肉毒毒素在脑瘫儿童康复中的应用

 脑性瘫痪简称脑瘫（cerebral palsy,CP），是造成儿童残疾的重要致残疾患之一。随着医疗技术水平的不断提高以及卫生保健体系的逐渐完善，脊髓灰质炎、脑炎、脑膜炎等疾患的发病率有所下降。尽管在过去二十年中围产期医学得到了高速发展，但脑瘫发病率没有明显降低，仍保持在1.5‰-4‰左右［1、2、3］。在残疾儿童中，脑瘫致残的比例依旧很高［4］。

 痉挛是脑瘫康复治疗过程中的常见症状，约有60%~70%的脑瘫患儿为痉挛型脑瘫［5］。痉挛不仅阻碍儿童正常运动发育，还可以造成挛缩、畸形、疼痛等并发症，所以如何缓解痉挛一直脑瘫康复治疗的重要课题。目前，缓解脑瘫痉挛的手段主要有口服肌松弛剂、手术、神经阻滞术、鞘内注射巴氯酚、康复训练等多种方法，其中神经阻滞术以其副作用小、操作简便、费用经济等优点受到人们广泛青睐，可用于神经阻滞术的药物有酒精、苯酚、布比卡因、肉毒毒素等多种药物，目前临床常用的阻滞药物是肉毒毒素（Botulinum Toxin, BTX）。本文通过总结近年来相关文献，拟对肉毒毒素在脑瘫康复中的应用加以综述。

肉毒毒素的历史

比利时E.Van Ermengem教授于1895年分离出一种产芽胞的革兰氏阴性厌氧杆菌，称之为肉毒杆菌。肉毒毒素是肉毒杆菌产生的一种细菌外毒素，是已知目前最毒的微生物毒素之一。随着对肉毒毒素基础研究的不断深入，20世纪50年代生理学家Vernon Brook建议将肉毒毒素用于异常过度活动肌肉的治疗。美国Alan Scott医生于1980年首次将A型肉毒毒素（Botulinum Toxin A，BTX-A）应用于斜视患者治疗［6］。10年后BTX-A临床应用范围扩大到治疗眼球震颤、面肌痉挛、痉挛性斜颈及其他局部肌张力障碍患者。Koman等于1990年首次将BTX-A用于治疗小儿脑瘫［7］，取得不错临床疗效。从2001年12月开始，B型肉毒毒素（Botulinum Toxin B，BTX-B）开始全面应用于临床。美国是最先生产出肉毒毒素药物的国家，其BTX-A商品名为BOTOX，BTX-B商品名为MYOBLOX，后来英国、中国、德国、日本等也相继生产出自己的肉毒毒素药品。

肉毒毒素的作用机制

肉毒杆菌毒素是肉毒杆菌（梭状芽胞杆菌属）在厌氧环境下产生的一种作用极强烈的外毒素，根据其毒素抗原性不同，可分为A、B、C1、C2、D、E、F、G八种类型，其中C2型为细胞毒素，其它7型为神经毒素，这7型毒素的分子量、亚单位结构及药理作用相似，均可作用于神经末梢，通过突触囊泡阻滞乙酰胆碱释放。因Ａ型肉毒毒素容易结晶成标准状态，性状比较稳定［8］，故目前对A型肉毒毒素研究较多，也是将它最先应用于临床治疗。

肌肉的兴奋收缩依赖乙酰胆碱的量子式释放。运动神经在到达肌细胞前，先失去髓鞘，以裸露的轴突末梢嵌入到肌细胞膜终板上。轴突末梢的膜与终板膜不直接接触，被充满细胞外液的接头间隙隔开。囊泡中含有乙酰胆碱，通过出胞动作进行量子式释放。乙酰胆碱与N2型受体结合，通过兴奋-收缩耦联，引起肌细胞收缩。神经轴突末梢的前膜、突触间隙与终板膜统称为神经肌肉接点（neuromuscular junction，NMJ），肉毒毒素即作用于此处，准确地说是作用于突触前膜。

