肉毒素(Botulinum Neurotoxins,BoNT)是由肉毒梭菌分泌的一类具有极强致死性的神经毒素,在国际上归为A类生物战剂[1]。BoNT中毒所致的综合征有6种形式:4种自然发生,2种人为引起。即食源性BoNT中毒、外伤型中毒、婴儿BoNT中毒和成人肠道BoNT中毒都是由肠道定植和原位产生毒素引起的;医源性BoNT中毒是注射大剂量的BoNT所致,吸入性BoNT中毒可发生在生物恐怖袭击时[2]。所有形式的BoNT中毒都会产生类似的综合征:对称性颅运动神经麻痹,随后出现下行、对称性运动无力,并可能发展为需要插管和呼吸支持的呼吸衰竭。由于临床医生对BoNT中毒的知识了解较少,加之毒物检测手段匮乏,误诊漏诊和延迟诊断的现象比较普遍。诊断不精准,治疗不及时,可导致患者死亡。作者时常关注并诊治了大量的BoNT中毒患者[3-5],结合既往的经验和教训,针对食源性BoNT中毒诊治中的难点和热点问题与同仁们探讨。
1 明确BoNT的来源、分型及特点产生BoNT的梭状芽孢杆菌广泛存在于土壤、灰尘、水生沉积物和各种各样的新鲜和熟的农产品中。在厌氧、pH和营养物质有利的条件下,食品和原材料中的梭状芽孢杆菌孢子发芽、生长并产生BoNT。根据BoNT抗原不同, 将其分为A~G共7个血清型, 其中A、B、E、F型易引发人类中毒,以A、B最常见,E型较少,F型罕见,而C、D型主要导致动物中毒[6]。BoNT对人类的致死量为0.1~1.0μg, 相当于3 000~30 000只小鼠的半致死量。A型BoNT中毒的临床症状最重,需要机械通气的患者比例最高,B型肉毒素致病通常比A型要轻[7]。
2 熟知BoNT中毒的风险因素食源性BoNT中毒,有比较明显的风险因素,熟悉这些因素,对早期诊断颇有帮助。只要被梭状芽孢杆菌污染的食品,就有BoNT中毒的可能。大多集中在私人制作的发酵食品、罐头制品,与生产环境、储存不当及饮食习惯有关。常见食物为臭豆腐、香肠、腊肉、火腿、豆瓣酱及鱼类制品[8],也见于(玉米、竹笋)罐头及发酵的面制品等;发病有家族性、群体性的特点。婴儿中毒与摄入肉毒梭状芽孢杆菌污染的蜂蜜、奶粉、水果和蔬菜汁等相关[9]。
食源性BoNT中毒有地理区域间的差别,随着交通发达,污染产品流通加速,可导致多地发生中毒。如有已知中毒风险因素将有助于临床诊断;没有典型的暴露风险因素并不能排除该病。尤其在没有明确关系的人群中,相继发生疑似BoNT中毒的散发病例,则不能排除BoNT中毒暴发的可能。2007年石家庄及其周边地区,短期内的多地相继散发疑似病例,作者参与了救援工作,最终的流调和实验室均确认为肉疙瘩所致的群体BoNT中毒事件[10]。
3 了解BoNT中毒的作用机制肉毒素经不同途径进入血液循环后,通过受体介导的内吞作用,易位到胞浆,参与神经递质乙酰胆碱释放的蛋白质裂解,通过抑制突触前运动神经元末端的乙酰胆碱释放,阻断乙酰胆碱在神经肌肉接头的功能,从而导致特征性的弛缓性麻痹[11]。这个过程是不可逆的,只有在新的运动轴突末端产生重新支配麻痹的神经肌纤维时才能恢复。目前的抗毒素治疗,只能阻止疾病的进展,不能逆转中毒的发生[12]。
4 牢记BoNT中毒的临床表现即使不同类型的BoNT中毒,都会有相似的临床表现,主要为急性对称性下行性弛缓性瘫痪,严重者四肢无力和呼吸衰竭。也不是全部的临床表现,在所有的中毒患者中都呈现。
4.1 潜伏期潜伏期长短与摄入剂量、BoNT血清型及患者自身状况相关。食源性BoNT中毒潜伏期为6 h~8 d,一般为12~48 h,也有1~2周才发病者。A型BoNT中毒潜伏期为0~7 d,B型为0~5 d,E型最快,平均1 d。潜伏期越短,病情越重且进展迅速[13]。
