Ботулинический токсин , или ботулинический нейротоксин (обычно называемый ботоксом ), является нейротоксичным белком, вырабатываемым бактерией Clostridium botulinum и родственными видами. [24] Он предотвращает высвобождение нейротрансмиттера ацетилхолина из окончаний аксонов в нервно-мышечном соединении , тем самым вызывая вялый паралич . [25] Токсин вызывает заболевание ботулизм . [26] Токсин также используется в коммерческих целях в медицинских и косметических целях. [27] [28] Ботулинический токсин является ингибитором высвобождения ацетилхолина и нервно-мышечным блокирующим средством. [1] [23]
Семь основных типов ботулинического токсина называются типами от A до G (A, B, C1, C2, D, E, F и G). [27] [29] Время от времени обнаруживаются новые типы. [30] [31] Типы A и B способны вызывать заболевания у людей, а также используются в коммерческих и медицинских целях. [32] [33] [34] Типы C–G встречаются реже; типы E и F могут вызывать заболевания у людей, в то время как другие типы вызывают заболевания у других животных. [35]
Ботулинические токсины являются одними из самых мощных токсинов, известных науке. [36] [37] Интоксикация может возникнуть естественным образом в результате раневой или кишечной инфекции или при употреблении образовавшегося токсина с пищей. Предполагаемая средняя летальная доза токсина типа А для человека составляет 1,3–2,1 нг /кг внутривенно или внутримышечно , 10–13 нг/кг при вдыхании или 1000 нг/кг при приеме внутрь. [38]
Ботулинический токсин используется для лечения ряда терапевтических показаний, многие из которых не входят в утвержденную инструкцию по применению препарата. [28]
Ботулинический токсин используется для лечения ряда расстройств, характеризующихся сверхактивным движением мышц, включая детский церебральный паралич , [32] [33] спастичность после инсульта , [39] спастичность после травмы спинного мозга, [40] спазмы головы и шеи, [41] век , [26] влагалища , [42] конечностей, челюсти и голосовых связок . [43] Аналогичным образом, ботулинический токсин используется для расслабления сжимания мышц, включая мышцы пищевода , [44] челюсти , [45] нижних мочевыводящих путей и мочевого пузыря , [46] или сжимания ануса, которое может усугубить анальную трещину . [47] Ботулинический токсин, по-видимому, эффективен при рефрактерном сверхактивном мочевом пузыре . [48]
Косоглазие , также известное как неправильное выравнивание глаз, вызывается дисбалансом в действиях мышц, которые вращают глаза. Это состояние иногда можно облегчить, ослабив мышцу, которая тянет слишком сильно или тянет против той, которая была ослаблена болезнью или травмой. Мышцы, ослабленные инъекцией токсина, восстанавливаются после паралича через несколько месяцев, поэтому может показаться, что инъекцию нужно повторять, но мышцы адаптируются к длинам, на которых они хронически удерживаются, [49] так что если парализованная мышца растягивается ее антагонистом, она становится длиннее, в то время как антагонист укорачивается, давая постоянный эффект. [50]
В январе 2014 года ботулотоксин был одобрен Агентством по регулированию лекарственных средств и изделий медицинского назначения Великобритании для лечения ограниченной подвижности голеностопного сустава из-за спастичности нижних конечностей, связанной с инсультом у взрослых. [51] [52]
В июле 2016 года Управление по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) одобрило абоботулинумтоксин А (Диспорт) для инъекций с целью лечения спастичности нижних конечностей у детей в возрасте от двух лет и старше. [53] [54] Абоботулинумтоксин А является первым и единственным одобренным FDA ботулиническим токсином для лечения спастичности нижних конечностей у детей. [55] В США FDA утверждает текст этикеток рецептурных препаратов и определяет, для каких медицинских состояний производитель препарата может продавать препарат. Однако врачи могут свободно назначать их для любого состояния, которое они пожелают, что также известно как использование не по назначению . [56] Ботулинические токсины использовались не по назначению при нескольких детских состояниях, включая инфантильную эзотропию . [57]
Абоботулинумтоксин А был одобрен для лечения подмышечного гипергидроза , который не поддается лечению местными средствами. [43] [58]
В 2010 году FDA одобрило внутримышечные инъекции ботулотоксина для профилактического лечения хронической мигрени . [59] Однако использование инъекций ботулотоксина при эпизодической мигрени не было одобрено FDA. [60]
В косметических целях ботулотоксин считается относительно безопасным и эффективным [61] для уменьшения морщин на лице , особенно в верхней трети лица. [62] Коммерческие формы продаются под торговыми марками Botox Cosmetic/Vistabel от Allergan , Dysport/Azzalure от Galderma и Ipsen , Xeomin/Bocouture от Merz, Jeuveau/Nuceiva от Evolus, производятся компанией Daewoong в Южной Корее. [63] Эффект от инъекций ботулотоксина для глабеллярных морщин («линии 11» между глазами) обычно длится от двух до четырех месяцев, а в некоторых случаях зависит от продукта, при этом некоторые пациенты испытывают более длительный эффект — до шести месяцев или дольше. [62] Инъекция ботулотоксина в мышцы под мимическими морщинами вызывает расслабление этих мышц, что приводит к разглаживанию вышележащей кожи. [62] Разглаживание морщин обычно заметно через три-пять дней после инъекции, максимальный эффект обычно достигается через неделю после инъекции. [62] Мышцы можно обрабатывать повторно, чтобы поддерживать разглаженный вид. [62]
