专利汇可以提供肉毒毒素治疗神经和神经精神障碍专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且用于 预防 或 治疗 神经 精神障碍 和/或神经障碍(包括丘脑介导的神经障碍)的方法和药物。神经精神障碍和/或神经障碍(包括丘脑介导的障碍)可通过将含肉毒毒素的药物外周给予至三叉感觉神经或其附近来治疗,从而可预防或治疗神经障碍和/或神经精神障碍。,下面是肉毒毒素治疗神经和神经精神障碍专利的具体信息内容。
1.一种用于治疗神经障碍的药物,所述药物包括给予至神经障碍 患者的三叉神经从而治疗神经障碍的肉毒毒素。
2.权利要求1的药物,其中所述肉毒毒素选自A、B、C1、D、E、 F和G型肉毒毒素。
3.权利要求1的药物,其中所述肉毒毒素是A型肉毒毒素。
4.权利要求1的药物,其中所述肉毒毒素通过皮下给药。
5.权利要求1的药物,其中所述肉毒毒素通过非肌内给药。
6.一种用于治疗神经障碍的药物,所述药物包括一种肉毒毒素, 所述肉毒毒素以治疗有效量通过皮下、非肌内给予至神经障碍患者的 三叉感觉神经或者三叉感觉神经附近,从而可通过减少神经障碍症状 的发生来治疗神经障碍。
7.权利要求6的药物,其中所述肉毒毒素选自A、B、C1、D、E、 F和G型肉毒毒素。
8.一种预防发生神经障碍的药物,所述药物包括一种肉毒毒素, 所述肉毒毒素给予至有发生神经障碍倾向的患者的三叉感觉神经或三 叉感觉神经附近,从而预防发生神经障碍。
9.权利要求8的药物,其中所述肉毒毒素选自A、B、C1、D、E、 F和G型肉毒毒素。
10.权利要求8的药物,其中所述肉毒毒素是A型肉毒毒素。
11.权利要求8的药物,其中所述肉毒毒素给药量在约1单位至约 3,000单位之间。
12.权利要求8的药物,其中给药通过局部或皮下给予肉毒毒素 进行。
13.一种治疗神经障碍的药物,所述药物包括一种肉毒毒素,所 述肉毒毒素以有效量给予至三叉感觉神经,从而治疗神经障碍。
14.权利要求13的药物,其中所述肉毒毒素选自A、B、C1、D、 E、F和G型肉毒毒素。
15.权利要求13的药物,其中所述肉毒毒素是A型肉毒毒素。
16.一种治疗丘脑介导的障碍的药物,所述药物包括一种肉毒毒 素,所述肉毒毒素用于接触三叉感觉神经,从而治疗丘脑介导的障碍。
17.权利要求16的药物,其中所述三叉感觉神经选自眼神经、上 颌神经、下颌神经、眶上神经、滑车上神经、眶下神经、泪腺神经、 鼻睫神经、上牙槽神经、颊神经、舌神经、下牙槽神经、颏神经以及 耳颞神经。
18.权利要求16的药物,其中所述丘脑介导的障碍是癫痫、慢性 痛或两者。
19.权利要求18的药物,其中所述慢性痛选自中枢致敏慢性痛、 中风后中枢疼痛、区域性疼痛、幻肢痛和脱髓鞘病疼痛。
20.权利要求16的药物,其中所述肉毒毒素外周给予至三叉感觉 神经或者三叉神经附近,以使肉毒毒素与三叉神经接触。
21.一种治疗丘脑介导的障碍的药物,所述药物包括肉毒毒素, 所述肉毒毒素用于接触选自下列的神经从而治疗丘脑介导的障碍:眼 神经、上颌神经、下颌神经、眶上神经、滑车上神经、眶下神经、泪 腺神经、鼻睫神经、上牙槽神经、颊神经、舌神经、下牙槽神经、颏 神经或耳颞神经、枕小神经和枕大神经。
22.一种治疗神经精神障碍的药物,所述药物包括一种肉毒毒素, 所述肉毒毒素给予至神经精神障碍患者的三叉神经,从而治疗神经精 神障碍。
23.权利要求22的药物,其中所述肉毒毒素选自A、B、C1、D、 E、F和G型肉毒毒素。
24.权利要求22的药物,其中所述肉毒毒素是A型肉毒毒素。
25.权利要求22的药物,其中所述肉毒毒素通过皮下给药。
26.权利要求22的药物,其中所述肉毒毒素通过非肌内给药。
27.一种用于治疗神经精神障碍的药物,所述药物包括一种肉毒 毒素,所述肉毒毒素以治疗有效量通过皮下、非肌内给予至神经精神 障碍患者的三叉感觉神经或者三叉感觉神经附近,从而可通过减少神 经精神障碍症状的发生来治疗神经精神障碍。
28.权利要求27的药物,其中所述肉毒毒素选自A、B、C1、D、 E、F和G型肉毒毒素。
29.一种预防发生神经精神障碍的药物,所述药物包括一种肉毒 毒素,所述肉毒毒素给予至有发生神经精神障碍倾向的患者的三叉感 觉神经或三叉感觉神经附近,从而预防发生神经精神障碍。
30.权利要求29的药物,其中所述肉毒毒素选自A、B、C1、D、 E、F和G型肉毒毒素。
31.权利要求29的药物,其中所述肉毒毒素是A型肉毒毒素。
32.权利要求29的药物,其中所述肉毒毒素给药量在约1单位至 约3,000单位之间。
33.权利要求29的药物,其中给药通过局部或皮下给予肉毒毒素 进行。
34.一种治疗神经精神障碍的药物,所述药物包括A型肉毒毒素, 所述肉毒毒素以有效量给予至三叉感觉神经,从而治疗神经精神障碍。
35.权利要求34的药物,其中所述肉毒毒素选自A、B、C1、D、 E、F和G型肉毒毒素。
36.权利要求35的药物,其中所述肉毒毒素是A型肉毒毒素。
神经障碍是一种中枢神经系统机能障碍。中枢神经系统包括脑。 脑包括脊髓的背端、髓质、脑干、脑桥、小脑、大脑和皮质。
癫痫是由于人的慢性的、潜在的病变而反复发作的疾病。癫痫发 作是由于中枢神经系统神经元聚集体的异常、过度、超同步放电而导 致的突发事件。在引发癫痫的多种原因之中,有多种癫痫综合征,其 临床和病理特征各有特点,可表明特定的潜在病因。据估计,癫痫的 患病率在每1000人中有5到10人。严重的穿透性头部创伤伴有高达 50%的导致癫痫的风险。导致癫痫的其他原因包括中风、感染和遗传 易感性。
抗癫痫药物治疗是多数癫痫患者的主要治疗手段,并且已经使用 了多种药物。参见例如Fauci,A.S.et al.,Harrison's Principles of Internal Medicine,McGraw-Hill,第14版(1998),第2321页。尽管一 直在努力寻求抗癫痫药物的有效组合,仍有20%的癫痫患者对药物治 疗具有抗性。这种情况下可以选择手术治疗。视频脑电图仪 (Video-EEC)监测可用于确定发作源的解剖位置,并将异常电生理 活动与发作时的行为表现相联系。常规的头皮或头皮-蝶骨记录通常可 足以定位。高分辨率MRI扫描常规地用于识别结构损伤。功能成像研 究如SPECT和PET是辅助性试验,可帮助确定有解剖异常的明显的 致癫痫区的定位。
一旦识别出假定的发病起始位置,就可使用其他研究,包括神经 精神试验和颈动脉内异戊巴比妥试验(韦达试验)来确定语言和记忆 的位置,并确定手术摘除致癫痫区的可能的功能影响。有些情况下, 进行切除的精确限度可在手术过程中通过皮层电图(cortical mapping)来确定。这包括对清醒患者的电生理记录和皮层刺激,以 识别癫痫样病变的范围以及有问题皮层区的功能。
颞叶癫痫患者的最常见手术过程包括切除前内侧颞叶(颞叶切除 术)或者更有限地切除下面的海马状突起和杏仁核。由颞外区引发的 局限型癫痫发作可由局部新皮层切除来抑制。不幸的是,约5%的患 者手术后仍出现临床上明显的并发症,约30%使用颞叶切除术治疗的 患者仍然出现癫痫发作。