 肉毒毒素由一条单一的多肽链组成，含有一个双链结构和二硫键，二硫键的作用在于维护毒素的完整性及毒性。内源性、外源性的蛋白水解酶或还原剂能将肉毒毒素切割为双链而显示其毒性。在人体内，肉毒毒素通过选择部位的蛋白水解过程而激活，双链结构裂解为两个不同的片段，重链（H）分子量为100 000道尔顿，轻链（L）分子量为50 000道尔顿，轻重链之间靠二硫键联结。重链的C末端（Hc端）具有将毒素特异性结合于周围胆碱能神经末梢的特性，N末端（HN）有促进形成囊泡壁孔的作用。轻链的本质是锌肽链内切酶，蛋白分解活性集中于N末端，其作用方式如下:当肉毒毒素经注射入肌肉中并到达周围胆碱能神经末稍的突触前膜后，其重链的Hc端可快速、特异、不可逆地与突触前膜神经表面受体结合，N末端促进囊泡壁孔形成，之后通过温度和能量依赖过程主动将毒素摄入神经末梢（内化）内，并通过囊泡膜释放入胞浆中，完成肉毒毒素与受体分子的分离（易位）。

在细胞液中，轻链能催化水解SNARE蛋白复合体。SNARE蛋白是神经胞吐机制的核心，SNARE蛋白包括囊泡相关膜蛋白VAMP、突触相关蛋白SNAP-25和突触融合蛋白syntaxin。当其被裂解后，含有乙酰胆碱的囊泡胞吐受抑制，从而使乙酰胆碱释放受阻［9］,引起肌肉化学性去神经支配。此作用可持续3～6个月，随后原来的神经支配又得以恢复。以往研究认为，这种神经支配的恢复是由于神经末稍侧支芽生引起，但目前发现可能是由于毒素产生的一种“缠结”蛋白或毒素本身的退化所致［10］。

肉毒毒素具有免疫原性，其产生原因包括以下方面：①多肽链结构的肉毒毒素本质为蛋白质，本身具有免疫原性和抗原性；②在制作冻干过程中或多或少会有毒性损失，使部分肉毒毒素变为类毒素，即成品药实际上是毒素和类毒素的混合物，使药品的药性降低而使免疫原性相对增加，药品生产工艺与临床药效及免疫原性等密切相关；③肉毒毒素的反复使用，特别是大剂量、短间隔注射会引起抗体产生，诱发免疫抵抗；产生免疫应答的程度与注射累积剂量及注射频次有关，即肉毒毒素蛋白暴露程度越大，产生免疫应答的概率越高。即便是在控制蛋白暴露策略指导下进行小剂量BTX-A注射，通过实验室手段仍可发现约28.0%~31.8%的患儿有BTX-A抗体［11］。有研究报道，机体经BTX-A注射后产生的抗体能在10~78个月内转阴，并且其免疫回忆应答能力随时间推移而逐渐衰减。不同类型肉毒毒素的免疫原性和抗原性均具有特异性，相互之间不会发生免疫交叉反应，如近年来临床研究证实，BTX-A抗药患者对BTX-B并无免疫反应［12］。

肉毒毒素在脑瘫治疗中的应用

一、肉毒毒素的适应证

肉毒毒素可以缓解脑瘫儿童痉挛病情，已被多项双盲对照试验证实［13-16］，但肉毒毒素的具体应用方法目前还存在较多异议甚至争论。在脑瘫康复治疗中，进行肉毒毒素注射的目的主要有以下方面：①降低痉挛肌肉肌张力，纠正异常运动模式，改善运动功能和运动姿势，如向小腿三头肌注射肉毒毒素以纠正尖足；②改善重度脑瘫儿童生活质量，降低护理难度，改善卫生状况，如向患儿内收肌注射肉毒毒素以便于其会阴部清洗；③延迟矫形外科手术干预时间，降低矫形外科手术实施率；④缓解肌肉痉挛相关性疼痛［17、18］；⑤作为矫形外科手术前的探查工具，预测手术效果，帮助制定手术方案。

肉毒毒素适用于由于肌肉过度肌电活动引发的肌张力过强，包括肌痉挛及肌张力障碍等，对由于肌肉的生物力学变化导致的肌肉固定挛缩则没有作用［19］。因此，肉毒毒素仅适用于未出现固定性挛缩的局限性肌痉挛及肌张力障碍患者。患者年龄越小，对治疗的反应越好［20］，这是因为年龄较小患者很少有固定性挛缩，而且更容易适应运动模式的变化。对脑瘫患者而言，其肉毒毒素治疗的适宜年龄为2～6岁，最早可到出生后4个月；但也有学者认为，早期注射肉毒毒素可能会影响肌肉长期的生长及功能［21］。