DaxibotulinumtoxinA (Daxxify) был одобрен для медицинского применения в Соединенных Штатах в сентябре 2022 года. [23] [64] Он показан для временного улучшения внешнего вида умеренных и тяжелых глабеллярных морщин (морщин между бровями). [23] [64] [65] DaxibotulinumtoxinA является ингибитором высвобождения ацетилхолина и нервно-мышечным блокирующим средством. [23] FDA одобрило daxibotulinumtoxinA на основании данных двух клинических испытаний (исследования GL-1 и GL-2) с участием 609 взрослых с умеренными и тяжелыми глабеллярными морщинами. [64] Испытания проводились в 30 центрах в Соединенных Штатах и Канаде. [64] В обоих испытаниях участвовали участники в возрасте от 18 до 75 лет с умеренными и тяжелыми глабеллярными морщинами. [64] Участники получили одну внутримышечную инъекцию даксиботулотоксина А или плацебо в пять мест в мышцах между бровями. [64] Наиболее распространенными побочными эффектами даксиботулотоксина А являются головная боль, опущение век и слабость лицевых мышц. [64]
LetibotulinumtoxinA (Letybo) был одобрен для медицинского применения в Соединенных Штатах в феврале 2024 года. [1] [66] Он показан для временного улучшения внешнего вида умеренных и сильных морщин между бровями. [1] [67] FDA одобрило letibotulinumtoxinA на основании доказательств трех клинических испытаний (BLESS I [NCT02677298], BLESS II [NCT02677805] и BLESS III [NCT03985982]) с участием 1271 участника с умеренными и сильными морщинами между бровями для оценки эффективности и безопасности. [66] Эти испытания проводились в 31 центре в Соединенных Штатах и Европейском союзе. [66] Во всех трех испытаниях участвовали участники в возрасте от 18 до 75 лет с умеренными и сильными морщинами между бровями (морщинами между бровями). [66] Участники получили одну внутримышечную инъекцию летиботулинумтоксина А или плацебо в пять мест в мышцах между бровями. [66] Наиболее распространенными побочными эффектами летиботулинумтоксина А являются головная боль, опущение века и брови, а также подергивание века. [66]
Ботулотоксин также используется для лечения расстройств гиперактивности нервов, включая чрезмерное потоотделение, [58] невропатическую боль , [68] и некоторые симптомы аллергии . [43] В дополнение к этим применениям ботулотоксин изучается для использования при лечении хронической боли . [69] Исследования показывают, что ботулотоксин можно вводить в артритные плечевые суставы для уменьшения хронической боли и улучшения диапазона движений. [70] Использование ботулотоксина А у детей с церебральным параличом безопасно в мышцах верхних и нижних конечностей. [32] [33]
Хотя ботулотоксин в целом считается безопасным в клинических условиях, могут возникнуть серьезные побочные эффекты от его использования. Чаще всего ботулотоксин может быть введен в неправильную группу мышц или с течением времени от места инъекции, вызывая временный паралич непреднамеренных мышц. [71]
Побочные эффекты от использования косметики обычно возникают из-за непреднамеренного паралича лицевых мышц. К ним относятся частичный паралич лица, мышечная слабость и проблемы с глотанием . Однако побочные эффекты не ограничиваются прямым параличом и могут также включать головные боли, гриппоподобные симптомы и аллергические реакции. [72] Так же, как косметические процедуры длятся всего несколько месяцев, побочные эффекты паралича могут иметь такую же продолжительность. [73] По крайней мере, в некоторых случаях сообщается, что эти эффекты рассеиваются в течение недель после лечения. [74] Синяки в месте инъекции не являются побочным эффектом токсина, а скорее способом введения, и сообщаются как предотвратимые, если врач оказывает давление на место инъекции; когда это происходит, сообщается, что в определенных случаях это длится 7–11 дней. [75] При инъекции в жевательную мышцу челюсти потеря мышечной функции может привести к потере или снижению способности пережевывать твердую пищу. [72] При постоянном приеме высоких доз мышцы могут атрофироваться или терять силу; Исследования показали, что эти мышцы восстанавливаются после перерыва в использовании ботокса. [76]
Побочные эффекты от терапевтического использования могут быть гораздо более разнообразными в зависимости от места инъекции и дозы введенного токсина. В целом, побочные эффекты от терапевтического использования могут быть более серьезными, чем те, которые возникают при косметическом использовании. Они могут возникнуть из-за паралича критических групп мышц и могут включать аритмию , сердечный приступ , а в некоторых случаях судороги, остановку дыхания и смерть. [72] Кроме того, побочные эффекты, распространенные при косметическом использовании, также распространены при терапевтическом использовании, включая проблемы с глотанием, мышечную слабость, аллергические реакции и гриппоподобные синдромы. [72]
