→构音障碍、发音困难、吞咽困难→抬头无力→上肢无力→呼吸肌无力→下肢无力(肢体肌无力大多从肢体近端向远端发展)。
如果临床上出现颅神经损害“4D征”,即复视、构音障碍、发音困难和吞咽困难,将有助于诊断。
2.2.2感觉障碍除视物模糊外,无感觉障碍。
2.2.3植物神经功能障碍主要表现为口干、胃肠功能障碍、尿储留、瞳孔固定或散大、体位性低血压、窦性心动过缓和低体温等。
B型或E型BoNT中毒时的植物神经功能障碍更常见。
2.2.4认知功能障碍和意识障碍无认知功能障碍和意识障碍。
2.2.5其他症状和体征食源性BoNT中毒在发病前可有腹痛、腹泻、恶心和呕吐等胃肠系统症状,部分患者可伴有头晕。
若无并发症,则患者无发热。
对于可疑的创伤性BoNT中毒患者,应仔细检查患者的皮肤,以免遗漏细小的伤口或静脉注射点。
2.3实验室和影像学检查(1)血常规和血生化指标检查:若无并发症,则患者的血常规和血生化指标如肝肾功能和血糖指标均正常。
(2)脑脊液检查:BoNT中毒患者的脑脊液检查结果正常。
(3)头颅影像学检查:头颅计算机体层摄影术(computed tomography,CT)或磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)检查结果无异常。
(4)神经电生理检查:肌电图可见运动单位形态正常,少量纤颤波和正锐波是BoNT中毒的可疑征象;神经传导速度检查显示,感觉神经的波幅、速度和潜伏期均正常,运动神经的传导速度正常,但受累肌在受到单一神经刺激后,出现运动单位电位波幅的下降;重复神经电刺激检查显示,对BoNT中毒者,给予低频电刺激后可见动作电位波幅出现递减,给予高频电刺激(20~50 Hz)后可见受累肌出现强直后易化现象,即动作电位波幅递增达30%~100%,但严重中毒者可不表现出上述变化。
2.4病原菌检查及BoNT检测通过病原菌检查及BoNT检测,可以明确BoNT中毒的诊断及BoNT血清型。
2.4.1病原菌检查取可疑食物以及患者的呕吐物、排泄物、感染伤口分泌物等,进行厌氧菌培养,检出可疑致病菌。
2.4.2BoNT检测对于食源性、创伤性或医源性BoNT中毒者,可取患者的血液、伤口分泌物和排泄物进行BoNT检测,包括小鼠生物检测法[19]酶联免疫吸附试验、测流实验和其他检测方法。
小鼠生物检测法是检测BoNT和诊断BoNT中毒的“金标准”。
将一定剂量的标本稀释物注射入小鼠腹腔后,如果小鼠出现BoNT中毒表现,就对该标本作进一步的稀释,直至达到无法致小鼠死亡的浓度;在此基础上,在注射可导致中毒症状的标本稀释物之前,预注射不同血清型的单价抗毒素,如果某一种血清型抗毒素能够产生保护作用,则可以判定毒素的血清型。
由于在每一次注射后,都需要观察48 h,而整个实验过程需要4~6 d,因此耗时较长,无法适应临床对于早诊断和早治疗的要求,所以在临床中的应用受限。
酶联免疫吸附试验是利用抗原抗体的免疫反应检测BoNT,可以通过多克隆抗体同时识别和特异性检测不同血清型BoNT,目前已被美国食品药品管理局(Food and Drug Administration,FDA)批准用于检测A型、B型、E型和F型BoNT,但其敏感度比小鼠生物检测法低102个数量级。
测流实验是将纳米金颗粒标记的BoNT抗体与样本在一张试纸上进行反应,如果样本中含有BoNT,则在试纸的相应区域就会显现一条红线。
测流实验常被用于检测食品样品中的BoNT,但检测的敏感度较低。
其他检测方法包括电化学发光检测法、免疫多聚酶链式反应、生物传感器检测、内肽酶活性测定以及细胞检测法等。
3BoNT中毒的诊断及鉴别诊断对于疑为BoNT中毒的患者,应仔细询问病史,如是否食用过不洁食物以及BoNT注射史等。
根据可疑物质接触史以及急性、对称性、下行性迟缓性瘫痪和神经电生理检查结果,可以作出诊断。
对于有条件者,可进一步进行病原菌检查和BoNT检测以进一步明确诊断。
同时,需要与Lambert-Eaton肌无力综合征、吉兰-巴雷综合征或重症肌无力等疾病进行鉴别(见文中表1)。
4BoNT中毒的治疗BoNT中毒的治疗主要包括BoNT抗毒素治疗和支持治疗。
对于病情严重者,建议收入重症监护病房。
治疗团队应由富有经验的神经科、呼吸科、感染科、心血管科、营养科和康复科医师所组成。
4.1一般治疗BoNT中毒属于公共卫生事件,一旦发现疑似或确诊病例,必须上报各级疾病预防控制中心,开展流行病学调查,以防出现更多病例。