這種毒素可引起人和動物發生以鬆弛性麻痹爲主症的肉毒中毒,雖然並不常見,但卻是一種致命的中毒性疾病。
肉毒桿菌是肉毒梭狀芽孢桿菌的簡稱,也稱肉毒梭菌,廣泛分佈於土壤、海洋湖泊沉積物和家畜糞便中。在厭氧環境中,肉毒桿菌可產生一種強烈的外毒素,即肉毒毒素。
肉毒桿菌爲革蘭陽性粗短桿菌,有鞭毛、無莢膜、產芽孢。芽孢呈橢圓形,比繁殖體寬,位於次極端,使細胞呈網球拍狀。在普通固體培養基上,形成類圓形菌落,表面呈半透明、顆粒狀、邊緣不整齊、向外擴散、呈絨毛網狀,且常常擴散成菌苔。在血平板上,出現與菌落幾乎等大或者較大的溶血環。在卵黃瓊脂培養基上,可產生脂酶,在菌落表面入周圍形成彩虹薄層。
肉毒桿菌現有2種生物分型方法,根據所產毒素的抗原性差異,肉毒桿菌家族分爲A、B、C、D、E、F、G七個亞型。根據生理學特徵,可分爲蛋白分解高株和非蛋白分解菌株。前者包括A型及某些B、F型肉毒桿菌;後者包括B型及部分E、F型肉毒桿菌。
通常,肉毒桿菌在有氧環境中、低於4°C或pH<4.5條件下不生長。只有在厭氧、低鹽、偏酸的特殊條件下,纔可生長繁殖併產生肉毒毒素。其中,具有蛋白分解功能的肉毒桿菌最適產毒培養溫度爲37°C,不具有蛋白分解功能的菌株最適產毒培養溫度爲30°C,甚至在3~4℃的低溫條件下也可產生肉毒毒素。
肉毒桿菌芽孢在自然界生命力極強,在乾燥環境中可存活30年以上,沸水中可存活3~4h。對紫外線、乙醇和酚類化合物不敏感,甚至對輻射照射也有一定抵抗力。在180攝氏度下乾熱5~15min,100攝氏度下溼熱5h,或高壓蒸汽121攝氏度、30min,才能殺死肉毒桿菌芽孢。此外,芽孢對加氯水、次氯酸鹽也非常敏感。
肉毒毒素是肉毒桿菌產生的一類結構相關、抗原性不同的外毒素,也稱肉毒神經毒素。除肉毒桿菌外,某些酪酸桿菌和巴拉特桿菌也可產生肉毒毒素。肉毒桿菌通常先產生無毒的前體毒素,該前體毒素是由神經毒素、血凝素、非毒素非血凝素形成的一種相對分子質量(Mr)爲30萬~90萬的毒素複合物。
肉毒毒素是一種神經毒素,其純品是一種白色晶體粉末,無味、易溶於水,穩定性較差,不耐熱,80℃、10min或煮沸幾分鐘即可失活。但毒素複合物的穩定性好,可長期貯存而不失活或僅有少量活性損失。A~G型肉毒毒素由一條單一的多肽鏈組成,Mr15萬。經細菌本身的內源或外源蛋白酶作用裂解成以二硫鍵相連的雙鏈結構,其中,Mr5萬的輕鏈爲毒性活性區,具有鋅離子依賴的肽鏈內切酶活性,可抑制神經傳導的釋放;Mr10萬的重鏈又分爲跨膜和結合兩個功能區,分別負責與細胞受體結合並將輕鏈轉運至細胞內以發揮其酶活性。單獨的輕鏈和重鏈均無毒性,只有雙鏈形式才顯示生物活性。
肉毒毒素主要是通過與外周神經系統運動神經元突觸前膜受體結合,作用並切割神經細胞中的特異性底物蛋白,阻止神經介質一-乙酰膽鹼的釋放,阻斷膽鹼能神經傳導的生理功能,引起全身肌肉鬆弛性麻痹,而呼吸肌麻痹是肉毒中毒患者死亡的主要原因。A~G型肉毒毒素具有相同的作用機制,只是識別的特異底物蛋白有所不同。這些底物蛋白統稱爲(蛋白10-121。由於Mr大,肉毒毒素分子不能以擴散方式,而是以“內凹”和受體介導的細胞攝入方式通過腸黏膜上皮屏障進入血液循環(不能穿透血腦屏障),呈現致死效應。
在所有型別肉毒毒素中,A型肉毒毒素是目前已知天然毒素和化學毒劑中毒性最強的毒性物質,小鼠腹腔注射的LDs。爲0.001ug/kg,其毒性是有機磷神經毒劑VX(小鼠LDso,15μg/kg)的1.5萬倍和沙林(小鼠LDso,100μg/kg)的10萬倍13.14。1g結晶的A型肉毒毒素可以殺死100萬人和2000億隻小鼠。在實驗動物的敏感性上,兔、豚鼠對肉毒毒素的毒性最爲敏感,猴、小鼠次之,貓最不敏感。關於肉毒毒素對人的致死劑量還沒有科學的試驗數據,僅有根據靈長類動物致死試驗的推算結果。該毒素對成年人的致死劑量因途徑而異。一般估計爲:靜脈或肌肉注射的致死劑量0.09~0.15μg,吸入的致死劑量0.70~1.0μg,口服的致死劑量70μg。其中以注射途徑最爲敏感,氣溶膠吸入次之,消化道攝入最差。肉毒毒素本身無皮膚滲透毒性,也無傳染性。
1989年,美國FDA批准A型肉毒毒素(商品名BOTOX)作爲第一個微生物套素臨牀藥物上市。數年後英國、中國也推出同類產品。目前BOTOX等肉毒毒素產品已成爲斜視、眼瞼痙攣、面肌痙攣、頸部肌張力障礙等疾病的一線治療藥物。2002年BOTOX美容除皺適應症又得到批准,並將肉毒毒素的臨牀應用推向高潮181。自2009年以來,注射肉毒毒素除皺美容已超過果酸換膚成爲,美國最受歡迎的美容方法,每年約有1200萬人藉助肉毒毒素除皺。隨着應用範圍的不斷擴大,肉毒毒素治療藥物的使用範圍已擴展到神經科、眼科、康復科、消化科、泌尿科、耳鼻喉科、皮膚科、兒科以及整形外科等100餘種疾病。在醫藥歷史上,還很少有一種藥物能像肉毒毒素那樣涉及如此多的臨牀適應症,並影響到人類的健康和生活質量,因此,肉毒毒素藥物被譽爲20世紀90年代神經科學和美容領域中的最重要成果。
聯邦內內部,從來就不缺心裡陰暗的人,拿着0.001ug/kg致死劑量的數據,都快笑瘋了。呵呵呵,我們的末日飛船,搞上幾噸A型肉毒毒素,直接投到對方的水循環系統裡,什麼事兒都沒了。
呵呵呵,方便,真的太方便了。