В ответ на возникновение этих побочных эффектов в 2008 году FDA уведомило общественность о потенциальной опасности ботулотоксина как терапевтического средства. А именно, токсин может распространяться на области, удаленные от места инъекции, и парализовать непреднамеренные группы мышц, особенно при использовании для лечения мышечной спастичности у детей, лечащихся от детского церебрального паралича. [77] В 2009 году FDA объявило, что к доступным продуктам ботулотоксина будут добавлены предупреждения в рамке, предупреждающие об их способности распространяться от места инъекции. [78] [79] [80] [81] Однако клиническое использование ботулотоксина А у детей с церебральным параличом оказалось безопасным с минимальными побочными эффектами. [32] [33] Кроме того, FDA объявило об изменении названий нескольких продуктов ботулотоксина, чтобы подчеркнуть, что продукты не являются взаимозаменяемыми и требуют разных доз для правильного использования. Препаратам Botox и Botox Cosmetic было присвоено общее название onabotulinumtoxinA, Myobloc — rimabotulinumtoxinB, а Dysport сохранил свое общее название abobotulinumtoxinA. [82] [78] В связи с этим FDA выпустило сообщение для специалистов здравоохранения, в котором повторило новые названия препаратов и одобренные способы их применения. [83] Аналогичное предупреждение было выпущено Министерством здравоохранения Канады в 2009 году, в котором говорилось, что продукты ботулинического токсина могут распространяться на другие части тела. [84]
Ботулинический токсин, вырабатываемый Clostridium botulinum (анаэробной грамположительной бактерией), является причиной ботулизма. [26] Люди чаще всего потребляют токсин при употреблении неправильно консервированных продуктов, в которых развился C. botulinum . Однако токсин также может попасть в организм через инфицированную рану. У младенцев бактерии иногда могут размножаться в кишечнике и вырабатывать ботулинический токсин в кишечнике, что может вызвать состояние, известное как синдром вялого ребенка . [85] Во всех случаях токсин затем может распространяться, блокируя нервы и мышечную функцию. В тяжелых случаях токсин может блокировать нервы, контролирующие дыхательную систему или сердце, что приводит к смерти. [24]
Ботулизм может быть трудно диагностировать, так как он может показаться похожим на такие заболевания, как синдром Гийена-Барре , миастения и инсульт . Другие тесты, такие как сканирование мозга и исследование спинномозговой жидкости, могут помочь исключить другие причины. Если симптомы ботулизма диагностированы на ранней стадии, могут быть назначены различные методы лечения. Чтобы удалить зараженную пищу, которая осталась в кишечнике, можно использовать клизмы или искусственную рвоту. [86] При раневых инфекциях инфицированный материал может быть удален хирургическим путем. [86] Доступен ботулинический антитоксин, который может использоваться для предотвращения ухудшения симптомов, хотя он не вернет существующее повреждение нервов. В тяжелых случаях для поддержки людей с дыхательной недостаточностью может использоваться механическое дыхание. [86] Повреждение нервов заживает со временем, как правило, в течение недель или месяцев. [87] При правильном лечении можно значительно снизить уровень летальности при отравлении ботулином. [86]
Для лечения ботулизма доступны два препарата ботулинических антитоксинов. Трехвалентный (серотипы A, B, E) ботулинический антитоксин получают из лошадиных источников с использованием целых антител . Второй антитоксин — семивалентный ботулинический антитоксин (серотипы A, B, C, D, E, F, G), который получают из лошадиных антител, измененных с целью сделать их менее иммуногенными. Этот антитоксин эффективен против всех основных штаммов ботулизма. [88] [31]
Ботулинический токсин оказывает свое действие, расщепляя ключевые белки, необходимые для активации нерва. Во-первых, токсин специфически связывается с пресинаптической поверхностью нейронов , которые используют нейротрансмиттер ацетилхолин . После связывания с нервным окончанием нейрон поглощает токсин в везикулу посредством рецептор-опосредованного эндоцитоза . [90] По мере того, как везикула продвигается дальше в клетку, она окисляется, активируя часть токсина, которая запускает его для проталкивания через мембрану везикулы в цитоплазму клетки . [24] Ботулинические нейротоксины одновременно распознают различные классы рецепторов ( ганглиозиды , синаптотагмин и SV2 ). [91] Попав внутрь цитоплазмы, токсин расщепляет белки SNARE (белки, которые опосредуют слияние везикул с их целевыми мембранно-связанными компартментами), что означает, что везикулы ацетилхолина не могут связываться с внутриклеточной клеточной мембраной, [90] не давая клетке высвобождать везикулы нейротрансмиттера. Это останавливает нервную сигнализацию, что приводит к вялому параличу . [24] [91]
Сам токсин высвобождается из бактерии в виде одной цепи, затем активируется при расщеплении ее собственными протеазами. [43] Активная форма состоит из двухцепочечного белка, состоящего из полипептида тяжелой цепи массой 100 кДа , соединенного дисульфидной связью с полипептидом легкой цепи массой 50 кДа. [92] Тяжелая цепь содержит домены с несколькими функциями; у нее есть домен, отвечающий за связывание, специфичное для пресинаптических нервных окончаний, а также домен, отвечающий за опосредование транслокации легкой цепи в цитоплазму клетки по мере подкисления вакуоли. [24] [92] Легкая цепь представляет собой цинковую металлопротеазу семейства M27 и является активной частью токсина. Она транслоцируется в цитоплазму клетки-хозяина, где расщепляет белок-хозяин SNAP-25 , член семейства белков SNARE, который отвечает за слияние . Расщепленный SNAP-25 не может опосредовать слияние везикул с мембраной клетки-хозяина, тем самым предотвращая высвобождение нейротрансмиттера ацетилхолина из окончаний аксона. [24] Эта блокада медленно снимается, поскольку токсин теряет активность, а белки SNARE медленно регенерируются пораженной клеткой. [24]