二、肉毒毒素在下肢中的应用

在下肢肌肉肉毒毒素治疗中，关于小腿三头肌的报道较多。缓解小腿三头肌痉挛，能纠正尖足、足内翻、提高步速、改善步态等［22、23］，还可以纠正因小腿三头肌痉挛引发的膝关节反张、髋关节屈曲等异常姿势［24］。对内收肌进行肉毒毒素注射，可以纠正双下肢内旋、剪刀步态，但更多的是为了便于护理，提高生活质量，预防或者延迟髋关节脱位、半脱位发生［25］。对腘绳肌、髂腰肌进行肉毒毒素注射，可以预防或者延迟髋关节脱位、半脱位的发生［26］，并可纠正蹲踞步态。

不同类型脑瘫儿童的下肢异常姿势各有差异，因而其肉毒毒素应用方法也各有特点［27］。痉挛型偏瘫患儿通常具有较好的步行能力，下肢异常姿势不复杂，以尖足、马蹄内翻足多见，肉毒毒素治疗目的以改善步行功能为主，于小腿三头肌注射肉毒毒素疗效较理想。痉挛型双瘫患儿多见蹲踞步态，有些能独立步行，有些则需辅助步行。对其注射肉毒毒素时需认真分析原发性异常姿势和继发性异常姿势，有针对性地进行注射。痉挛性四肢瘫患儿一般病情较严重，多不能行走，需依靠轮椅移动，甚至终日卧床，终生需要专职护理。对其进行肉毒毒素治疗仅为减轻护理难度。这一类型的脑瘫患儿内收肌痉挛较严重，常会使会阴部卫生状况恶化，增大护理难度，造成髋关节脱位或半脱位，所以对内收肌进行肉毒毒素注射是较常用的方法。

下肢肉毒毒素注射的疗效评价方法包括：步态分析、粗大运动功能评价（Gross Motor Function Measure,GMFM）、医师量化评分（Physicians Rating Scale,PRS）等方法。近年来关于肉毒毒素治疗脑瘫的研究中，尤其推崇PRS法，因为该法无需特殊设备，仅基于详细的临床观察即可完成，其临床操作实用性较强。

三、肉毒毒素在上肢中的应用

近年来，关于对上肢痉挛脑瘫儿童进行肉毒毒素注射治疗的报道日见增多［28、29］，综合来看，其疗效比较肯定。Lowe等［30］报道了42例偏瘫型脑瘫儿童上肢注射肉毒毒素的情况，提出应用小剂量、高浓度BTX-A定位注射方法，可以缓解上肢痉挛，提高上肢功能。Autti-Ramo[y1]等报道了49例儿童应用肉毒毒素缓解上肢痉挛，认为肉毒毒素可以预防上肢挛缩、易于提高训练功能和积极性等。

上肢肌肉体积相对较小，上肢及手功能更侧重于精细运动技能，其对肉毒毒素注射反应敏感性较高。如果肌肉自主运动控制能力较好，特别是在感觉功能较好的情况下，肉毒毒素治疗效果会较好；如果肌肉自主运动控制能力较差，经肉毒毒素治疗后可能出现无力反应，功能并无太大改善。这就要求在进行肉毒毒素注射时，需从上肢数目较多的肌肉中合理选择关键痉挛肌肉及注射剂量、范围等［31］。

肘关节屈曲痉挛时，应合理选择屈肘肌群的肉毒毒素注射剂量及范围，以防止屈肘能力丧失。由于屈肘是上肢整体功能的基础功能之一，是确保手的空间位置准确而充分发挥手功能的前提，目前多选择注射肱肌及肱二头肌。前臂旋前是较常见的异常姿势，多由于旋前圆肌和旋前方肌痉挛引起，以前者为主要作用肌肉，又因为旋前方肌位置比较深，难以准确定位，所以纠正此异常姿势多对旋前圆肌进行肉毒毒素注射。

腕关节屈曲和指关节屈曲常合并存在，主要是由于桡侧腕屈肌、尺侧腕屈肌、指浅屈肌痉挛造成，肉毒毒素注射可选此三块肌肉。拇指内收是由于大鱼际中的拇内收肌痉挛造成，如果合并拇长屈肌痉挛，则可能产生拇指对于掌心的异常姿势，进行肉毒毒素注射时要仔细分析患者病情［32］。

上肢肉毒毒素的疗效评价方法包括：上肢技巧质量测验（Quality of Upper Extremity Skill Test,QUEST）、上肢医师量化评分（Upper Extremity Physicians Rating Scale）、墨尔本上肢功能评估（Melbourne Assessment of Upper Limb Function）等方法，其中以QUEST的使用较多。

