赵骏秀,王汉斌
肉毒中毒诊断与治疗的研究现状
赵骏秀,王汉斌
肉毒神经毒素(BoNT)是毒性最剧烈的神经毒素之一,它可通过食物、肠道感染、外伤、注射、作为生物化学战剂等途径中毒,其中食源性肉毒中毒最常见。随着科技的进步,越来越多的人开始注重生活质量,因而通过注射肉毒毒素消除皱纹、瘦脸、塑小腿等而导致肉毒中毒的病例越来越多,肉毒也因此被人们熟知。并且,因其具有极强的毒性、制备方便及抗毒素的缺乏,使BoNT已成为A类生物化学战剂。重度肉毒中毒可因呼吸衰竭而死亡,故早期诊断与治疗尤其重要,本文对近年来临床上常用的诊断手段与治疗方法作一综述。
肉毒神经毒素;诊断;治疗
肉毒神经毒素(BoNT)是能引起致命麻痹性的一种蛋白质,分为7种血清型(A-G),其中自然存在的A、B、E和F型毒素能够造成人类中毒,C、D型则常引起动物、禽类中毒,G型引起人类中毒的报道较少。根据美国疾病控制和预防中心公布,其具有极强的毒性,生产方便以及抗毒剂的缺乏使它成为一种A类生物威胁制剂[1]。BoNT通过抑制乙酰胆碱在胞外分泌的外周胆碱能,包括神经肌肉接头及副交感神经突触间的传递,从而导致肌肉麻痹[2]。现将近年来对肉毒中毒诊断及临床治疗的进展作一综述。
1.1 具备以下条件即可临床诊断[3](1)可疑食物进食史,群体发病;(2)典型的眼部症状,口咽肌、四肢肌受累,呼吸肌无力,特别是序贯发生,无感觉神经障碍;(3)排除其他神经系统疾病如吉兰-巴雷综合征、重症肌无力、进行性肌营养不良等。
1.2 电生理检查
1.2.1 脑电图[4(]EEG)EEG可作为食物性肉毒中毒诊断的一项检查手段,尤其在中度、重度中毒时EEG可出现明显异常;随着食物性肉毒中毒程度的加重,EEG异常率增高,刘燕敏[4]回顾性分析32例肉毒中毒患者有22例EEG异常,异常率为68.75%,主要表现为局限性或弥漫性慢波化、α波前移、背景活动呈低压状态。EEG可作为判断食物性肉毒中毒严重程度的指标,也可作为食物性肉毒中毒预后判断的一种重要检查手段。
1.2.2 肌电图(EMG) 肌电图的检查有助于肉毒中毒的诊断,法国学者Zouari等[5]报道了本病肌电图特点:肌肉动作电位波幅减低;高频(20 Hz)重复刺激波幅递增至少100%;低频(3 Hz)重复刺激递减至少10%。EMG可出现短暂的小振幅而密集的运动单位动作电位,这种图形的出现与神经损害持续时间相一致。临床症状好转后,肌电图亦恢复正常。
1.3 肉毒毒素检测
1.3.1 小鼠生物学试验法 国际上最早确立的检测BoNT的标准方法是小鼠生物学试验法。这种方法是迄今为止最敏感、最可靠的BoNT检测方法,可以实现对皮克(腭)级毒素的定量检测[7]。小鼠生物学实验可以分为小鼠致死性实验和小鼠非致死性实验。小鼠致死性实验常用于粪便、血清、肠道、创伤、食物样本和细菌培养物上清中毒素的检测。但小鼠致死性实验价格昂贵、费力、耗时长且有伦理限制,故世界上仅有少数实验室采用该法。此方法操作困难,需要较高的技术,故国内较少采用。非致死性小鼠实验与常规小鼠试验敏感性相当,且不会导致小鼠产生不良反应和运动损害。然而非致死性小鼠实验旨在用于纯化毒素的效价测定,故其用于复杂样本的调查尚未经过验证[8]。
1.3.2 聚合酶链式反应(PCR) 用PCR方法检测编码神经外毒素的肉毒梭菌基因快捷、可靠。1999年,王兴民等[9]运用多重PCR方法成功检测了C、D型肉毒梭菌,灵敏度分别为450 Pg和10 pg。2001年,Lindst rom等[10]运用多重PCR方法同时进行A,B,E和F型肉毒梭菌的检测,目前国内外广泛采用这种方法[8]。
1.3.3 免疫学检测方法 免疫学方法是利用BoNT特异性的诊断抗体而建立的一种检测方法,也逐渐成为目前常用的一种检测BoNT的重要手段,如免疫双扩试验(DD)、反向乳胶凝集试验(RPLA)、协同凝集试验(COA)等;与标记技术相结合的还有酶联免疫吸附试验(ELISA)、荧光抗体检测技术(FIA)、放射免疫技术(RIA)和胶体金免疫层析(GICA)技术等[6]。ELISA是目前应用最广泛的检测方法,而GICA是操作简单,发展最快,前景最广的方法。
1.3.4 质谱技术 可以直接检测BoNT蛋白,该方法比小鼠生物学试验快速,比ELISA灵敏,且没有交叉反应现象。但仪器昂贵,需要专业技术人员操作,而且对样品的前处理技术要求比较高[6]。
1.3.5 基因芯片技术 近几年,有研究者将荧光技术与芯片技术相结合,发展了微流控装置对生物毒素进行分析,已经应用于BoNT/A的检测及其拮抗剂的筛选[6]。
1.3.6 生物传感技术 针对BoNT的检测,目前已经发展的多是以光学检测元件作为信号转换器的生物传感器,如时间分辨荧光光纤生物传感器、光寻址电位传感器、顺磁珠电化学发光传感器等。用时间分辨荧光分析法检测A型和B型BoNT只需要2 h,灵敏度达到4~20 pg/ml[6,11]。