局限型癫痫可几乎涉及脑的任何部分,通常由功能异常的局限性 损伤导致。一种局限型癫痫是精神运动性癫痫发作。当前的治疗手段 包括使用EEG定位来自容易产生局限型癫痫发作的器质性脑疾病区 的异常棘波,随后手术切除该局部区域以防止将来发作。
慢性痛
约三分之一的人会经历慢性痛。在美国,慢性痛是导致长期残疾 的最主要原因,它导致五千万人部分或完全残疾。随着人口的老龄化, 需要对由背部疾病、退行性关节病、风湿病、纤维肌痛、内脏疾病和 癌症引发的慢性痛进行治疗的人数呈增长趋势。
多种事件如组织损伤可激发脑的疼痛信号。这些电脉冲由称为伤 害性感受器(C纤维)的纤细的无髓鞘神经传送,该神经的突触与脊 髓背角中的神经元形成突触。疼痛信号从背角经脊髓丘脑束传导至大 脑皮层,在这里,它被感知、定位和解释。
慢性痛并非是急性痛的延长的形式。由于疼痛信号反复产生,神 经通路产生生理化学变化,使中枢神经系统对疼痛信号超敏感,对镇 痛输入具有抗性。这叫做中枢致敏。
纤维肌痛是一种被认为由中枢致敏导致的慢性痛综合征。纤维肌 痛的特征性症状包括广泛分布的疼痛、疲劳、睡眠障碍和忧伤。纤维 肌痛患者显示了痛觉过敏的精神物理证据,它是对在各压痛点或触发 点的机械、热和电刺激的过高的反应。在纤维肌痛中,这些压痛点的 感觉显著增强,患者痛阈降低,即使对最轻微的压力也有反应。哥本 哈根纤维肌痛研讨会(the Copenhagen Fibromyalgia Symposium)将 纤维肌痛定义为患者在指定的18个压痛点中有至少11个点疼痛,并 存在于身体的所有四个象限中。原发性痛觉过敏发生于组织损伤的区 域,继发性痛觉过敏可发生于未损伤的组织中。纤维肌痛中还描述了 伤害感受的外周和中枢异常。纤维肌痛患者的皮肤和肌肉中重要的伤 害性感受器系统似乎通过未知机制发生显著的变化。它们包括辣椒素 (vanilloid)受体、酸感应离子通道受体和嘌呤受体的致敏作用。炎 症的组织介质和神经生长因子可激发这些受体,引起疼痛敏感度的较 大改变,但是纤维肌痛患者缺乏炎症性软组织异常的一致证据。因此, 最近的研究集中于出现纤维肌痛疼痛的中枢神经系统机制。治疗纤维 肌痛包括触发点注射甾族化合物以及诸如三环抗抑郁剂、加巴喷丁 (neurontin)和麻醉药品等的药物治疗,但这些都有负面的副作用。
中风后疼痛
疼痛使人备受折磨,经常将老年人的广泛分布的疼痛归因于脊柱 结构或外周关节的骨关节炎,或者归因于其他肌肉骨骼疾病。然而, 如果疼痛广泛分布并显示神经性特征,例如触物感痛(dysaesthesias) (刺激后产生的定位不准的灼热感)、异常性疼痛(allodynia)(由通 常不痛的刺激引发或刺激区域之外的疼痛引发)、痛觉过度(正常疼痛 刺激的疼痛加重)和痛觉过敏,它的原因可能是损伤或障碍,例如源 自中枢神经系统的丘脑痛综合征或中风后中枢性疼痛(CPSP)。痛源 来自丘脑,即中枢神经系统内的感觉处理中心。
中风是由脑的一部分缺少血液供应所致,可导致虚弱和言语不清。 约8%中风患者在中风后一到六个月内发生CPSP。常见的止痛药常常 对这种疼痛不起作用,但也有一些针对癫痫和抑郁症开发的药物可减 少中风后的疼痛。治疗CPSP还使用静脉注射利多卡因或口服阿片 (opoid),以及阿米替林(amitriptyline)、卡马西平(carbamazepine)、 得理多(tegretol)和拉莫三嗪(lamotrigine),但是这些药物有有害 的副作用。
区域疼痛综合征
复杂性区域疼痛综合征(CRPS)(也称为反射性交感神经营养不 良综合征)是一种慢性疾病,其特征是严重的灼痛、骨骼和皮肤发生 病理变化、出汗过多、组织肿胀以及对碰触极度敏感。该综合征是在 损伤部位(最常见的是胳膊或腿)发生的神经障碍,该障碍的独特之 处在于它同时影响神经、皮肤、肌肉、血管和骨骼。特别容易发生于 高速碰撞损伤之后,如子弹或弹片损伤。然而,它也可在没有明显损 伤的情况下发生。CRPS的病因被认为是中枢或周围神经系统功能障 碍。CRPS I通常由组织损伤引发;该术语描述所有具有以上症状但无 根本上的神经损伤的患者。CRPS II患者具有相同的症状,但是其疾 病显然与神经损伤相关联。CRPS可在任何年龄发生,但在40到60 岁的年龄段中较为常见,尽管在青少年和年轻的成人中CRPS病例数 不断增加。CRPS可影响男性和女性,但多数专家认为在年轻女性中 更为常见。在损伤部位附近CRPS的一个可见标志为温暖的亮红色皮 肤,随后变凉和变蓝。
患者所描述的疼痛与损伤的严重程度不成比例,并且越来越严重 而不是减轻。最终关节由于缺少使用而变僵硬,皮肤、肌肉和骨骼萎 缩。CRPS症状的严重性和持续时间都有不同,早期治疗通常可以缓 解病情。然而如果延误治疗,该障碍可迅速发展至整个肢体,骨骼和 肌肉可发生不可逆转的变化。在50%的CRPS病例中,疼痛持续超过 6个月,有时长达数年。医生使用多种药物治疗CRPS。抬高肢体和物 理治疗也用于治疗CRPS。局部注射麻醉剂通常是治疗的第一步。 TENS(经皮电刺激)是一种将短暂的电脉冲施加于皮下神经末梢的方 法,它可帮助一些患者缓解慢性痛。在某些病例中,进行手术或化学 交感神经切除(切断交感神经系统中损坏的神经)以减轻疼痛,但这 些治疗同时也破坏其他感觉。
幻肢痛
幻肢痛是截肢后有意识地感觉到肢体疼痛。大脑创建“整个身体 地图”,即使当身体的某一部分不再存在时该地图仍然保持完整,当大 脑向不存在的肢体持续发送信息时,可产生幻觉或幻痛。幻痛或幻觉 的类型和强度均可变化。例如,温和的形式可能感觉为强烈的间歇性 刺痛,引起肢体对疼痛的反射。更严重类型的一个实例可以是感到失 去的肢体正在被挤压。通常,随着时间的推移,幻肢痛的频率和强度 会逐渐减小。然而对少数截肢者,幻肢痛可变为慢性,并由于疼痛的 频次和严重性而折磨不堪。常常使用麻醉剂如利多卡因、丁哌卡因、 奴佛卡因、丁卡因和赛洛卡因来防止神经细胞传递疼痛信息,由此来 减轻触发点,减少残肢痛,但它们的作用都是暂时性的。抗炎药(扑 热息痛、阿斯匹林、布洛芬)、抗抑郁药(阿米替林(Amitriptyline)、 盐酸阿米替林(Elavil)、去甲替林(Pamelor)、帕罗西汀(Paxil)、 百忧解(Prozac)、舍曲林(Zoloft))、抗惊厥药(得理多(Tegratol)、 加巴喷丁(Neurontin))和麻醉药(可待因(Codeine)、哌替啶 (Demerol)、吗啡(Morphine)、复方羟可酮(Percodan)、盐酸羟考 酮和对乙酰氨基酚片剂(Percocet))也是用于治疗幻痛的其他药物, 但它们常常有有害的副作用。
脱髓鞘病痛
脱髓鞘病如多发性硬化(MS)、进行性多灶性白质脑病(PML)、 播散性坏死性白质脑病(DNL)、急性播散性脑脊髓炎和希尔德病 (Schilder disease)是获得性慢性炎症疾病,可导致髓鞘破坏,所述 髓鞘即正常情况下覆盖于神经纤维的脂肪绝缘层,可帮助传递神经冲 动。脱髓鞘导致动作电位沿暴露的轴突传递不良,产生多种神经缺欠, 如感觉缺失、衰弱、视力丧失、眩晕、动作失调、括约肌功能障碍和 认识改变。MS的早期特征通常为复发-缓和的过程,刚开始可完全 或几乎完全恢复。一段时间后该疾病进入不可逆的神经缺欠发展阶段。 急性复发由炎性脱髓鞘导致,而疾病发展被认为是由轴突缺失所致。 疾病过程影响有髓纤维束,如视神经以及脑和脊髓的白质束。这可导 致多种症状,例如视觉障碍,膀胱、肠或性功能障碍,运动虚弱和痉 挛,感觉症状(麻木、感觉迟钝),小脑症状(震颤和共济失调),以 及其他症状(疲劳、认知缺损和精神病并发症)。用于治疗脱髓鞘疾病 的疗法可分为:疾病修饰(disease modifying)疗法、用于急性恶化的 药物和用于治疗疾病并发症的药物。到目前为止,还未发现疾病修饰 疗法可中止疾病发展或改善神经状况。