Семь серотипов токсинов (A–G) традиционно разделяются по их антигенности. Они имеют разные третичные структуры и различия в последовательностях. [92] [93] В то время как все разные типы токсинов нацелены на членов семейства SNARE, разные типы токсинов нацелены на разных членов семейства SNARE. [89] Серотипы A, B и E вызывают человеческий ботулизм, причем активность типов A и B сохраняется дольше всего in vivo (от нескольких недель до месяцев). [92] Существующие типы токсинов могут рекомбинировать, создавая «гибридные» (мозаичные, химерные) типы. Примерами являются BoNT/CD, BoNT/DC и BoNT/FA, где первая буква указывает на тип легкой цепи, а вторая — на тип тяжелой цепи. [94] BoNT/FA привлек значительное внимание под названием «BoNT/H», поскольку ошибочно считалось, что его нельзя нейтрализовать ни одним существующим антитоксином. [31]
Ботулинические токсины являются токсинами AB и тесно связаны с токсином сибирской язвы , токсином дифтерии и, в частности, токсином столбняка . Оба они известны как нейротоксины Clostridium, а легкая цепь классифицируется MEROPS как семейство M27. [95] Неклассические типы включают BoNT/X ( P0DPK1 ), который токсичен для мышей и, возможно, для людей; [30] BoNT/J ( A0A242DI27 ), обнаруженный у коровьего энтерококка ; [96] и BoNT/Wo ( A0A069CUU9 ), обнаруженный у колонизирующего рис Weissella oryzae . [94]
Одна из самых ранних зарегистрированных вспышек пищевого ботулизма произошла в 1793 году в деревне Вильдбад в нынешнем Баден-Вюртемберге , Германия. Тринадцать человек заболели и шесть умерли после употребления свиного желудка, наполненного кровяной колбасой , местного деликатеса. Дополнительные случаи смертельных пищевых отравлений в Вюртемберге заставили власти выпустить публичное предупреждение против употребления копченых кровяных колбас в 1802 году и собрать отчеты о случаях «отравления колбасой». [97] Между 1817 и 1822 годами немецкий врач Юстинус Кернер опубликовал первое полное описание симптомов ботулизма, основанное на обширных клинических наблюдениях и экспериментах на животных. Он пришел к выводу, что токсин развивается в плохих сосисках в анаэробных условиях, является биологическим веществом, действует на нервную систему и смертелен даже в небольших количествах. [97] Кернер выдвинул гипотезу, что этот «колбасный токсин» можно использовать для лечения различных заболеваний, вызванных чрезмерной активностью нервной системы, что сделало его первым, кто предположил, что его можно использовать в терапевтических целях. [98] В 1870 году немецкий врач Мюллер ввел термин «ботулизм» для описания заболевания, вызванного отравлением колбасой, от латинского слова botulus , что означает «колбаса». [98]
В 1895 году Эмиль ван Эрменгем , бельгийский микробиолог, открыл то, что сейчас называется Clostridium botulinum, и подтвердил, что токсин, вырабатываемый бактериями, вызывает ботулизм. [99] 14 декабря 1895 года в бельгийской деревне Эллезель произошла крупная вспышка ботулизма , которая произошла на похоронах, где люди ели маринованную и копченую ветчину; трое из них умерли. Исследуя зараженную ветчину и проводя вскрытия людей, которые умерли после ее употребления, ван Эрменгем выделил анаэробный микроорганизм, который он назвал Bacillus botulinus . [97] Он также проводил эксперименты на животных с экстрактами ветчины, изолированными бактериальными культурами и токсинами, извлеченными из бактерий. Из этого он пришел к выводу, что сами бактерии не вызывают пищевой ботулизм, а вырабатывают токсин, который вызывает заболевание после его употребления в пищу. [100] В результате исследований Кернера и ван Эрменгема считалось, что только зараженное мясо или рыба могут вызывать ботулизм. Эта идея была опровергнута в 1904 году, когда в Дармштадте , Германия, произошла вспышка ботулизма из-за консервированной белой фасоли. В 1910 году немецкий микробиолог Й. Лойхс опубликовал статью, показывающую, что вспышки в Эллезеле и Дармштадте были вызваны разными штаммами Bacillus botulinus и что токсины были серологически различны. [97] В 1917 году Bacillus botulinus был переименован в Clostridium botulinum , поскольку было решено, что термин Bacillus должен относиться только к группе аэробных микроорганизмов, в то время как Clostridium будет использоваться только для описания группы анаэробных микроорганизмов. [99] В 1919 году Джорджина Берк использовала реакции токсин-антитоксин для идентификации двух штаммов Clostridium botulinum , которые она обозначила как A и B. [99]
В течение следующих трех десятилетий, 1895–1925, когда консервирование пищевых продуктов приближалось к миллиардной индустрии в год, ботулизм становился угрозой общественному здоровью. Карл Фридрих Мейер , швейцарско-американский ветеринарный ученый, создал центр в Фонде Хупера в Сан-Франциско, где он разработал методы выращивания организма и извлечения токсина, и наоборот, предотвращения роста организма и выработки токсина, а также инактивации токсина путем нагревания. Таким образом, консервная промышленность Калифорнии была сохранена. [101]
С началом Второй мировой войны в Форт-Детрике , штат Мэриленд, изучалось использование ботулинического токсина в военных целях. Карл Ламанна и Джеймс Дафф [102] разработали методы концентрации и кристаллизации, которые Эдвард Дж. Шанц использовал для создания первого клинического продукта. Когда армейский химический корпус был расформирован, Шанц перешел в Институт пищевых исследований в Висконсине, где он производил токсин для экспериментального использования и предоставлял его академическому сообществу.
