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1、食品微生物黑第1页，本讲稿共13页肉毒毒素引起食物中毒肉毒毒素引起食物中毒的机制及其防治的机制及其防治江苏大学江苏大学医学基础与医学技术学院医学基础与医学技术学院检验检验0502班班丁永峰丁永峰2009-03-29第2页，本讲稿共13页 概述概述 早在早在1817年年,JustinusKerner首先认识到首先认识到,食物中所携带的食物中所携带的某种毒素某种毒素,能够导致骨骼肌和副交感神经功能麻痹。至能够导致骨骼肌和副交感神经功能麻痹。至1897年年,vanErmengem在一次暴发性食物中毒流行病学在一次暴发性食物中毒流行病学调查调查,于食物与人体内均检出了革兰阳性、厌氧肉毒梭于食物与人体内
2、均检出了革兰阳性、厌氧肉毒梭菌菌(Clostridium botulinum),并定名为并定名为“肉毒病肉毒病(botulism)”。肉毒梭菌所产生的肉毒毒素。肉毒梭菌所产生的肉毒毒素(Botulinum toxin,BTX),具有极强的毒力具有极强的毒力,低至低至0.05g即可致死。百即可致死。百余年来余年来,肉毒毒素中毒事件在全球各地时有发生肉毒毒素中毒事件在全球各地时有发生,不但威胁人不但威胁人体健康体健康,并且由于其具有极强的神经毒性并且由于其具有极强的神经毒性,还有可能被用于还有可能被用于恐怖袭击和生物战。因此，研究肉毒毒素引起食物中毒的恐怖袭击和生物战。因此，研究肉毒毒素引起食物中
3、毒的机制和建立完善的防治措施对国民健康具有重要意义。本机制和建立完善的防治措施对国民健康具有重要意义。本文简要论述了肉毒毒素的中毒情况和防治措施。文简要论述了肉毒毒素的中毒情况和防治措施。第3页，本讲稿共13页一、肉毒毒素的结构一、肉毒毒素的结构 肉毒梭状芽胞杆菌为自养型革兰氏阳性厌氧菌肉毒梭状芽胞杆菌为自养型革兰氏阳性厌氧菌,在缺氧条件在缺氧条件下繁殖并产生外毒素。通常可划分为下繁殖并产生外毒素。通常可划分为7种类型种类型,即即A,B,C,D,E,F,G型肉毒毒素型肉毒毒素,其中其中C型又可分为型又可分为C1和和C2(或称或称C和和C)两个亚型两个亚型,因此又有因此又有8型提法。各型肉毒毒素
4、的抗原性和免疫型提法。各型肉毒毒素的抗原性和免疫原性原性(immunogenicity)及其毒性作用机制不同及其毒性作用机制不同,但分子结构但分子结构基本一致。其中，对人致病的主要是基本一致。其中，对人致病的主要是A、B及及F型。作为型。作为生物武器使用的肉毒毒素气溶胶浓度达到生物武器使用的肉毒毒素气溶胶浓度达到00203mg/m3,人吸入人吸入1分钟即可致死。肉毒毒素本身分钟即可致死。肉毒毒素本身是一种蛋白质是一种蛋白质,无色无味、耐酸不耐碱。为目前已知毒素中毒无色无味、耐酸不耐碱。为目前已知毒素中毒性最强的。作用于外周神经性最强的。作用于外周神经-肌肉接头、自主神经末梢及颅肌肉接头、自主神
5、经末梢及颅神经核神经核,致运动神经麻痹。致运动神经麻痹。第4页，本讲稿共13页 特点：特点：(1)40以上以上,特别是碱性环境特别是碱性环境,很容易发生肉毒毒素热变性很容易发生肉毒毒素热变性;(2)空气空气-液体界面形成的气泡液体界面形成的气泡,能够引起神经毒素的伸展和形状能够引起神经毒素的伸展和形状改变改变,从而使毒素溶液失去毒性从而使毒素溶液失去毒性;(3)氮气和二氧化碳环境氮气和二氧化碳环境,也能发生毒素变性也能发生毒素变性;(4)过低浓度稀释过低浓度稀释(如如g/L)能够降低神经毒素稳定性能够降低神经毒素稳定性,但是采用但是采用pH6.8的其他蛋白的其他蛋白(如明胶、牛或人血清白蛋白如