出于此原因,主要治疗方法仅剩对症处理。当前的治疗主要影响 免疫系统,针对涉及疾病病理的炎性过程。已经使用β干扰素(干扰 素β-1b,称为倍泰龙(Betaferon))、醋酸格拉默(glatiramer acetate) (克帕松(Copaxone))和米托蒽醌(mitozantrone),以进行免疫调 节作用。这些包括抑制白细胞增生和抗原呈递,抑制T细胞经血脑屏 障迁移,以及调节细胞因子的产生,以生成抗炎性环境。口服甾族化 合物如泼尼松龙(prednisolone)可有效缩短MS的急性发作。其他潜 在的疗法正在进行临床评价,包括T细胞接种、白介素10、基质金属 蛋白酶抑制剂、血浆去除术、维生素D、视黄酸、更昔洛韦(ganciclovir)、 伐昔洛韦(valaciclovir)、骨髓移植和自体干细胞移植。
如上所述,多种治疗方法可用于治疗各种神经障碍,如丘脑介导 的障碍。然而,这些治疗方法有几种有害的副作用。这些副作用可归 因于治疗剂通常为全身给药,因而对于患者的多个生物系统来说,治 疗剂具有相对地非特异性的作用。例如,施用苯并二氮卓类 (benzodiazepine)可导致镇静和肌肉舒张。另外,可产生对这些药物 的耐受,以及可产生撤药发作。目前的治疗手段还要求坚持重复施用 药剂,以达到所需效果。
神经精神障碍
神经精神障碍是一种神经系统紊乱,通常根据四种心智官能 (mental faculty)中的哪一种受到影响而标识。例如,一组神经精神 障碍包括思维和认知障碍,如精神分裂症和谵妄。第二组神经精神障 碍包括情绪障碍,如情感障碍和焦虑。第三组神经精神障碍包括社会 行为障碍,如性格缺陷和人格障碍。第四组神经精神障碍包括学习、 记忆和智力障碍,如智力低下和痴呆。因此,神经精神障碍涵盖了精 神分裂症、谵妄、阿尔海默氏病(Alzheimer’s disease)、抑郁症、燥 狂症、注意力缺陷障碍、药隐、痴呆、激动、情感淡漠、焦虑、精神 病、人格障碍、双相型障碍、强制性障碍、进食障碍、创伤后精神紧 张性障碍、易激惹和去抑制。
精神分裂症
精神分裂症是一种发病率约占世界人口百分之一的障碍。精神分 裂症的三类常见症状通常是指阳性症状、阴性症状和错乱症状。阳性 症状包括妄想(异常的信念)、幻觉(异常的知觉)和思维紊乱。精神 分裂症的幻觉可以是听觉、视觉、嗅觉或触觉。思维紊乱在精神分裂 症患者中表现为言语脱节,以及无法保持逻辑思维过程。阴性症状代 表缺乏正常的行为。阴性症状包括感情平淡(emotional flatness)或 缺少表达,特征是回避社交、精力下降、动力下降和活力下降。紧张 症也可与精神分裂症的阴性症状相关。精神分裂症的症状持续约六个 月以上才可将患者诊断为精神分裂症。根据患者表现的症状的类型, 精神分裂症可分成几个亚类,包括紧张型精神分裂症、偏执型精神分 裂症和错乱型精神分裂症。
精神分裂症患者的脑通常具有侧脑室扩大的特征,这可能与海马 状突起减少以及基底神经节大小增加有关。精神分裂症患者还可出现 第三脑室增大,脑沟加宽。这些解剖学特征指向皮层组织减少。
精神分裂症的病因还不清楚,但有几种假说。一种假说认为精神 分裂症与脑皮层和边缘区的多巴胺活性增强有关。这种假说被可阻断 某些多巴胺受体的抗精神病药具有治疗效果所支持。另外,使用安非 他命(amphetamine)可与精神分裂症样精神病症状相关,并且已知 安非他命作用于多巴胺受体。
可用于治疗精神分裂症患者的抗精神病药的实例包括吩噻嗪类 (phenothizine),如氯丙嗪(chlorpromazine)和三氟丙嗪 (trifluopromazine);噻吨类(thioxanthene),如氯普噻吨 (chlorprothixene);氟奋乃静(fluphenazine);丁酰苯类 (butyropenone),如氟哌啶醇(haloperidol);洛沙平(loxapine); 美索达嗪(mesoridazine);吗茚酮(molindone);喹硫平(quetiapine); 替沃噻吨(thiothixene);三氟拉嗪(trifluoperazine);奋乃静 (perphenazine);硫利达嗪(thioridazine);利培酮(risperidone); 二苯并二氮卓类(dibenzodiazepine),如氯氮平(clozapine);以及奥 氮平(olanzapine)。尽管这些药剂可缓解精神分裂症症状,但给药可 产生不期望的副作用,包括类似帕金森病的症状(震颤,肌肉僵硬, 缺少面部表情);张力失常;烦乱不安;迟发性运动障碍;体重增加; 皮肤异常;口干;便秘;视觉模糊;困倦;语言模糊和粒细胞缺乏。
抗精神病药被认为主要作用于多巴胺受体,对D2、D3和D4受体 具有特殊的亲和力。一般认为,D3和D4受体比其他受体对某些抗精 神病药(如氯氮平)具有更高的亲和力。在精神分裂症患者脑的尾状 核、伏核(nucleus accnmbens)(腹侧纹状体(ventral striatum))以 及嗅觉突起(olfactory tubercule)中,D2受体数量似乎增加。
多巴胺神经元可分为四个主要的亚系统:结节漏斗系统;黑质纹 状系统;中脑边缘系统;和中脑皮层系统(mesocortical system)。结 节漏斗多巴胺能系统源自下丘脑弓状核的细胞体中,投射至垂体茎。 该系统可能涉及精神分裂症的继发性神经内分泌异常。黑质纹状多巴 胺能系统源自黑质,主要投射至壳核(putamen)和尾状核。中脑边 缘多巴胺能系统源自腹侧被盖区,投射至边缘系统的中间组分(mesial component),它包括伏核,终纹核,杏仁核和海马状突起的一部分, 外侧间隔核(lateral sptal nuclei),内侧额叶(mesial frontal),前扣 带(anterior cingulate)和内嗅皮层。伏核是杏仁核、海马状突起、内 嗅区、前扣带区和颞叶的一部分的会聚部位。因此,中脑边缘多巴胺 能投射可调节和转化来自伏核并传递至隔膜(septum)、下丘脑、前扣 带区和额叶的信息,对伏核向这些区域的输出的过度调节可导致与精 神分裂症有关的阳性症状。中脑皮层多巴胺能系统源自腹侧被盖区, 投射至新皮质以及主要是前额皮质。该部分可能在精神分裂症的阴性 症状中较为重要。