四、肉毒毒素的其他应用

 流涎是重度脑瘫儿童的常见症状之一，痉挛型、手足徐动型脑瘫儿童均可出现，不利于护理，易引发口周皮肤问题，对儿童心理也造成较大负面影响。唾液腺分泌唾液的过程不同于肌肉收缩，它是受副交感神经支配。副交感神经末梢分布于腮腺内，释放乙酰胆碱刺激唾液分泌。如果阻止乙酰胆碱释放，则可减少唾液分泌。基于此思路，开始有人尝试应用肉毒毒素治疗。目前关于肉毒毒素注射抑制流涎的报道已陆续出现，Kim等［33］报道了2例，Alatas等［34］报道了3例，均有不错疗效。Banerjee等［35］通过了严格的前后对照试验，证实对唾液腺进行肉毒毒素注射确可明显减少流涎，改善生活质量。此项治疗需在B超引导下进行，腮腺的注射剂量为1.4 IU/kg体重[y2]，下颌腺的剂量为0.6IU/kg体重[y3]。

脑瘫儿童的吸气性喘鸣是由于喉部肌肉张力障碍引起。Worley等［36］报道了3例脑瘫儿童声带肌经肉毒毒素注射后，吸气性喘鸣症状明显缓解，从而避免了气管造口术。

重度脑瘫儿童咀嚼肌痉挛，会造成张口困难、口腔难以清洁、磨牙、下唇咬伤等症状，非常痛苦。Manzano等［37］应用肉毒毒素注射于咀嚼肌和颞肌，使咀嚼肌痉挛症状得到显著改善，获得患者及家长认同。

肉毒毒素的注射技术

肉毒毒素的作用部位是神经肌肉接点（neuromuscular junction，NMJ），所以注射时应尽可能将药物注射到靶肌的神经肌肉接点密集处，这样肉毒毒素就能与更多的神经肌肉接点结合，以尽可能发挥肌肉松弛效应，同时还减少了药物扩散到靶肌以外的组织中，降低药物毒副作用发生率。有研究表明，神经肌肉接点多集中于肌腹中央，这就使按解剖位置进行注射的徒手定位法成为临床首选。该技术适用于解剖标志明显的浅表大肌肉，如长收肌、股四头肌、腘绳肌、小腿三头肌、胫前肌、胸大肌、肱二头肌等。敖丽娟等［38］采用“反向牵拉指压法”进行定位，首先依据靶肌解剖起止点及走向初步判定靶肌位置；沿靶肌长轴反向牵拉靶肌并诱发阵挛、痉挛或肌张力增高，同时触摸、按压痉挛肌肌腹，触诊确定靶肌肌腹界限，于痉挛最明显肌腹部进行注射。此方法能较准确找到靶肌肌腹，操作简便，痛苦小，具有一定优势。

超声引导下的注射技术可以采用超声影像来确定靶肌界限，适用于体表位置不显著、深层隐蔽的靶肌，如髂腰肌等。该方法能较直观地观察进针位置，控制进针深度，能够有效进行三维空间定位。Westhoff等［39］在超声波引导下，对26例患者髂腰肌进行肉毒毒素注射，发现临床疗效满意。而对于流涎患儿唾液腺的注射，因其在体表难以确定，且是非肌兴奋性组织，则必须在超声波引导下注射［33-35,40］。肌电定位法包括肌电图定位和电刺激定位两种形式。肌电图定位能够准确找到靶肌，适用于解剖关系复杂、体积较小的肌肉，如前臂靶肌等［41］。该技术需要肌电图仪器，操作复杂、不易推广。电刺激定位是近年来广受退推崇的注射技术，该方法不仅能将药液注射到靶肌中，还能注射到靶肌中神经肌肉接点密集的区域。此技术普遍适用于脑瘫儿童四肢痉挛肌肉，对需要精确注射的靶肌更具有临床实用价值。在电刺激定位技术引导下进行肉毒毒素注射，对缓解肌肉痉挛具有较好疗效［42］。Chin等［43］在分析了226例患者应用BTX-A注射治疗脑瘫痉挛的定位技术情况后，发现按解剖位置的徒手定位注射技术定位不够精确，影响疗效，而电刺激定位疗效较好。Childers等［44］研究后发现，电刺激定位引导BTX-A注射有较理想的缓解脑瘫痉挛的效果。