Механизм действия ботулотоксина – блокирование высвобождения нейротрансмиттера ацетилхолина из нервных окончаний – был выяснен в середине 20-го века [103] и остается важной темой исследований. Почти все методы лечения токсинами основаны на этом эффекте в различных тканях организма.
Офтальмологи, специализирующиеся на расстройствах глазных мышц ( страбизме ), разработали метод инъекции под контролем ЭМГ (используя электромиограмму , электрический сигнал от активированной мышцы, для управления инъекцией) местных анестетиков в качестве диагностического метода оценки вклада отдельной мышцы в движение глаза. [104] Поскольку операции по лечению косоглазия часто требовали повторения, был предпринят поиск нехирургических инъекционных методов лечения с использованием различных анестетиков, спиртов, ферментов, блокаторов ферментов и нейротоксинов змей. Наконец, вдохновленные работой Дэниела Б. Драхмана с цыплятами в Университете Джонса Хопкинса, [105] Алан Б. Скотт и его коллеги ввели ботулотоксин в экстраокулярные мышцы обезьян. [106] Результат был замечательным: несколько пикограммов вызвали паралич, который был ограничен целевой мышцей, продолжительный и без побочных эффектов.
После разработки методов сублимационной сушки, буферизации альбумином и обеспечения стерильности, эффективности и безопасности Скотт подал заявку в FDA на использование исследуемого препарата и начал производство нейротоксина ботулина типа А в своей лаборатории в Сан-Франциско. Он сделал инъекцию первым пациентам со страбизмом в 1977 году, сообщил о его клинической полезности в 1980 году [107] и вскоре обучил сотни офтальмологов инъекциям препарата, который он назвал Окулинум («выравниватель глаз»), под контролем ЭМГ.
В 1986 году Oculinum Inc, микропроизводитель и дистрибьютор ботулинического токсина Скотта, не смог получить страхование ответственности за качество продукции и больше не мог поставлять препарат. Когда поставки истощились, люди, которые привыкли полагаться на периодические инъекции, впали в отчаяние. В течение четырех месяцев, пока решались вопросы ответственности, американские пациенты с блефароспазмом ездили в канадские глазные центры для инъекций. [108]
На основе данных тысяч людей, собранных 240 исследователями, Oculinum Inc (которая вскоре была приобретена Allergan) получила одобрение FDA в 1989 году на продажу Oculinum для клинического использования в Соединенных Штатах для лечения косоглазия и блефароспазма у взрослых . Затем Allergan начала использовать торговую марку Botox. [109] Это первоначальное одобрение было предоставлено в соответствии с Законом США о сиротских препаратах 1983 года . [110]
Эффект ботулотоксина типа А на уменьшение и устранение морщин на лбу был впервые описан и опубликован Ричардом Кларком, доктором медицины, пластическим хирургом из Сакраменто, Калифорния. В 1987 году Кларку было предложено устранить обезображивание, вызванное функционированием только правой стороны мышц лба после того, как левая сторона лба была парализована во время процедуры подтяжки лица. Эта пациентка хотела выглядеть лучше после подтяжки лица, но испытывала странное одностороннее поднятие правой брови на лбу, в то время как левая бровь опускалась, и она постоянно демонстрировала глубокие выразительные морщины на правом лбу, в то время как левая сторона была идеально гладкой из-за паралича. Кларк знал, что ботулотоксин безопасно используется для лечения детей со страбизмом, и он запросил и получил одобрение FDA на эксперимент с ботулотоксином для парализа движущихся и сморщивающихся нормально функционирующих правых мышц лба, чтобы обе стороны лба выглядели одинаково. Это исследование и отчет о клиническом случае косметического использования ботулотоксина для лечения косметического осложнения косметической операции были первым отчетом о специфическом лечении морщин и были опубликованы в журнале Plastic and Reconstructive Surgery в 1989 году . [111] Редакторы журнала Американского общества пластических хирургов четко заявили, что «первое описанное использование токсина в эстетических целях было сделано Кларком и Беррисом в 1989 году». [112]
Также в 1987 году Джин и Аластер Каррутерс, оба доктора из Ванкувера, Британская Колумбия , заметили, что пациенты с блефароспазмом, которым делали инъекции вокруг глаз и верхней части лица, также отмечали уменьшение морщин на переносице («морщины нахмуривания» между бровями). Аластер Каррутерс сообщил, что другие в то время также замечали эти эффекты и обсуждали косметический потенциал ботулотоксина. [113] В отличие от других исследователей, Каррутерс не просто говорили о возможности использования ботулотоксина в косметических целях. Они провели клиническое исследование на в остальном нормальных людях, которых единственной заботой была их бровная борозда. Они проводили свое исследование между 1987 и 1989 годами и представили свои результаты на ежегодном собрании Американского общества дерматологической хирургии в 1990 году. Их выводы были впоследствии опубликованы в 1992 году. [114]
Уильям Дж. Биндер сообщил в 2000 году, что люди, которым делали косметические инъекции в область лица, сообщили об облегчении хронической головной боли. [115] Первоначально считалось, что это косвенный эффект снижения мышечного напряжения, но теперь известно, что токсин подавляет высвобождение периферических ноцицептивных нейротрансмиттеров, подавляя центральные системы обработки боли, ответственные за мигрень . [116] [117]