腹侧被盖区是向伏核多巴胺能输入的来源,同时又接收来自脑干 的脑桥脚核(pedunculopontine nuclei)的胆碱能输入。脑桥脚核为腹 侧被盖区提供兴奋性胆碱能输入(Clarke et al.,Innervation of substantia nigra neurons by cholinergic afferents from the pedunculopontine nucleus in the rat.Neuroanatomical and electrophysiological evidence, Neuroscience,23:1011-1019,1987)。据报 道,精神分裂症患者在脑桥脚核中的胆碱能神经元数量增加 (Garcia-Rill et al.,Mesopontine neurons in schizophrenia, Neuroscience,66(2):321-335,1995)。然而,这些结果在另一项研究中 未被证实(German et al.,Mesopontine cholinergic and non-cholinergic neurons in schizophrenia, Neuroscience,94(1):33-38,1999)。
躁狂症
躁狂症是欣快(euphoria)的持续形式,在美国有数百万人患此 病并饱受抑郁症之苦。躁狂症发作的特征是情绪高涨、狂妄或易怒, 持续几天,常常伴有其他症状,例如过度活跃、过度健谈、社会侵犯 性(social intrusiveness)、精力提高、意念压力(pressure of idea)、 夸张、注意力分散、睡眠需求减少以及鲁莽。躁狂症患者还可能出现 妄想和幻觉。
根据目前针对5-羟色胺和去甲肾上腺素受体的治疗方法,抑郁症 可涉及5-羟色胺能和去甲肾上腺素能神经元系统。5-羟色胺能途径源 自脑干的中缝核,而去甲肾上腺素能途径源自蓝斑。降低蓝斑中的神 经元的电活动性可与抑郁症药物介导的作用有关。
躁狂症可由脑中某些化学信使的失衡引发。有人提出躁狂症归因 于乙酰胆碱减少。乙酰胆碱减少可导致去甲肾上腺素水平相对升高。 据报道,给予磷脂酰胆碱可减轻躁狂症症状。
焦虑症的发病人数大约占人口总数的10~30%,特征为经常出现 恐惧的症状,包括唤醒、烦乱不安、应答性升高、多汗、心跳过快(racing heart)、血压升高、口干、想跑或想逃以及躲避行为。广泛性焦虑症 持续几个月时间,并且出现:行动紧张(发抖、颤搐、肌肉疼痛、烦 乱不安);自发性活动过度(气短、心悸、心率加快、多汗、手凉), 以及警觉和扫描(scanning)(感觉位于边缘,夸张的惊恐反应,难以 集中注意力)。
苯并二氮卓类可增强γ-氨基丁酸(GABA)A型受体的抑制作用, 通常用于治疗焦虑症。丁螺环酮是另一种有效治疗焦虑症的药物。
阿尔海默氏病
阿尔海默氏病是一种退行性脑障碍,特征是认知和非认知神经精 神症状,占65岁以上痴呆患者病例总数的60%左右。精神病症状在 阿尔海默氏病中很常见,大约50%患者中存在精神病(幻觉和妄想)。 与精神分裂症相似,阳性精神病症状在阿尔海默氏病中很常见。通常 发生妄想比幻觉更加频繁。阿尔海默氏病患者还可显示阴性症状,例 如解脱(disengagement)、情感淡漠、情绪反应性降低、意志丧失以 及进取心不足。
阿尔海默氏病患者还可显示侧脑室和第三脑室增大,以及颞结构 萎缩。
阿尔海默氏病的精神病症状可能涉及多巴胺或乙酰胆碱的浓度变 化,提高多巴胺能/胆碱能平衡,从而导致精神病行为。例如,有人提 出多巴胺释放量增加是精神分裂症阳性症状的原因。这可导致正向破 坏多巴胺能/胆碱能平衡。在阿尔海默氏病中,胆碱能神经元的减少可 有效减少乙酰胆碱的释放,导致反向破坏多巴胺能/胆碱能平衡。确实, 用于缓解精神分裂症精神病的抗精神病药也用于缓解阿尔海默氏病精 神病。
与神经精神障碍有关的几种症状似乎归因于(至少部分归因于) 脑中神经元的兴奋性过度(hyperexcitability)(即对从周围神经传向 中枢的输入致敏)。该解释可被与当前治疗情况相关的药理学支持。例 如,如上所述,许多抗精神病治疗是针对干扰多巴胺与多巴胺受体的 结合。类似地,躁狂症和焦虑常常使用苯并二氮卓类治疗,它可增强 GABA介导的抑制的抑制作用。美国专利6,306,403公开了颅内给予肉 毒毒素治疗各种运动障碍。另外,立体定位方法可用于将药物施用于 不连续的脑区域,以成功缓解帕金森症震颤。参见例如Pahapill P.A.,et al.,Tremor arrest with thalamic microinjections of muscimol in patients with essential tremor,Ann Neur 46(2);249-252(1999)。
然而,当前的治疗可导致严重有害的副作用。这些副作用可归因 于这些药剂通常全身给药,因而对于患者的多个生物系统来说,药剂 具有相对地非特异性的作用。例如,施用苯并二氮卓类可导致镇静和 肌肉舒张。另外,可产生对这些药物的耐受,以及可产生撤药发作。 目前的治疗手段还要求坚持重复施用药剂,以达到所需效果。
三叉神经
三叉神经有三个主要分支,多个小分支,是头颈部的很大的感觉 神经,将触觉、温度、疼痛和本体感受(位置感觉)信号从脸和头皮 传至脑干中。三叉感觉纤维源于皮肤,朝向三叉神经节(感觉神经细 胞体),经过三叉神经节,在三叉神经内传递至位于脑干的三叉神经感 觉核中。
三叉神经的三大分支为眼分支(V1,感觉)、上颌分支(V2,感觉) 和下颌分支(V3,运动和感觉)。大的三叉神经感觉根和较小的三叉 神经运动根在脑桥(pon)的中侧面离开脑干。感觉根终止于最大的颅 神经核,它从脑桥一直下行到脊髓的第2颈背根水平。感觉根并入中 颅窝(middle crania fossa)底部凹陷内连接硬膜层之间的三叉神经节 或半月神经节。三叉神经运动根从位于脑干中脑桥的三叉神经咀嚼运 动核中的细胞发出。运动根经过三叉神经节与相应的感觉根一起形成 下颌神经。它分布于咀嚼肌、下颌舌骨肌和二腹肌的前腹。三叉神经 的三个感觉分支源于神经节,形成三叉神经的三个分支。眼分支和上 颌分支在离开颅之前都在海绵窦壁内穿行。眼分支穿过眶上裂,经过 眼框到达前额和头顶的皮肤。上颌神经经由圆孔通过翼腭窝进入颅。 其感觉分支通过眶下裂(脸、颊和上颌牙)和腭大管(软腭和硬腭、 鼻腔和咽)到达翼腭窝。还有脑膜感觉分支在颅内进入三叉神经节。 下颌神经的感觉部分由传递来自下列部位的一般感觉信息的分支组 成:口和颊粘膜、舌的前三分之二、下颌牙、下颌皮肤、头和头皮的 侧面以及前面和侧面颅窝的脑膜。
三叉神经的感觉核位于脑干的背外侧脑桥中。中脑束和三叉神经 运动核更靠近中间。小脑上脚(superior cerebellar peduncle)位于背 面。它与延展至髓质的三叉神经脊束核(spinal nucleus)在下方相连。 每一侧的感觉核在上方与中脑核相连。
重要的是,三叉神经感觉核接收来自以下部位的输入(感觉输入) 纤维:(1)三叉神经眼区(如来自眶上区、角膜、虹膜、筛窦等的一 般感觉),(2)三叉神经上颌区(如来自颞部、颊、口腔、上咽的感觉), (3)三叉神经下颌区(如来自中颅窝、内颊、舌的前三分之二、下颌 的感觉),(4)面神经(如来自外耳道的一般感觉),(5)舌咽神经(如 来自中耳、扁桃体、口咽、舌的后三分之一的一般感觉),(6)迷走神 经(耳、脑膜、内喉和返喉分支)。