2.1 治疗
2.1.1 马血清抗体(多克隆抗体PAbs) 自1960年以来肉毒抗毒素已经存在,并主要为马血清免疫球蛋白产品[12]。虽然只有马血清抗毒素应用于临床,但这种蛋白进入人体后属于异源蛋白,易引起副作用,如引起血清病等。自2010年3月起,七价肉毒抗毒素(H-BAT)已取代已授权的A、B型二价肉毒抗毒素和实验用E型肉毒抗毒素来治疗非婴儿肉毒中毒[13]。H-BAT可用于治疗A-G七型肉毒中毒者。我国兰州生物制品研究所已生产出A-G七型肉毒抗毒素。国内有报道,诊断肉毒中毒后,根据田英平等[3]抗毒素治疗方案应用A型及B型肉毒抗毒素(兰州生物研究所生产)取得较好疗效。目前,针对是否在确定哪种类型肉毒神经毒素前给予肉毒抗毒素,在接触BoNT后多长时间给予抗毒素,仍有争议。肉毒抗毒素只中和循环毒素,因此应在完成实验室测试之前尽快给药[14]。肉毒抗毒素主要为被动免疫治疗。在接触到BoNT后很快给予抗体,有可能会完全防止中毒。如果间隔较长时间,将不会起到更完全的抵抗作用,但是疾病的严重程度和持续时间可以被减少。如果间隔时间太长,将不会起到抵抗作用或其他用处[15]。
2.1.2 单克隆抗体(monoclonal antibodies,MAbs) 重组的MAbs药物是治疗肉毒毒素中毒新的研究方向。众多的MAbs已经被纯化,并且它的保护作用针对于不同类型的毒素[16]。高度保护单克隆组合是和马源性多克隆抗体一样,但是PAbs有一些局限性,MAbs可克服这一障碍,具有人性化的MAbs制成的单克隆抗体制剂,比目前的马源性多克隆抗体药物更安全更充足[17]。
2.1.3 药物拮抗剂 目前无特效解毒药,所以药物拮抗剂仍处于研究发展阶段。一些金属蛋白酶抑制剂、锌离子试剂可以抑制肉毒神经毒素的轻链活性。药物拮抗剂的主要好处是,它能进入神经细胞溶质和阻止轻链的催化活性[15]。
2.1.4 基因工程抗体BoNT基因抗体产量高安全性好,作为开发中的候选抗体具有广阔的应用前景,有取代马血清抗毒素的潜力[2]。目前处于试生产阶段,还未上市。
2.1.5 人类免疫球蛋白(BIG)1991年7月美国陆军首次使用静脉注射人类免疫球蛋白[18]。人类免疫球蛋白是从肉毒素免疫人血清中提取,应用方法已很成熟,特别对婴幼儿肉毒中毒已成为主要的解毒措施[19]。BIG半衰期为28天,通常给药一次,抗毒效果可达半年[20]。
2.1.6 对症治疗 肉毒中毒常导致呼吸肌麻痹,所以保持呼吸道通畅及改善呼吸功能尤其重要,必要时可实施机械通气。对于食源性肉毒中毒,应早期进行催吐、洗胃、导泻、灌肠,以排出尚未吸收的毒剂。对于外伤性肉毒中毒,应尽早清理创口,合理使用抗生素。
2.2 预防——疫苗
2.2.1 类毒素疫苗 自1965年以来,五价(A-E)肉毒梭菌类毒素疫苗是唯一用于预防在公共卫生实验室工作的人员,以及在研究和生产设施处于危险之中的工作人员[21-22]。截至2011年11月,美国疾病控制和预防中心不再提供这种疫苗,因为其免疫原性已显著下降,使得其对肉毒杆菌的抵抗不可靠[21-22]。类毒素疫苗也存在如下缺陷:天然肉毒梭菌产生的BoNT数量少,纯化困难,在疫苗制备过程中直接接触毒素的危险性高,需要多次加强免疫接种,并且接种后有一定副作用[2]。
2.2.2 二价重组亚单位疫苗 利用巴斯德毕赤酵母作为表达工程菌表达BoNT/A-HC和BoNT/B-HC亚单位疫苗的研究备受关注,已经进入了临床试验阶段。对A、B亚型的BoNT-HC抗原进行了组合,构建的二价重组亚单位疫苗被命名为rBVA/B[2]。目前,美国国防部提供重组肉毒杆菌疫苗(rBV的A/B)来防止军事人员感染生化武器肉毒神经毒素A和B[22-23]。
BoNT引起迟缓性麻痹,如不及时治疗可会致命[24]。而目前,除肉毒抗毒素外,肉毒中毒无特效解毒药,药物拮抗剂正处于研究发展阶段。它可以进入神经细胞溶质和阻止轻链的催化活性,来抑制肉毒神经毒素的轻链活性。因此,药物拮抗剂将会成为肉毒中毒防治的新途径。基因工程中和抗体是目前研发治疗肉毒中毒的主攻方向,有取代马血清抗毒素的趋势,但仍处于实验室研究或临床前的中试生产阶段,还未批准上市。但这些已为肉毒中毒的治疗提供了明确方向。
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(收稿:2015-03-09修回:2015-05-08编校:齐 彤)
R 595.71
A
2095-3496(2015)03-0188-03
100071北京,解放军第307医院中毒救治科(赵骏秀,王汉斌)
王汉斌,E-mai l:hanbin62616@al iyun.com