 肉毒毒素多用于治疗脑瘫儿童患者，其影响因素较多，至今尚无统一的儿童使用剂量标准。随着肉毒毒素应用的日益增多，其副作用又相对较小［45］，近年来肉毒毒素使用剂量有增大趋势。BTX-A的注射总剂量是按照动物试验推算出来的。肉毒毒素是一种毒性极强的神经毒素，1 IU的BOTOX（美国产BTX-A）约含0.4 ng活性毒素，1只小鼠腹腔内注射5～10 pg BTX-A即可致死，猴子的半数致死剂量为39 IU/kg体重[y4]，产生系统毒性反应量为33 IU/kg体重，由此推算人的半数致死量约为3000 IU［46］。在脑瘫痉挛治疗中，往往需要对多块肌肉同时进行BTX-A注射，临床一次应用的总剂量不应超过400 IU。但对于受体重因素影响较大的儿童患者而言，这一剂量标准缺乏临床实用性。所以有学者提出，脑瘫儿童的总剂量应在8～12 IU/kg体重之间，具体到每位患儿时，则应该根据其年龄、体质、注射耐受性等方面综合考虑以确定总剂量。

对于单块肌肉的BTX-A注射剂量目前尚无统一标准，临床一般以靶肌的解剖体积为基准，大块肌肉在3～6 IU/kg之间，小块肌肉在1～2 IU/kg之间。因BTX-A注射后可在肌肉内扩散2.0～4.5 cm,所以每一注射点的最大剂量为50 IU，每一注射点的最大药液容量为0.50 ml。很多学者认为大剂量BTX-A注射较小剂量更有效［14、15］；但也有研究认为，大、小剂量BTX-A注射效果间差异并无显著性，如有学者采用微小剂量BTX-A注射也取得较好效果。Suputtitada［47］对10例脑瘫儿童进行BTX-A注射，患儿下肢单块肌肉的注射量只有0.5～1.0 IU，注射后痉挛程度下降，步态改善，疗效持续了10～12个月。国内有学者对不同剂量BTX-A注射进行研究，发现小剂量组（单肌2～3 IU/kg[y5]）疗效较大剂量组（单肌4～6 IU/kg）显著［48］，表明大剂量BTX-A注射固能有效降低肌张力，但其长期疗效较小剂量BTX-A注射并无显著优势，并且在长期运动能力改善方面，小剂量BTX-A注射疗效优于大剂量BTX-A注射，其原因可能是小剂量BTX-A注射后患儿在中短期肌张力稍高的情况下习得的能力，在长期肌张力不可避免的有一定程度回复的情况下，更易保持和进一步提高[y6]。

肉毒毒素的副作用一般较轻微，包括肌无力、疼痛、血肿、上感样[y7]症状，发生率较低，一般是短暂、可逆的［45］。BTX-A的副作用与剂量相关，剂量越大，副作用发生率越高。由于BTX-A有抗原性，近年来主张控制蛋白暴露程度，减少抗体出现的几率，应用最小有效剂量能有效防止抗体产生［49］。这就要求临床在首次治疗时，应尽可能采用较低的有效剂量，即在保证临床疗效的基础上尽量减少肉毒毒素注射量。

肉毒毒素在脑瘫康复中的地位

肉毒毒素的应用，为脑瘫康复开辟了新的途径，但该疗法仍需与其它传统康复治疗相结合［50］才能取得较好疗效［51］。Bottos等［52］将脑瘫下肢痉挛儿童分为肉毒毒素治疗组及肉毒毒素加石膏治疗组，应用粗大运动功能评分对其进行评价，结果表明后者疗效更佳，疗效持续时间更长。Ackman等［53］的研究也证实，如果只进行肉毒毒素注射，不给予其它治疗，1年后患者运动功能并没显著提高。Wallen等［54］对80例脑瘫儿童研究后发现，采用OT训练可增强肉毒毒素注射治疗的疗效。以上研究表明，单纯肉毒毒素注射并不能很好地提高运动技能，如在注射后肌痉挛缓解有效期内，及时结合肌腱牵拉、运动功能训练以及穿戴矫形器训练等，才能最大限度提高运动功能、矫正畸形及改善异常运动模式。脑瘫患者除有运动障碍外，还通常合并有智力障碍、感觉功能减退、癫痫及继发性肌肉骨胳挛缩变形等问题，因此严格的治疗指征、明确的治疗目标是肉毒毒素治疗成功与否的关键因素［55］。

十多年的肉毒毒素临床应用情况表明，采用肉毒毒素治疗脑瘫痉挛具有安全、有效、简单易行等优点，已得到广大患儿、家长及临床医师的认可。在肉毒毒素治疗过程中，熟练的注射技术、精确的靶肌选择、适当的剂量选择等均对疗效具有重要影响，故在治疗前应全面权衡患者情况，选取最佳肉毒毒素注射参数，以尽可能提高脑瘫患者的生活质量，减轻其痛苦。