По данным Американского общества пластических хирургов , по состоянию на 2018 год [обновлять]инъекции ботулотоксина являются наиболее распространенной косметической операцией: в Соединенных Штатах было проведено 7,4 миллиона таких процедур. [ 118]
Прогнозируется, что мировой рынок продуктов на основе ботулотоксина, обусловленный их косметическим применением, достигнет 2,9 млрд долларов к 2018 году. Прогнозируется, что рынок эстетики лица, частью которого они являются, достигнет 4,7 млрд долларов (2 млрд долларов в США) за тот же период времени. [119]
В 2020 году было проведено 4 401 536 процедур ботулотоксина типа А. [120] В 2019 году рынок ботулотоксина составил 3,19 млрд долларов США. [121]
Стоимость ботокса обычно определяется количеством введенных единиц (в среднем 10–30 долларов за единицу) или площадью (200–1000 долларов) и зависит от опыта врача, местоположения клиники, количества единиц и сложности лечения. [122]
В США ботокс в медицинских целях обычно покрывается страховкой, если врач считает это необходимым с медицинской точки зрения, и покрывает множество медицинских проблем, включая гиперактивный мочевой пузырь (ГАМП), недержание мочи из-за неврологических заболеваний, головные боли и мигрени, дисфункцию височно-нижнечелюстного сустава, спастичность у взрослых, цервикальную дистонию у взрослых, тяжелый гипергидроз подмышек (или других областей тела), блефароспазм, спастичность верхних или нижних конечностей. [123] [124]
Ботокс для лечения повышенного потоотделения одобрен FDA. [71]
Стандартные области для инъекций эстетического ботокса включают лицо и другие области, которые могут образовывать тонкие линии и морщины из-за ежедневных мышечных сокращений и/или выражений лица, таких как улыбка, хмурый взгляд, прищуривание и поднятие бровей. Эти области включают область глабеллы между бровями, горизонтальные линии на лбу, гусиные лапки вокруг глаз и даже круговые полосы, которые образуются вокруг шеи из-за гиперактивности платизмы. [125]
Ботулинический токсин был признан потенциальным агентом для использования в биотерроризме . [126] Он может всасываться через глаза, слизистые оболочки, дыхательные пути и неповрежденную кожу. [127] Эффекты ботулинического токсина отличаются от эффектов нервно-паралитических агентов, поскольку симптомы ботулизма развиваются относительно медленно (в течение нескольких дней), в то время как эффекты нервно-паралитических агентов, как правило, гораздо быстрее. Данные свидетельствуют о том, что воздействие на нервы (моделируемое инъекцией атропина и пралидоксима ) увеличит смертность за счет усиления механизма токсичности ботулинического токсина. [128] Что касается обнаружения, протоколы с использованием оборудования для обнаружения ЯБХ (например, бумага М-8 или ICAM) не будут указывать на «положительный» результат при тестировании образцов, содержащих ботулинический токсин. [129] Для подтверждения диагноза отравления ботулотоксином, в терапевтических целях или для предоставления доказательств при расследовании случаев смерти, ботулотоксин может быть количественно определен с помощью иммуноанализа биологических жидкостей человека; у отравленных людей были обнаружены уровни сыворотки 12–24 мышиных LD 50 единиц на миллилитр. [130]
В начале 1980-х годов немецкие и французские газеты сообщили, что полиция провела обыск в убежище банды Баадер-Майнхоф в Париже и обнаружила импровизированную лабораторию, в которой находились колбы, полные Clostridium botulinum , который производит ботулинический токсин. Позже их сообщения оказались неверными; никакой такой лаборатории так и не было найдено. [131]
Коммерческие формы продаются под торговыми марками Botox (onabotulinumtoxinA), [19] [82] [132] Dysport/Azzalure (abobotulinumtoxinA), [82] [133] Letybo (letibotulinumtoxinA), [1] [2] [134] Myobloc (rimabotulinumtoxinB), [21] [82] Xeomin/Bocouture (incobotulinumtoxinA), [135] и Jeuveau (prabotulinumtoxinA). [136] [63]
Ботулинический токсин А продается под торговыми марками Jeuveau, Botox и Xeomin. Ботулинический токсин В продается под торговой маркой Myobloc. [21]
В Соединенных Штатах продукты ботулотоксина производятся различными компаниями как для терапевтического, так и для косметического использования. В 2011 году поставщик из США сообщил в своих корпоративных материалах, что он может «обеспечить мировые потребности по 25 показаниям, одобренным государственными учреждениями по всему миру», используя менее одного грамма сырого ботулотоксина. [137] Myobloc или Neurobloc, продукт ботулотоксина типа B, производится Solstice Neurosciences, дочерней компанией US WorldMeds. AbobotulinumtoxinA), терапевтическая формула токсина типа A, производимая Galderma в Соединенном Королевстве, лицензирована для лечения фокальных дистоний и определенных косметических целей в США и других странах. [83] LetibotulinumtoxinA (Letybo) был одобрен для медицинского использования в Соединенных Штатах в феврале 2024 года. [1]
Помимо трех основных производителей в США, известны многочисленные другие производители ботулотоксина. Xeomin, производимый в Германии компанией Merz , также доступен как для терапевтического, так и для косметического использования в США. [138] Институт биологических продуктов Ланьчжоу в Китае производит продукт ботулотоксина типа А; по состоянию на 2014 год это был единственный одобренный в Китае продукт ботулотоксина типа А. [138] Ботулотоксин типа А также продается на мировом рынке под торговыми марками Lantox и Prosigne. [139] Neuronox, продукт ботулотоксина типа А, был представлен компанией Medy-Tox из Южной Кореи в 2009 году. [140]
