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肉毒素一开始竟是种毒药?

2019-08-19 14:23:14  来源:科学大院

相信很多女生都听说过瘦脸针的“神奇”效果:“塑造女神小v脸” 。不过这种让人心动的“瘦脸针”其实还有一个可怕的名称:肉毒素。

在国外,用肉毒素美容并不是稀奇事,而且历史悠久。经典美剧《欲望都市》的Samantha Jones有句著名台词:比起爱情我更相信肉毒素,因为它每次都有效。

 (图片来源:美剧《欲望都市》)

(图片来源:美剧《欲望都市》)

美丽是很多人的诉求,那么号称能让人变美的肉毒素真的有如此神奇的效果吗?

腌制香肠中的“毒药”

肉毒素,全名为肉毒杆菌素,是肉毒杆菌生长繁殖过程中分泌到菌体外的一种对机体有害的蛋白质类细菌毒素,属于外毒素,由150kDa左右的单链多肽组成。根据神经毒素抗原分析分类,肉毒素具有A-H七种类型。A、B、E和少见的F、H型等几种类型均可致病,且毒性作用极强,甚至可以说是世界上毒性最强的物质,对于成年人,静脉或肌肉注射的致死剂量为0.09~0.15μg,吸入的致死剂量0.70~1.0μg,口服的致死剂量70μg(1μg=10-12g)。

A型肉毒素的蛋白质结构(图片来源:Wikipedia)

A型肉毒素的蛋白质结构(图片来源:Wikipedia)

肉毒杆菌及孢子(图片来源:cfs.gov.hk)

肉毒杆菌及孢子(图片来源:cfs.gov.hk)

在喜爱吃腌制肉食的欧洲,人类因肉毒素中毒甚而丧生的例子从很早就有了。但是真正将这种中毒现象与肉毒素联系到一起的,要追溯至18世纪的欧洲。当时,德国斯图加尔爆发了一场严重的食物中毒事故,很多人在这次事故中死亡。当地医生Justinus Kerner对此次中毒事故的患者病例做了详细的记录,发现这次食物中毒与患者食用的腌制香肠有关,于是他根据中毒毒物的来源,将其命名为botulism(botulism来源于拉丁语中的香肠)。

肉毒杆菌在肉制品中大量繁殖,除了制作环境不卫生之外,还与肉毒杆菌厌氧有关,肉制品的表面为肉毒杆菌提供了足够的无氧环境。因此自制罐头食品尤其是弱酸食品(如PH>4.5)是肉毒毒素最常见的来源,目前已报道的大约10%的肉毒杆菌暴发事件都是食用廉价罐头引起的。

美味的香肠处理不当却能引起中毒(图片来源:zaobao.com.sg)

美味的香肠处理不当却能引起中毒(图片来源:zaobao.com.sg)

1895年比利时的微生物学家Emile Pierre Marie van Ermengem第一次分离出了肉毒杆菌,并命名为C。 botulinum bacterium。1920年Hermann Sommer博士首次分离出了肉毒素。1928年,加州大学旧金山分校Hermann Sommer博士的团队纯化了肉毒素,A型肉毒素开始被以稳定的酸沉淀形式从肉毒杆菌中提炼出来。

肉毒素为何能致人于死地?

1949年Arnold Burgen博士发现了肉毒素的作用机制。肉毒素是一种神经毒素,能透过粘膜被人体吸收,并经淋巴和血行扩散。生物体的大部分功能都是由神经支配的,两个神经细胞之间传递信息的物质被成为神经递质。按作用分类,神经递质可以被大致上分为兴奋性、抑制性两类。

肉毒素进入人体后,可以通过胞吞进入神经细胞,使一种蛋白质复合物(与神经递质释放有关)组装失败。这个过程就像多米诺骨牌一样,一旦一个环节被破坏,整个过程就会失效。最终导致一种叫做乙酰胆碱的神经递质不能释放。乙酰胆碱是人体内非常重要的神经递质,在人体各处都发挥着重要的作用,如使肌肉维持紧张的状态。肉毒素导致乙酰胆碱释放受阻,使全身的肌肉松弛,要知道我们平时能够呼吸、站立、消化都需要肌肉维持紧张的状态。

Mechanism of Action of Botulinum Toxin (Arnon et al。, 2001)

Mechanism of Action of Botulinum Toxin (Arnon et al。, 2001)

肉毒素不仅仅作用于肌肉,还可以作用于颅神经、外周神经等全身的神经。肉毒素中毒抑制全身神经乙酰胆碱的释放,在这种情况下,人会出现头晕、呼吸困难、视力模糊、肌肉乏力等症状,并在24-72h内死亡,死亡率高达70%。

肉毒素中毒的现象(图片来源:commonsensehome.com/botulism/)

肉毒素中毒的现象(图片来源:commonsensehome.com/botulism/)