因此,三叉神经节中的初级神经元与脑干中的主要的感觉三叉神 经核和脊髓三叉神经核形成突触。三叉神经系统的脊核延伸至上部颈 椎棘突,此处存在与颈生皮节(cervical dermatome)的连接。这些生 皮节分布有颈丛,其具有从C1到C4的感觉分支。三叉神经还在咀嚼 肌中分布有牵张感受器。这些神经元的细胞体位于中脑和脑桥的中脑 三叉神经核中。
如图1所示,来自主要感觉三叉神经核的上行(传入)次级三叉 神经元,以及来自脊三叉神经核的上行次级神经元上行至丘脑并形成 突触。来自丘脑的投射达到感觉皮层的面部代表区。来自中脑三叉神 经核的中央投射到达运动皮层。向感觉皮层的丘脑投射遵从躯体组织 (somatopic organization)。在人体图(homunculus map)中手和脸具 有不成比例的较大代表区。该人体图不是静态的,而是由使用模式动 态地控制,使用增加可导致皮层代表区增加。值得注意的是,在后中 央脑回中的初级躯体感觉皮层接收来自丘脑的输入,投射至顶盖中的 次级感觉皮层。还有从感觉皮层到运动皮层的传出连接。值得注意的 是,三叉神经是非常大的神经,感觉皮层的28%专属于它。
肉毒毒素
根据形态学和功能的分类,梭菌属有超过127个种类。厌氧的革 兰氏阳性菌肉毒梭菌产生有效的多肽神经毒素即肉毒毒素,它在人类 和动物中导致被称为肉毒中毒的神经麻痹疾病。肉毒梭菌的孢子被发 现存在于土壤中并且可在家庭式罐头厂未正确消毒和密封的食品容器 中生长,这是导致多起肉毒中毒的原因。肉毒中毒作用通常出现于食 用被肉毒梭菌培养物或孢子感染的食品后的18~36小时。显然,肉毒 毒素可不衰减地穿过肠的衬里层(lining)并攻击外周运动神经元。肉 毒毒素中毒的症状可从行走、吞咽和说话困难发展到呼吸肌麻痹和死 亡。
A型肉毒毒素是人类已知的最致命的天然生物剂。大约50皮克的 市售A型肉毒毒素(纯化的神经毒素络合物,从加利福尼亚欧文市的 阿勒根公司购得,商标为BOTOX,每瓶100单位)即达到小鼠的 LD50(即1个单位)。每单位BOTOX含有约50皮克(约56阿摩尔) 的A型肉毒毒素络合物。有趣的是,以摩尔数计,A型肉毒毒素的致 死性比白喉高约18亿倍,比氰化钠高约6亿倍,比眼镜蛇毒素高约3 千万倍,比霍乱高约1.2千万倍。Singh,Critical Aspects of Bacterial Protein Toxins,Natural Toxin II的63~84页(第四章),B.R.Singh 等编辑,Plenum Press,纽约(1996)(根据约0.05ng BOTOX等于1 单位的事实对其中定义的A型肉毒毒素0.3ng等于1U这一LD50进行 了校正)。1单位(U)的肉毒毒素定义为将其腹膜内注射到重18~20 克的雌性Swiss Webster小鼠中的LD50。
七种免疫学上不同的肉毒神经毒素已有表征,分别为血清A、B、 C1、D、E、F和G型肉毒神经毒素,各种血清型通过用类型特异性抗 体中和区分。不同血清型的肉毒毒素在其感染的动物物种以及所引起 的麻痹的严重程度和持续时间上均不相同。例如,据测定根据在大鼠 中所测得的麻痹产生的速度,A型肉毒毒素比B型肉毒毒素强500倍。 此外,据测定在灵长类动物中B型肉毒毒素在480U/kg的剂量下是无 毒性的,而该剂量是A型肉毒毒素灵长类LD50的约12倍。Moyer E 等,Botulinum Toxin Type B:Experimental and Clinical Experience, “Therapy With Botulinum Toxin”的第6章,71~85页,Jankovic, J.等编辑(1994),Marcel Dekker,Inc.。肉毒毒素显然以高亲和力与 胆碱能运动神经元结合,并转运到神经元中,从而阻断乙酰胆碱的释 放。通过低亲和力受体以及吞噬作用和胞饮作用,也可进行吸收。
不论何种血清型,其毒素中毒的分子机理似乎都是相似的并包括 至少三个步骤或阶段。在过程的第一个步骤中,毒素通过重链(H链 或HC)和细胞表面受体之间特异性的相互作用与靶神经元的突触前 膜结合;一般认为对于各种类型的肉毒毒素和破伤风毒素,上述受体 是不同的。HC的羧基端片断似乎对于肉毒毒素靶向细胞表面很重要。
在第二个步骤中,肉毒毒素穿过靶细胞的质膜。肉毒毒素首先通 过受体介导的胞吞作用(endocytosis)被细胞吞没并形成含有肉毒毒 素的内体。然后毒素从内体中逃离到细胞的细胞质中。这一步骤被认 为是由HC的氨基端片断HN介导的,当pH为约5.5或以下时,HN即产生应答引发毒素的构象变化。已知内体具有降低内体内pH的质 子泵。构象变化使毒素中的疏水残基暴露出来,从而允许肉毒毒素将 自身嵌入内体膜中。然后肉毒毒素(或至少肉毒的轻链)通过内体膜 转运到细胞质中。
肉毒毒素活性机制的最后一步似乎涉及连接重链H链和轻链L链 的二硫键的还原。肉毒毒素和破伤风毒素的全部毒性活性均包含在全 毒素的L链中;L链是一种锌(Zn++)内肽酶,它选择性切割含有神 经递质的小泡识别和停靠质膜胞质表面以及小泡与质膜融合所必需的 蛋白质。破伤风神经毒素以及B、D、F和G型肉毒毒素导致一种突 触小体膜蛋白即小突触泡膜蛋白(又称为小泡相关膜蛋白(VAMP)) 降解。上述切割活动中的任何一者都将导致大部分存在于突触小泡细 胞质表面的VAMP被移除。血清型A和E肉毒毒素切割SNAP-25。 血清型C1肉毒毒素最初被认为切割突触融合蛋白,但后来发现其切 割突触融合蛋白以及SNAP-25。各种肉毒毒素特异性切割不同的键, 但B型肉毒毒素(和破伤风毒素)切割相同的键。每种切割均能阻断 小泡膜对接过程,从而防止小泡内容物的胞吐作用。
肉毒毒素已用于治疗以骨骼肌机能亢进为特征的神经肌肉病症的 临床处置中。A型肉毒毒素络合物在1989年获得美国食品与药物管理 局(U.S.Food and Drug Administration)的许可,用于治疗睑痉挛、 斜视和偏侧面肌痉挛。随后,FDA又批准A型肉毒毒素用于治疗宫颈 张力障碍,以及用于治疗眉间线,B型肉毒毒素被批准用于治疗宫颈 张力失常。与A型肉毒毒素相比,非A型肉毒毒素血清型具有较低的 效能和/或较短的活性时间。A型肉毒毒素外周肌肉注射的临床效果通 常显现于注射后一周内。A型肉毒毒素单次肌肉注射所产生的症状缓 解的持续时间平均为约3个月,虽然曾报道过治疗活性时间显著延长 的情况。
虽然所有肉毒毒素血清型均显然抑制神经递质乙酰胆碱在神经肌 肉接头的释放,但它们是通过影响不同的神经分泌蛋白和/或在不同的 位点切割上述蛋白进行的。例如,A型和E型肉毒均切割25千道尔顿 (kD)的突触小体相关蛋白(SNAP-25),但它们在所述蛋白中靶向的 氨基酸序列是不同的。B、D、F和G型肉毒毒素均作用于小泡相关蛋 白(VAMP,又称为小突触泡蛋白),但各血清型在不同的位点切割所 述蛋白。最后,C1型肉毒毒素表现为切割突触融合蛋白和SNAP-25。 上述作用机理的不同可能影响各种肉毒毒素血清型的相对效能和/或 作用的持续时间。显然,可在多种不同的细胞类型中发现肉毒毒素底 物。参考例如Biochem J.1;339(第一部分):159-65:1999和Mov Disord,10(3):376:1995(胰岛B细胞含有至少SNAP-25和小突 触泡蛋白)。