Токсины ботулизма вырабатываются бактериями рода Clostridium, а именно C. botulinum , C. butyricum , C. baratii и C. argentinense , [141] , которые широко распространены, в том числе в почве и пыли. Кроме того, бактерии можно обнаружить внутри домов на полу, ковре и столешницах даже после уборки. [142] Проблема усложняется тем, что таксономия C. botulinum остается хаотичной. Токсин, вероятно, горизонтально передавался между линиями, способствуя многовидовой картине, наблюдаемой сегодня. [143] [144]
Пищевой ботулизм возникает косвенно из-за употребления в пищу продуктов, зараженных спорами Clostridium , где воздействие анаэробной среды позволяет спорам прорастать, после чего бактерии могут размножаться и вырабатывать токсин. [142] Критически важно, что употребление в пищу токсина, а не спор или вегетативных бактерий, вызывает ботулизм . [142] Тем не менее известно, что ботулизм передается через консервированные продукты, неправильно приготовленные перед консервированием или после открытия банки, поэтому его можно предотвратить. [142] Детский ботулизм, возникающий из-за употребления меда или любой другой пищи, которая может переносить эти споры, можно предотвратить, исключив эти продукты из рациона детей младше 12 месяцев. [145]
Правильное охлаждение при температуре ниже 4,4 °C (39,9 °F) замедляет рост C. botulinum . [146] Этот организм также восприимчив к высокому содержанию соли, кислорода и низкому уровню pH. [35] [ проверка не удалась ] Сам токсин быстро разрушается под воздействием тепла, например, при тщательной варке. [147] Споры, вырабатывающие токсин, устойчивы к нагреванию и выживают в кипящей воде в течение длительного периода времени. [148]
Ботулинический токсин денатурируется и, таким образом, дезактивируется при температурах выше 85 °C (185 °F) в течение пяти минут. [35] Как цинковая металлопротеаза (см. ниже), активность токсина также подвержена, после воздействия, ингибированию ингибиторами протеазы , например, цинккоординирующими гидроксаматами . [92] [149]
Университетские офтальмологи в США и Канаде еще больше усовершенствовали использование ботулотоксина в качестве терапевтического средства. К 1985 году был эмпирически определен научный протокол мест инъекций и дозировка для лечения блефароспазма и косоглазия. [150] Побочные эффекты при лечении этого состояния считались редкими, легкими и поддающимися лечению. [151] Положительный эффект инъекции длился всего четыре-шесть месяцев. Таким образом, пациентам с блефароспазмом требовалась повторная инъекция два или три раза в год. [152]
В 1986 году микропроизводитель и дистрибьютор ботокса Скотта больше не мог поставлять препарат из-за невозможности получить страхование ответственности за качество продукции. Люди были в отчаянии, поскольку запасы ботокса постепенно истощались, заставляя его отказываться от людей, которым пора было сделать следующую инъекцию. В течение четырех месяцев американские пациенты с блефароспазмом должны были договариваться о том, чтобы их инъекции выполняли участвующие врачи в канадских глазных центрах, пока не будут решены вопросы ответственности. [108]
В декабре 1989 года Ботокс был одобрен FDA США для лечения косоглазия, блефароспазма и гемифациального спазма у людей старше 12 лет. [109]
В случае лечения детской эзотропии у людей младше 12 лет несколько исследований дали разные результаты. [57] [153]
Эффект ботулотоксина типа А на уменьшение и устранение морщин на лбу был впервые описан и опубликован Ричардом Кларком, доктором медицины, пластическим хирургом из Сакраменто, Калифорния. В 1987 году Кларку было предложено устранить обезображивание, вызванное функционированием только правой стороны мышц лба после того, как левая сторона лба была парализована во время процедуры подтяжки лица. Эта пациентка хотела выглядеть лучше после подтяжки лица, но испытывала странное одностороннее поднятие правой брови на лбу, в то время как левая бровь опускалась, и она проявляла эмоции с глубокими выразительными морщинами на правом лбу, в то время как левая сторона была идеально гладкой из-за паралича. Кларк знал, что ботулотоксин безопасно используется для лечения детей со страбизмом, и он запросил и получил одобрение FDA на эксперимент с ботулотоксином для парализа движущихся и сморщивающихся нормально функционирующих правых мышц лба, чтобы обе стороны лба выглядели одинаково. Это исследование и отчет о клиническом случае косметического использования ботулотоксина для лечения косметического осложнения косметической операции были первым отчетом о специфическом лечении морщин и были опубликованы в журнале Plastic and Reconstructive Surgery в 1989 году . [111] Редакторы журнала Американского общества пластических хирургов четко заявили, что «первое описанное использование токсина в эстетических целях было сделано Кларком и Беррисом в 1989 году». [112]