4.2 症状和体征最常见症状为头晕、无力;视物模糊、复视;吞咽困难、饮水呛咳;言语不清、声音嘶哑;胃肠道症状;口干、咽痒;胸闷憋气;也可腹胀、排尿困难等。最常见的体征是下行性瘫痪,眼睑下垂、瞳孔散大、眼球运动和肢体活动受限。BoNT不穿过血脑屏障,患者神志清楚,无感觉障碍,无发热(除非继发感染)。病情可在数小时至数天内迅速进展,由最初轻微的视觉变化或腹部不适,接着颅神经麻痹,随后双侧对称的弛缓性瘫痪。BoNT中毒所致的肌肉瘫痪是先近端后远端,呼吸衰竭发生在神经系统症状之后。食源性BoNT中毒早期胃肠道症状较其他类型的BoNT中毒更常见[14]。婴儿BoNT中毒95%发生在1.5~6月龄婴儿,2~4月龄为中毒高发期;发病以便秘为先兆,随后延髓麻痹,然后是下降的双侧对称性麻痹,最终累及呼吸肌和膈肌,导致呼吸衰竭[15]。
4.3 辅助检测早期血常规及生化检查均正常;脑脊液检查正常;头颅CT及头颅MRI检查也正常。重复性神经刺激(repetitive nerve stimulation, RNS)、肌电图(needle electromyography, EMG)和神经传导检查(nerve conduction study, NCS)可阐明肌无力的病因。在BoNT中毒的早期电生理检查多为正常,后期才有可能异常。如复合运动神经动作电位振幅的增加,运动肌束的减少;肌电图中动作电位的持续时间缩短;并在其他正常下的NCS的运动诱发电位降低[16]。EMG、RNS和NCS用于诊断BoNT中毒的敏感性和特异性尚不清楚。监测动脉血气分析,可协助疾病严重程度判断和指导救治。
一旦怀疑BoNT中毒,就应留取患者各种标本,最大限度地满足检测机构的需求,多种标本的联合检测,能提高检测阳性率,尽早明确诊断。可惜的是,国内大部分省市的疾控中心和少数科研机构能有效应对群体性突发中毒事件的处置,却很难满足医院临床工作的实际需求。因此,临床医生在留取标本前,应事先了解当地检测机构的检测能力,再确定送检标本的种类和数量。
患者体内的BoNT水平随时间推移而降低,使用BoNT抗毒素(Botulism antitoxin, BAT)治疗可中和血循环中的BoNT,导致阴性结果而误导临床,因此,最好在BAT治疗前采集剩余食物、呕吐物、血、尿、便等标本。用不含抗凝剂的试管采集成年患者的全血,分离出10~15 mL血清;同时采集20 g粪便。即使血中的BoNT被BAT中和,粪便中还可能有肉毒杆菌,因此BAT治疗后仍可收集粪便[17]。所采集的标本均应立即冷藏(2 ℃~8 ℃),保证冷链运输送检。
病原菌检查:取可疑食物、胃内容物、粪便等进行厌氧菌培养,检出可疑致病菌。
BoNT检测:(1)小鼠生物测定法(mouse bioassay, MBA)是检测肉毒素的“金标准”。该方法需观察实验小鼠96 h,如样本中BoNT浓度较高,24 h内即可获BoNT阳性结果。如浓度较低,剂量虽能使人致病,却不能使小鼠致病,出现假阴性结果[18]。该方法因耗时长、操作繁琐、要用动物等使其应用受限制。(2)酶联免疫吸附实验(ELISA)是用于BoNT血清型鉴定和检测的技术, 夹心免疫分析法是最常见的形式。免疫PCR法(immuno-PCR)与ELISA都是以抗原-抗体复合物为基础,发展出检测BoNT较为灵敏的方法。胶体金免疫层析法(immune chromatography assay,ICA)具备特异性强、灵敏度高、检便快速及使用方便的优势。(3)肽链内切酶质谱法(Endopep-MS assay)具有高度敏感性和特异性,能在数小时内区分BoNT的血清型(A、B、E和F型),应用将越来越广泛[5]。