对于七种已知的肉毒毒素血清型,其肉毒毒素蛋白分子的分子量 为约150kD。有趣的是,肉毒毒素是作为含有150kD的肉毒毒素蛋白 分子和相关的无毒素蛋白的络合物从梭菌中释放出来的。因此,A型 肉毒毒素络合物可由梭菌以900kD、500kD和300kD的形式产生。B 型和C1型肉毒毒素显然以仅为700kD或500kD的络合物产生。D型 肉毒毒素以约300kD和500kD的络合物产生。最后,E型和F型肉毒 毒素以仅为约300kD的络合物产生。所述络合物(即分子量大于约 150kD)被认为含有非毒素的血凝素蛋白以及非毒素和无毒性的非血 凝素蛋白。上述两种非毒素的蛋白(它们与肉毒毒素分子组成相关的 神经毒素络合物)可能发生作用以向肉毒毒素分子提供稳定性以抗变 性,并在毒素被摄取时保护其以防消化酸。此外,有可能较大的(分 子量大于约150kD)肉毒毒素络合物可使肉毒毒素从肉毒毒素络合物 肌肉注射部位的扩散速度减慢。
体外研究已表明肉毒毒素抑制钾阳离子引起的乙酰胆碱和去甲肾 上腺素从脑干组织的原代细胞培养物中的释放。此外,据报道在脊髓 神经元的原代培养物中,肉毒毒素抑制甘氨酸和谷氨酸的诱发释放, 并且在脑突触小体制品中,肉毒毒素抑制各种神经递质的释放,所述 神经递质包括乙酰胆碱、多巴胺、去甲肾上腺素(Hebermann E.等, Tetanus Toxin and Botulinum A and C Neurotoxins Inhibit Noradrenaline Release From Cultured Mouse Brain,J Neurochem 51 (2);522~527:1988)CGRP、物质P和谷氨酸(Sanchez-Prieto, J.等,Botulinum Toxin A Blocks Glutamate Exocytosis From Guinea Pig Cerebral Cortical Synaptosomes,Eur J.Biochem 165;675~681:1897)。 因此,当使用的浓度足够时,肉毒毒素将阻断刺激诱发的大部分神经 递质的释放。参考,例如Pearce,L.B.,Pharmacologic Characterization of Botulinum Toxin For Basic Science and Medicine,Toxicon 35(9); 1373~1412中的1393页;Bigalke H.等,Botulinum A Neurotoxin Inhibits Non-Cholinergic Synaptic Transmission in Mouse Spinal Cord Neurons in Culture,Brain Research 360;318~324:1985;Habermann E.,Inhibition by Tetanus and Botulinum A Toxin of the release of [3H]Noradrenaline and [3H]GABA From Rat Brain Homogenate, Experientia 44;224~226:1988,Bigalke H.等,Tetanus Toxin and Botulinum A Toxin Inhibit Release and Uptake of Various Transmitters, as Studied with Particulate Preparations From Rat Brain and Spinal Cord,Naunyn-Schmiedeberg’s Arch Pharmacol 316;244~251:1981; 以及Jankovic J.等,Therapy With Botulinum Toxin,Marcel Dekker, Inc.,(1994),第五页。
可通过如下方法获得A型肉毒毒素:按照已知方法在发酵罐中建 立并培养肉毒梭菌的培养物,然后收获并纯化发酵混合物。所有肉毒 毒素血清型最初都是作为无活性的单链蛋白合成的,所述蛋白必需经 由蛋白酶切割或切口以具有神经活性。产生血清型A和G肉毒毒素的 细菌菌株具有内源性蛋白酶,因此血清型A和G可主要以其活性形式 从细菌培养物中回收。相反地,血清型C1、D和E肉毒毒素由非蛋白 酶解的菌株合成,因此在从培养物中回收时,通常是无活性的。血清 型B和F由蛋白酶解和非蛋白酶解的菌株产生,因此可以活性或无活 性的形式回收。然而,即使是产生,例如,血清型B肉毒毒素的蛋白 酶解菌株也仅切割所产生毒素的一部分。切口分子与无切口分子的精 确比例取决于培养时间长短以及培养温度。因此,一定百分比的任何 制品,如B型肉毒毒素很可能是无活性的,从而可能解释已知的B型 肉毒毒素比A型肉毒毒素的效能低很多。临床制品中无活性肉毒毒素 分子的存在对制品的全蛋白载荷有贡献,这与抗原性增大有关联,却 未促进临床功效。此外,已知B型肉毒毒素经肌肉注射后,活性的持 续时间较短并且在相同的剂量水平不如A型肉毒毒素有效。
高质量的结晶A型肉毒毒素可由肉毒梭菌的Hall A菌株生产,所 述毒素特征为≥3×107U/mg,A260/A278小于0.60,并且在凝胶电泳上 有独特的带型。已知的Schantz方法可用于获得结晶的A型肉毒毒素, 如Schantz,E.J.等在Properties and use of Botulinum toxin and Other Microbial Neurotoxins in Medicine,Microbiol Rev.56;80~99:1992 所述的。通常,通过在适宜的培养基中培养A型肉毒梭菌可从厌氧发 酵中分离并纯化A型肉毒毒素络合物。与非毒素的蛋白分离后,也可 使用已知方法获得纯肉毒毒素,例如,分子量为约150kD的纯化A型 肉毒毒素,其特异性效能为1~2×108LD50U/mg或以上;分子量为约 156kD的纯化B型肉毒毒素,其特异性效能为1~2×108LD50U/mg或 以上;分子量为约155kD的纯化F型肉毒毒素,其特异性效能为1~2 ×107LD50U/mg或以上。
肉毒毒素和/或肉毒毒素络合物可从List Biological Laboratories, Inc.,Campbell,加利福尼亚;the Centre for Applied Microbiology and Research,Porton Down,英国;Wako(日本大阪)以及密苏里州圣 路易斯的Sigma Chemicals购得。纯肉毒毒素可用于制备药物组合物。
同酶一样,通常,肉毒毒素(细胞内肽酶)的生物活性至少部分 取决于其三维构象。因此,通过热、多种化学药品的表面拉伸(surface stretching)和表面干燥可使A型肉毒毒素丧失毒性。此外,已知将通 过已知的培养、发酵和纯化所获得的毒素络合物稀释到非常非常低的、 可用于药物组合物制剂的毒素浓度将导致毒素的快速解毒,除非有适 宜的稳定剂存在。将毒素从毫克量稀释到每毫升含有毫微克的溶液有 很大难度,因为经上述高度稀释后,毒素将迅速丧失特异性的毒性。 由于可能在制成含有毒素的药物组合物数月或数年后才使用所述毒 素,因此可用稳定剂,如白蛋白和明胶使毒素稳定。