JD и JA Carruthers также изучали и сообщили в 1992 году об использовании ботулотоксина типа А в качестве косметического лечения.[78] Они провели исследование участников, которых единственной проблемой были морщины или борозды на лбу между бровями. В остальном участники исследования были нормальными. Шестнадцать из семнадцати участников, доступных для последующего наблюдения, продемонстрировали косметическое улучшение. Это исследование было представлено на встрече в 1991 году. Исследование по лечению морщин между бровями было опубликовано в 1992 году. [114] Этот результат впоследствии был подтвержден другими группами (Брин и группа Колумбийского университета под руководством Монте Кина [154] ). FDA объявило о нормативном одобрении ботулотоксина типа А (Botox Cosmetic) для временного улучшения внешнего вида умеренных и сильных морщин между бровями (морщин между бровями) в 2002 году после обширных клинических испытаний. [155] Задолго до этого косметическое использование ботулотоксина типа А стало широко распространенным. [156] Результаты от Botox Cosmetic могут сохраняться до четырех месяцев и могут различаться у каждого пациента. [157] Управление по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) одобрило альтернативный метод тестирования безопасности продукта в ответ на растущую обеспокоенность общественности тем, что тестирование LD50 требуется для каждой партии, продаваемой на рынке. [158] [159]
Ботулинический токсин типа А также использовался для лечения десневой улыбки; [160] материал вводится в гиперактивные мышцы верхней губы, что вызывает уменьшение движения губы вверх, таким образом, в результате чего улыбка получается с меньшим обнажением десны . [ 161] Ботокс обычно вводится в три мышцы, поднимающие губу, которые сходятся на боковой стороне крыла носа: поднимающая верхняя губа (LLS), поднимающая верхняя губа мышца крыла носа (LLSAN) и малая скуловая мышца (ZMi). [162] [163]
Ботулинический токсин типа А в настоящее время является распространенным методом лечения мышц, пораженных синдромом верхнего двигательного нейрона (СВНД), таким как детский церебральный паралич , [32] для мышц с нарушенной способностью эффективно удлиняться . Мышцы, пораженные СВНД, часто ограничены слабостью , потерей реципрокного торможения , снижением контроля движений и гипертонусом (включая спастичность ). В январе 2014 года ботулинический токсин был одобрен Агентством по регулированию лекарственных средств и изделий медицинского назначения Великобритании (MHRA) для лечения инвалидности голеностопного сустава из-за спастичности нижних конечностей, связанной с инсультом у взрослых. [51] Движение суставов может быть ограничено тяжелым мышечным дисбалансом, связанным с синдромом, когда некоторые мышцы заметно гипертонусны и не обладают эффективным активным удлинением. Инъекция в сверхактивную мышцу для снижения уровня ее сокращения может улучшить реципрокное движение, а значит, улучшить способность двигаться и заниматься спортом. [32]
Сиалорея — это состояние, при котором оральные секреции не могут быть устранены, что приводит к скоплению слюны во рту. Это состояние может быть вызвано различными неврологическими синдромами, такими как паралич Белла , умственная отсталость и детский церебральный паралич. Инъекция ботулинического токсина типа А в слюнные железы полезна для уменьшения секреции. [164]
Ботулинический токсин типа А используется для лечения цервикальной дистонии , но со временем он может стать неэффективным. Ботулинический токсин типа В получил одобрение FDA для лечения цервикальной дистонии в декабре 2000 года. Торговые марки ботулинического токсина типа В включают Myobloc в Соединенных Штатах и Neurobloc в Европейском Союзе. [138]
Онаботулинумтоксин А (торговое название Ботокс) получил одобрение FDA для лечения хронических мигреней 15 октября 2010 года. Токсин вводится в голову и шею для лечения этих хронических головных болей. Одобрение последовало за доказательствами, представленными агентству из двух исследований, финансируемых Allergan, которые показали очень небольшое улучшение заболеваемости хроническими мигренями у тех, кто страдает мигренями и проходит лечение Ботоксом. [165] [166]
С тех пор несколько рандомизированных контролируемых исследований показали, что ботулинический токсин типа А улучшает симптомы головной боли и качество жизни при профилактическом применении у участников с хронической мигренью [167] , у которых проявляются следующие характеристики головной боли: давление, воспринимаемое извне, более короткая общая продолжительность хронической мигрени (<30 лет), «детоксикация» участников с сопутствующей хронической ежедневной головной болью из-за чрезмерного использования лекарств и отсутствие в настоящее время истории других профилактических лекарств от головной боли. [168]
Несколько небольших испытаний обнаружили пользу для людей с депрессией . [169] [170] [171] Метаанализ 2021 года подтверждает полезность ботокса при униполярной депрессии, но обнаруживает значительную гетерогенность среди результатов. [172] Основная гипотеза его действия основана на гипотезе лицевой обратной связи . [173] Другая гипотеза предполагает связь между лицевыми мышцами и определенными областями мозга у животных, но для подтверждения или опровержения этой теории требуются дополнительные доказательства. [171]
Препарат для лечения преждевременной эякуляции находится в разработке с августа 2013 года и находится на стадии испытаний II фазы . [170] [174]
M8 — это химически обработанная, пропитанная красителем бумага, используемая для обнаружения жидких веществ на наличие нервно-паралитических веществ типа V и G, а также кожно-нарывных веществ типа H и L.