5 把控BoNT中毒的诊断与鉴别诊断诊断散发的BoNT中毒病例,绝对是一项医学挑战;明确的风险因素可警示临床医生考虑BoNT中毒。医生应熟悉BoNT中毒临床特征,询问病史要注重发病时间、神经系统症状演变经过;体检发现对称性弛缓性瘫痪,特别是延髓颅神经麻痹;早期常规检查正常;患者无意识障碍、无感觉障碍、无发热时,应高度怀疑BoNT中毒。确诊依赖于患者血清、粪便、胃分泌物或食物样本中的检测到BoNT或病原菌[19]。
确定BoNT中毒诊断前,必须与重症肌无力、Guillain-Barré综合征、Miller Fisher综合征、Lambert-Eaton综合征、脑血管病等进行鉴别。藤喜龙试验鉴别重症肌无力。Guillain-Barré综合征,特别是Miller Fisher综合征呈对称性瘫痪、上行性进展,且有蛋白细胞分离。脑血管病经颅脑CT和头颅MRI容易鉴别。重症肌无力、Guillain-Barré综合征、Miller Fisher综合征、Lambert-Eaton综合征均有特征性肌电图表现。
为便于治疗和预后判定,将BoNT中毒病情分为3级[3-4, 10]:轻度为眼部症状伴轻度头晕乏力;中度为轻度症状+吞咽困难;重度为中度症状+呼吸困难。中度以上患者需鼻饲营养,重度患者要呼吸机支持。
6 精准实施BoNT中毒的治疗BoNT中毒治疗的主要措施为BAT治疗和对症支持治疗。重症患者入重症监护病房,急性期死亡与早期呼吸衰竭处置不当相关,后期死亡与持续数周至数月的肌麻痹所致的肺部感染或深静脉血栓形成有关[20]。BoNT中毒早期最好由急诊科、危重症科、呼吸科、神经内科治疗,后期邀请感染科、营养科和康复科协助。支持性护理对于减少并发症和长期感染的后遗症非常有效,尤其是监测呼吸功能和适当使用气管插管(用于气道保护和机械通气),是成功救治BoNT中毒,降低病死率的基石[21]。
6.1 BAT治疗BAT是一种来自马血清的抗体制剂,是BoNT中毒的特效药物。每种BAT只能特异性中和血清型对应的BoNT。马源性七价BAT血清已获美国FDA批准,可中和已知引起中毒的7种(A~G型)血清型BoNT,用于除婴儿BoNT中毒以外的所有类型的肉毒素中毒[22]。人源性抗毒素免疫球蛋白仅用于婴儿BoNT中毒的治疗[23],有研究表明,使用抗毒素免疫球蛋白可减少机械通气天数、重症病房停留天数和整体的住院时间[24]。中国生产的单价A~G型BAT血清已用于临床治疗BoNT中毒,但国内BAT的供应渠道不畅,需单位申请、临时协商、紧急调配,才能获得药品。医生根据治疗BoNT中毒的经验,选择BAT的种类和数量进行治疗;一旦BoNT类型鉴定明确,再针对特定血清型BoNT实施精准的BAT治疗。
6.1.1 BAT治疗时机、剂量及疗程有研究结果显示,食源性BoNT中毒患者,24 h内使用BAT治疗的死亡率为10%,24 h后使用或未使用BAT治疗的死亡率分别为15%和46%,且24 h之内接受BAT治疗可缩短机械通气时间和住院时间[25]。因此,对高度疑似BoNT中毒的患者,无需等待检测结果,在接触BoNT后24 h内或在瘫痪发生前就使用BAT治疗[21, 26]。至于BAT使用的剂量和频次,国内外尚无统一标准,但有一些建议或共识可借鉴[10, 27-28]。只要患者瘫痪持续加重,就表明循环血中有BoNT存在,无论发病时间多久,使用BAT治疗都可能获益。只有病情逐步稳定,致命的肌肉麻痹基本解除,才可终止BAT治疗。BAT治疗的最大困惑是不能对已摄入神经末梢的BoNT有拮抗作用,及时逆转患者已经麻痹的肌肉。因此,重症BoNT中毒实施机械通气的患者,大多1月左右可以脱机,少数长达3~5月。患者长时间卧床所致的肺炎、血栓等并发症可致命,高额的医疗费用和患者可能的预后,应向其家属充分沟通。