市售的含有肉毒毒素的药物组合物,其出售的商标为BOTOX (从加利福尼亚欧文市的Allergan,Inc.购得)。BOTOX由纯化的A 型肉毒毒素络合物、白蛋白和氯化钠在无菌、真空形式下密封形成。 A型肉毒毒素由在含有N-Z胺和酵母提取物的培养基中生长的肉毒梭 菌Hall菌株的培养物制成。A型肉毒毒素络合物通过一系列酸沉淀从 培养溶液中纯化为结晶的络合物,所述络合物由高分子量的活性毒素 蛋白和相关的血凝素蛋白组成。将结晶络合物重新溶于含有盐水和白 蛋白的溶液中,并在无菌过滤(0.2微米)后真空干燥。真空干燥的产 品在-5℃或以下储存于冷冻装置中。BOTOX在肌肉注射前,可用无 菌的非保存盐水复原。每小瓶BOTOX含有无菌、真空干燥形式的约 100单位(U)的A型肉毒梭菌毒素纯化的神经毒素络合物,0.5毫克 人类血清白蛋白和0.9毫克氯化钠,并且无防腐剂。
通过将适量的稀释液抽取到尺寸适中的注射器中以采用无防腐剂 的无菌标准盐水(0.9%的氯化钠注射液)使真空干燥的BOTOX复 原。由于BOTOX可能因冒泡或类似的剧烈搅拌而变性,因此稀释液 应轻轻地注射到小瓶中。出于保持无菌状态考虑,BOTOX优选在小 瓶从冷冻装置中取出并复原后四小时内给药。在这四小时中,复原的 BOTOX可储存在约2℃~约8℃的冰箱中。据报道,复原冷藏的 BOTOX可保持其效能至少约两周。Neurology,48:249-53:1997。
据报道A型肉毒毒素已用于多种临床处置中,包括例如:
(1)每次肌肉注射(多块肌肉)约75~125单位的BOTOX以治 疗宫颈张力障碍;
(2)每次肌肉注射5~10单位的BOTOX以治疗眉间线(眉沟) (降眉间肌肌肉注射5单位,各皱眉肌肌肉注射10单位);
(3)向耻骨直肠肌括约肌内(intrasphincter)注射约30~80单 位的BOTOX以治疗便秘;
(4)向上眼睑外侧睑板前的眼轮匝肌和下眼睑外侧睑板前的眼轮 匝肌分别肌肉注射约1~5单位的BOTOX以治疗睑痉挛。
(5)向眼外肌肌肉注射约1~5单位的BOTOX以治疗斜视,注 射的量根据待注射肌肉的大小以及所需的肌肉麻痹的程度(即所需的 屈光度校正)变化。
(6)为治疗中风后的上肢痉挛,按照如下方式向五块不同的上肢 屈肌肌肉注射BOTOX:
(a)跖深屈肌:7.5U~30U
(b)跖浅屈肌:7.5U~30U
(c)尺侧腕屈肌:10U~40U
(d)桡侧腕屈肌:15U~60U
(e)肱二头肌:50U~200U。对各指定的五块肌肉在相同的 治疗期进行注射,因此患者在各治疗期接受90U~360U的BOTOX 的上肢屈肌肌肉注射。
(7)颅骨膜注射(对称注射到眉间肌、额肌和颞肌)25U的 BOTOX以治疗偏头痛已证实具有非常有益的偏头痛的预防治疗效 果,与赋形剂相比,BOTOX在25U注射后的三个月内降低了偏头痛 的发病率、最大严重程度、所伴随的呕吐以及所使用的急性药物治疗。
已知A型肉毒毒素的效能可高达12个月(European J.Neurology 6 (增补本4):S111~S115:1999),并且当用于治疗腺体,如治疗多汗 症时,在某些情况下可长达27个月。参见例如Bushara K.,Botulinum toxin and rhinorrhea,Otolaryngol Head Neck Surg 1996;114(3):507, 和The Laryngoscope 109:1344-1346:1999。然而,Botox肌肉注射的 普通维持时间通常为约3~4个月。
A型肉毒毒素在治疗多种临床症状中的成功引起了对其它肉毒毒 素血清型的兴趣。可用于人的两种可购得的A型肉毒制剂为从加利福 尼亚欧文市的阿勒根公司购得的BOTOX,和从Beaufour Ipsen, Porton Down,England购得的Dysport。B型肉毒毒素制剂 (MyoBloc)可从San Francisco,California的Elan Pharmaceuticals 购得。
肉毒毒素除了在外周位置中具有药理作用外,在中枢神经系统中 还可具有抑制作用。Weigand等,Nauny-Schmiedeberg’s Arch. Pharmacol.1976;292,161~165,和Habermann Nauny-Schmiedeberg’s Arch.Pharmacol.1974;281,47~56的研究成果表明肉毒毒素能通过 逆向运输升至脊髓区。同样地,在外周位置,如肌肉注射的肉毒毒素 可能逆向运输到脊髓。
美国专利5,989,545公开了修饰的梭菌神经毒素或其片断,优选肉 毒毒素,经化学共轭或重组融合到特殊靶部分后,可通过将试剂给药 到脊髓用以治疗疼痛。
据报道,使用肉毒毒素治疗各种痉挛性肌肉病症,在缓解肌肉痉 挛的同时可减轻抑郁和焦虑。Murry T.,et al.,Spasmodic dysphonia; emotional status and botulinum toxin treatment,Arch Otolaryngol 1994 Mar;120(3):310-316;Jahanshahi M.,et al.,Psychological functioning before and after treatment of torticollis with botulinum toxin,J Neurol Neurosurg Psychiatry 1992;55(3):229-231.另外,德国专利申请DE 10150415讨论了肌内注射肉毒毒素治疗抑郁症和有关的感情障碍。
肉毒毒素还被提出用于或者已经用于治疗皮肤损伤(美国专利 6,447,787)、各种自主神经功能障碍(美国专利5,766,605)、紧张性头 痛(美国专利6,458,365)、偏头痛(美国专利5,714,468)、窦性头痛(美 国专利申请号429069)、手术后疼痛和内脏疼痛(美国专利6,464,986)、 神经痛(美国专利申请号630,587)、头发生长(hair growth)和头发 保持(hair retention)(美国专利6,299,893)、牙科疾病(美国临时专 利申请号60/418,789)、纤维肌痛(美国专利6,623,742)、各种皮肤疾 病(美国专利申请号10/731973)、运动病(美国专利申请号752,869)、 银屑病和皮炎(美国专利5,670,484)、肌肉受损(美国专利6,423,319)、 各种癌症(美国专利6,139,845)、平滑肌病症(美国专利5,437,291)、 唇角下垂(美国6,358,917)、神经卡压综合征(美国专利申请2003 0224019)、各种冲动障碍(美国专利申请号423,380)、痤疮(WO 03/011333)以及神经源性炎症(美国专利6,063,768)。已知有控释毒 素植入物(参见例如美国专利6,306,423和6,312,708)以及经皮肉毒 毒素给药(美国专利申请号10/194,805)。
A型肉毒毒素已经用于治疗持续性局限性癫痫,一种局灶性运动 癫痫。Bhattacharya K.,et al.,Novel uses of botulinum toxin type A:two case reports,Mov Disord 2000;15(增补本2):51-52.