从生化武器到变美神器

因为肉毒素可以使人全身的肌肉产生松弛麻痹,从而影响人体的正常功能,所以肉毒素最早被考虑用于制造生化武器。1946年,美国陆军化学部队(U.S。 Army Chemical Corps)的Edward Schantz博士和他的同事发现了制备大量纯化肉毒素的方法,并且制成了可临床使用的肉毒素制剂。二战时期的德国、美国都曾经有过制备肉毒素生化武器的计划,日本的731部队也曾经逼迫俘虏食用肉毒杆菌的培养液,诺门坎事件时日本人在河水里投过鼠疫杆菌和肉毒杆菌,但是苏联军队使用的是输水管道的自来水,所以没有苏联人中毒,反倒是很多日本兵误饮河水中毒伤亡。

随后,肉毒素开始被用于医疗。它的第一个用途是治疗斜视,斜视是由于眼部某块肌肉过分活跃,肉毒素可以起到松弛肌肉的作用。当时的技术已经可以通过肌动电流图(electromyogram)确定是哪一块肌肉活动导致了斜视,但是传统的方法,如:手术、注射麻醉剂、各种酶或者蛇毒等使过分活动的肌肉松弛最终达到的效果都不理想。考虑到肉毒素也可以通过阻碍乙酰胆碱的释放导致肌肉松弛,Alan Scott博士将几皮克(10^-12克)的A型肉毒素注射到斜视猴子的异常兴奋的眼部肌肉上,长时间地解决了斜视。

随后他和同事研发了可以用于人体的A型肉毒素(BoNT A),并在1978年获得了美国食品药品管理局(FDA)的批准。1989年,FDA批准BoNT A可用于治疗非随意肌收缩、斜视、眼睑痉挛和半面肌痉挛。

 Alan Scott博士 (图片来源:www.ski.org)

Alan Scott博士 (图片来源:www.ski.org)

神奇的是,在BoNT A被批准上市后的几年中,很多用其治疗眼部疾病的患者都向医生表示自己有皱纹减少和偏头痛改善的现象,这引起了很多临床医生的注意。

 Carruthers 夫妇(图片来源:www.biodiscover.com/)

Carruthers 夫妇(图片来源:www.biodiscover.com/)

肉毒素真正用于医疗美容要归功于Jean和Alastair Carruthers夫妇。1987年,加拿大眼科医生Jean Carruthers对她用BoNT A治疗眼睑痉挛的患者进行了观察,发现这些患者眉间的川字纹在注射治疗后有所淡化。她和身为皮肤科医生的丈夫Alastair Carruthers一起,在1992年1月发表了文章,文章中提及有17位患者在注射BoNT A后的3-11个月中皱纹得到了明显的淡化。我们之前提到过,肉毒素可以阻碍乙酰胆碱的释放,从而达到松弛肌肉的作用,因此可以消除面部负责表情管理的肌肉活动造成的动力性皱纹,如:抬头纹、眉间川字纹等。而重力性皱纹(即:与肌肉无关的,伴随衰老产生的胶原蛋白流失、皮下组织、肌肉萎缩等现象产生的皱纹)不能通过注射肉毒素消除。

 肉毒素除皱的机制(图片来源:360个人图书馆)

肉毒素除皱的机制(图片来源:360个人图书馆)

一家名为Allerga的制药公司买下了这项看似不起眼的研究成果,并将其重新命名为肉毒杆菌素(Botox)。一开始这家公司只是将Botox用于治疗上述的眼部疾病,但是Carruthers夫妇等医生的发现使Allerga公司将眼光转向了美容行业。2002年,FDA正式批准A型肉毒素(通用名为onabotulinumtoxinA)可作为美容用品,用以祛除眉间皱纹。

Allerga公司生产的A型肉毒素(通用名为onabotulinumtoxinA)(图片来源::www.ayurleafherbals.com)

Allerga公司生产的A型肉毒素(通用名为onabotulinumtoxinA)(图片来源::www.ayurleafherbals.com)

瘦脸针,到底能不能瘦脸?

相比于亚洲人,欧美人更容易产生表情纹,所以他们常常使用肉毒素消除皱纹。而在中国,肉毒素大多被用于瘦脸、瘦小腿、消除斜方肌等问题,这些作用归根到底都是为了解决身体上某处的肌肉过于发达造成的不美观问题。

(图片来源:新华网)

(图片来源:新华网)

肌肉收缩时的变化(图片来源:veer)

肌肉收缩时的变化(图片来源:veer)

我们都知道肌肉收缩的时候会变短变宽,肉毒素使特定位置的肌肉松弛,从而在视觉上变小,因此被称为瘦脸针、瘦腿针,但是实际上它不能解决脂肪造成的腿粗、脸大问题,只能改变肌肉发达造成的不美观。

总结

目前肉毒素除了上述提到的治疗斜视、除皱和瘦脸等作用外,还有了许多新的应用,比如在缓解疼痛方面可以用于治疗偏头痛、三叉神经痛以及肌肉疼痛;在神经疾病方面可以治疗面部痉挛、中风后遗症、原发性帕金森综合征;还可以治疗膀胱过度活动症、尿潴留……实际上通过肉毒素的作用机制,就可以联想到肉毒素的应用范围是非常广泛的。

另外,有注射肉毒素想法的人士一定要找正规的医疗机构,使用国家批准的肉毒素产品,并且在注射前后听从医生的嘱咐,肉毒素毕竟是一种有毒物质,轻则会产生口歪眼斜等影响美观的副作用,重则会导致休克危害性命。

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