6.1.2 BAT的过敏反应及副作用BAT作为外源蛋白的浓缩制剂,可引起人体的免疫反应,主要为过敏反应及血清病,数据显示BAT过敏反应率 < 2%[22-23]。也有资料表明过敏反应和血清病等副作用的发生率分别为12%和1%~4%。使用美国的七价肉毒杆菌抗毒素似乎可以显著降低这些副作用。在使用BAT之前,必须先做血清敏感试验,对过敏者先行脱敏处理。在使用BAT时,按说明书推荐的操作步骤进行。以A型抗毒素血清为例,对皮试阴性者,每次皮下、肌内或静脉注射1~2万U,1次/12h;待病情好转后,酌情减量(如减半)或延长给药间隔时间。使用BAT治疗时,应准备肾上腺素和抗组胺药物,确保能及时应对患者严重的过敏反应。
6.2 支持治疗 6.2.1 呼吸支持重症BoNT中毒常有呼吸系统症状,近半数患者需要插管和机械通气[6, 12]。因此,应密切观察病情,动态监测指脉氧和血气分析,一旦呼吸衰竭,尽早气管插管和机械通气,必要时气管切开。美国在20世纪初的几十年里,即使足量使用BAT治疗,BoNT中毒的病死率仍高达60%~70%;20世纪50年代后,病死率急剧下降,直至目前的3%~5%[24-25],这种差异得益于现代危重症监护技术的发展和机械通气的普及。越来越多的临床实践告诉我们,即使没有BAT治疗,只要综合支持治疗及时到位,大部分患者也可救治成功。呼吸衰竭的患者常需数周至数月(平均2~6周)的机械通气[20-21],早期使用BAT可缩短机械通气时间。
6.2.2 营养支持中等程度以上的BoNT中毒患者,因吞咽困难无法进食或需机械通气时营养摄入受限,仅靠长时间静脉营养不能满足机体需求,还可能导致肠道菌群功能失调,诱发多脏器损害;能量供给不足,肌无力难恢复,脱机也困难。因此,对中重度BoNT中毒患者,应果断采取鼻饲或静脉或两者联合的营养支持,确保足够的能量供给,提高机体的抗病能力,将有助于加速患者的恢复。
6.3 其他治疗食源性BoNT中毒患者无须抗生素治疗,如病程中合并感染,需根据药敏结果选择抗生素;禁用影响神经肌肉接头的氨基糖苷类、四环素和多黏菌素等抗生素[20-21]。中毒患者神志清楚,对所患疾病充满恐惧和忧虑;在患者面前,不要议论其病情,应给予鼓励和安慰,让其树立战胜疾病的信心,也可适当抗焦虑治疗。对出院时功能未完全恢复或焦虑抑郁未彻底消除的患者,嘱咐其定期随访和进行自我康复训练。
7 结语食源性BoNT中毒患者呈现急性对称性下行性弛缓性瘫痪,这种独特的神经系统症状和可识别的瘫痪进展顺序,是临床医生鉴别诊断的重要依据。明确的中毒风险因素,结合神智清楚、无感觉障碍,无发热及早期常规检测正常,应高度怀疑BoNT中毒。及时采集血、尿、便、呕吐物、剩余食物等标本,尽早使用多种血清型的BAT治疗,待BoNT检测结果明确后,再实施精准的BAT治疗。一旦发现呼吸肌麻痹患者,紧急气管插管和呼吸机支持是最有效的治疗手段。重症肌无力和Guillain-Barré综合征是最易混淆的疾病,在检测能力不足时,更应综合分析,仔细甄别,降低误诊误治的风险。
目前,BoNT中毒的诊断多停留在临床疑似层面,严重影响早期实施精准治疗。如今许多科技工作者投入到BoNT中毒诊治工作的研究之中,临床治疗的难题是无药物能抑制进入神经元内的BoNT,现在用蛋白工程的研究方法,开发了以融合毒素为平台将纳米抗体递送至神经元细胞内来治疗BoNT中毒,取得了很好的实验效果,为快速有效的治愈BoNT中毒迎来了新的曙光[29]。相信随着科技的进步和对BoNT中毒诊治工作研究的深入,快速精准的检测方法[30]和防治措施将不断涌现,BoNT中毒诊治中的难点问题将会随着时间的推移被逐渐克服。
利益冲突 所有作者声明无利益冲突
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