已知肉毒毒素可用于:减弱口部的咀嚼肌或咬合肌,以使自伤和 由此导致的溃疡可痊愈(Payne M.,et al,Botulinum toxin as a novel treatment for self mutilation in Lesch-Nyhan syndrome,Ann Neurol 2002 Sep;52(3增补本1):S157);治愈良性胆囊损伤或肿瘤(Blugerman G., et al.,Multiple eccrine hidrocystomas:A new therapeutic option with botulinum toxin,Dermatol Surg 2003 May;29(5):557-9);治疗肛裂 (Jost W.,Ten years′experience with botulinum toxin in anal fissure, Int J Colorectal Dis 2002 Sep;17(5):298-302);以及治疗某些种类的特 应性皮炎(Heckmann M.,et al.,Botulinum toxin type A injection in the treatment of lichen simplex:An open pilot study,J Am Acad Dermatol 20024月;46(4):617-9)。
此外,在大鼠福尔马林模型中,肉毒毒素具有减轻诱导的炎性痛 的作用。Aoki K.,et al,Mechanisms of the antinociceptive effect of subcutaneous Botox:Inhibition of peripheral and central nociceptive processing,Cephalalgia 2003 9月;23(7):649。另据报道,肉毒毒素神 经阻断可导致表皮厚度减少。LiY,et al.,Sensory and motor denervation influences epidermal thickness in rat foot glabrous skin,Exp Neurol 1997;147:452-462(见第459页).最后,已知在足部给予肉毒毒素可治 疗足部多汗(Katsambas A.,et al.,Cutaneous diseases of the foot: Unapproved treatments,Clin Dermatol 2002 Nov-Dec;20(6):689-699; Sevim,S.,et al.,Botulinum toxin-A therapy for palmar and plantar hvperhidrosis,Acta Neurol Belg 2002 Dec;102(4):167-70),脚趾痉挛 (Suputtitada,A.,Local botulinum toxin type A injections in the treatment of spastic toes,Am J Phys Med Rehabil 2002 Oct;81(10): 770-5),原发性脚趾行走(toe walking)(Tacks,L.,et al.,Idiopathic toe walking:Treatment with botulinum toxin A injection,Dev Med Child Neurol 2002;44(增补本91):6),以及足部张力失常(Rogers J.,et al., Injections of botulinum toxin A in.foot dystonia,Neurology 1993 Apr;43 (4增补本2))。
破伤风毒素及其衍生物(即具有非天然的靶部分)、片断、杂合体 和嵌合体也可具有治疗效用。破伤风毒素与肉毒毒素有很多相似之处。 例如,破伤风毒素和肉毒毒素是由密切相关的梭菌物种(分别为破伤 风梭菌和肉毒梭菌)制成的多肽。此外,破伤风毒素和肉毒毒素均是 由轻链(分子量为约50kD)和重链(分子量为约100kD)组成的双链 蛋白质,所述轻链和重链通过单个二硫键共价结合。因此,破伤风毒 素和七种肉毒毒素(非络合的)的分子量均为约150kD。此外,对于 破伤风毒素和肉毒毒素,轻链含有的结构域表现出细胞内生物(蛋白 酶)活性,而重链含有受体结合(致免疫性的)结构域和细胞膜转运 结构域。
并且,破伤风毒素和肉毒毒素对突触前胆碱能神经元表面的神经 节(gangliocide)受体表现出高特异性亲和力。由受体介导的外周胆 碱能神经元对破伤风毒素的胞吞作用导致逆向轴突运输,从而阻断抑 制性神经递质从中枢突触中的释放和痉挛麻痹。相反地,受体介导的 外周胆碱能神经元对肉毒毒素的胞吞作用几乎未引起逆向运输,从而 抑制了中毒外周运动神经元对乙酰胆碱的胞吐作用并产生松弛麻痹。
最后,破伤风毒素和肉毒毒素彼此在生物合成和分子结构上也非 常相似。例如,破伤风毒素和A型肉毒毒素之间共有34%的蛋白质序 列相同,而对于某些功能性结构域,序列的相同性高达62%。Binz T. 等,The Complete Sequence of Botulinum Neurotoxin Type A and Comparison with Other Clostridial Neurotoxins,J Biological Chemistry 265(16);9153~9158:1990。
乙酰胆碱
通常在哺乳动物神经系统中,每一种神经元仅释放一种类型的小 分子神经递质,但有证据表明,几种神经调质可由相同的神经元分泌。 神经递质乙酰胆碱由很多脑区中的神经元分泌,但特异性地由下述神 经元分泌:运动皮层的大锥体细胞、基底神经节中几种不同的神经元、 支配骨骼肌的运动神经元、自主神经系统(交感神经和副交感神经) 的神经节前神经元、肌梭纤维的袋1纤维(bag 1 fiber)、副交感神经 系统的神经节后神经元以及交感神经系统的某些神经节后神经元。基 本上,只有通向汗腺、竖毛肌(piloerector muscle)和少数血管的神 经节后交感神经纤维是胆碱能性的,而交感神经系统的大部分神经节 后神经元分泌的神经递质是去甲肾上腺素。在多数情况下,乙酰胆碱 具有兴奋作用。然而,已知乙酰胆碱在某些外周副交感神经末梢具有 抑制作用,例如通过迷走神经抑制心率。
自主神经系统的传出信号通过交感神经系统或副交感神经系统传 递到身体中。交感神经系统的神经节前神经元延伸自位于脊髓中间外 侧角(intermediolateral horn)中的神经节前交感神经元细胞体。从 细胞体延伸出来的神经节前交感神经纤维与位于脊椎旁的交感神经节 中或椎骨前神经节中的神经节后神经元形成突触。由于交感神经系统 和副交感神经系统的神经节前神经元都是胆碱能性的,因此对神经节 应用乙酰胆碱将刺激交感和副交感神经节后神经元。
乙酰胆碱活化两种类型的受体,毒蕈碱和烟碱受体。毒蕈碱受体 发现存在于所有由副交感神经系统的神经节后神经元以及交感神经系 统的神经节后胆碱能神经元所刺激的效应细胞中。烟碱受体发现存在 于肾上腺髓质以及自主神经节中,即在神经节后神经元的细胞表面上, 所述神经元在交感和副交感神经系统的神经节前与神经节后神经元之 间的突触中。烟碱受体还发现存在于很多非自主性神经末梢中,例如 神经肌接点处的骨骼肌纤维的膜中。
当小而透明的细胞内小泡与突触前神经元细胞膜融合时,乙酰胆 碱即从胆碱能神经元中释放出来。多种非神经元分泌细胞,如肾上腺 髓质(以及PC12细胞系)和胰岛细胞分别从大致密核心小泡中释放 儿茶酚胺和副甲状腺激素。PC12细胞系是大鼠嗜铬细胞瘤细胞的克 隆,被广泛用作研究交感肾上腺发育的组织培养模型。肉毒毒素经渗 透(如电穿孔一样)或直接注射到去神经细胞中后,将在体外抑制两 种类型的化合物从两种类型的细胞中的释放。还已知肉毒毒素阻断神 经递质谷氨酸从皮质突触小体细胞培养物中的释放。
神经肌肉接点是通过轴突接近肌肉细胞而在骨骼肌中形成的。通 过神经系统传递的信号引起末端轴突处的动作电位,并活化离子通道, 导致神经递质乙酰胆碱在例如神经肌肉接点的运动终板处从神经元内 的突触小泡中释放出来。乙酰胆碱穿过细胞外间隙与在肌肉终板表面 上的乙酰胆碱受体蛋白结合。一旦发生了足够的结合,肌肉细胞的动 作电位即引起特异性的膜离子通道变化,从而导致肌肉细胞收缩。然 后乙酰胆碱从肌肉细胞中释放出来并通过胆碱脂酶在细胞外间隙中代 谢。代谢产物回收到末端轴突中以再加工为乙酰胆碱。
因此需要一种通过外周给予药物有效治疗神经精神和/或神经障碍 (如丘脑介导的障碍)的方法。
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