6、明胶、牛或人血清白蛋白)缓冲液稀释缓冲液稀释则能有效防止这一效应。则能有效防止这一效应。因此通常的药用肉毒毒素产品即是一种复合制剂。因此通常的药用肉毒毒素产品即是一种复合制剂。第5页，本讲稿共13页二、肉毒毒素的中毒途径肉毒毒素中毒可以根据其传播途径不同分为四个类型:食源性肉毒毒素中毒:因摄入了含有肉毒毒素的食物发生中毒。传播毒素的食品主要是在厌氧条件下生产或贮存的制品,如罐头、香肠、腊肉等,发酵的豆制品和面制品如臭豆腐、豆瓣酱、豆豉、甜面酱。其中以罐头与豆豉的厌氧环境较易生成毒素。创伤性肉毒毒素中毒:因伤口感染了能产生肉毒毒素的肉毒梭菌而中毒。婴儿肉毒毒素中毒:进入婴儿肠道的肉毒梭菌孢子分泌
7、内毒素使中毒。儿童及成人肉毒毒素中毒:不同于1、2型的中毒且产生肉毒毒素的肠道肉毒梭菌只存在于年龄大于一周岁的人群。第6页，本讲稿共13页三、肉毒毒素的作用机制三、肉毒毒素的作用机制 神经毒素的作用发挥需经过神经毒素的作用发挥需经过4个步骤个步骤:(1)神经毒素神经毒素H链的羧基端受体识别位点与胆碱能神经末梢质膜链的羧基端受体识别位点与胆碱能神经末梢质膜上受体特异性结合。上受体特异性结合。(2)在受体介导下在受体介导下,经能量依赖性细胞内呑作用经能量依赖性细胞内呑作用,完成神经毒素跨完成神经毒素跨膜转运膜转运,形成胞内体。形成胞内体。(3)酸性环境的胞内体酸性环境的胞内体,神经毒素经一系列蛋白
8、分解活动神经毒素经一系列蛋白分解活动,形成形成L链链锌肽链内切酶并释放进入神经细胞胞质。锌肽链内切酶并释放进入神经细胞胞质。(4)L链链-锌肽链内切酶的作用底物不同类型肉毒毒素不同锌肽链内切酶的作用底物不同类型肉毒毒素不同,BTX-A,E,C1的的L链裂解突触相关膜蛋白链裂解突触相关膜蛋白,BTX-C的的L链裂解突触融链裂解突触融合蛋白合蛋白,BTX-B,D,F,G的的L链裂解囊泡相关膜蛋白链裂解囊泡相关膜蛋白;然而然而,各型各型毒素毒素L链作用底物链作用底物-SNAP25,Syntaxin,VAMP的复合物的复合物,则是介则是介导乙酰胆碱囊泡停靠突触前膜及出胞的必需导乙酰胆碱囊泡停靠突触前膜
9、及出胞的必需,如此任何类型毒素的如此任何类型毒素的最终效应阻止了最终效应阻止了SNARE复合物形成复合物形成,从而抑制了乙酰胆碱以从而抑制了乙酰胆碱以囊泡为单位的囊泡为单位的“倾囊倾囊”式突触间隙释放式突触间隙释放,即所谓量子式释放。即所谓量子式释放。第7页，本讲稿共13页 肉毒毒素的作用包括结合、定位和麻痹肉毒毒素的作用包括结合、定位和麻痹3个个阶段。一旦毒素与神经细胞受体或具内吞作用的间接阶段。一旦毒素与神经细胞受体或具内吞作用的间接受体结合后，抗体就不能中和毒素。接着内涵体的酸受体结合后，抗体就不能中和毒素。接着内涵体的酸性发生变化，启动毒素转运区域构象发生变化，同时性发生变化，启动毒素
10、转运区域构象发生变化，同时囊泡腔在囊泡膜质子泵囊泡腔在囊泡膜质子泵 ATP酶作用下酸化，暴露出酶作用下酸化，暴露出一个疏水区域，在膜上产生一个离子通道，一个疏水区域，在膜上产生一个离子通道，L链通链通过此通道进入胞液。在胞内，毒素分解过此通道进入胞液。在胞内，毒素分解3种蛋白释放种蛋白释放 Ach，导致肌肉松弛或痉挛麻痹，导致肌肉松弛或痉挛麻痹第8页，本讲稿共13页四、肉度毒素中毒的临床表现四、肉度毒素中毒的临床表现 一般误食后一般误食后1236小时发病小时发病,也可短到也可短到2小时小时,长到长到8天。天。潜伏期越短潜伏期越短,病情越重。与一般食物中毒不同的是消化道病情越重。与一般食物中毒不
11、同的是消化道症状如恶心、呕吐、腹痛等多不明显。而是以肌无力症症状如恶心、呕吐、腹痛等多不明显。而是以肌无力症状为主。中毒后的表现为状为主。中毒后的表现为,起初全身软弱、疲乏、头痛、起初全身软弱、疲乏、头痛、眩晕眩晕,眼部症状也很突出眼部症状也很突出,表现为畏光、复视、视力减退。表现为畏光、复视、视力减退。逐渐出现眼外肌瘫痪逐渐出现眼外肌瘫痪,表现睑下垂、复视、瞳孔扩大表现睑下垂、复视、瞳孔扩大,嗜嗜睡睡,但容易唤醒但容易唤醒,并有吞咽、咀嚼、言语、呼吸困难等。并有吞咽、咀嚼、言语、呼吸困难等。第9页，本讲稿共13页随着病情的发展随着病情的发展,逐渐出现抬头困难逐渐出现抬头困难,共济失调共济失调
12、,继而呼继而呼吸肌及双侧下肢肌力减弱吸肌及双侧下肢肌力减弱,可出现呼吸衰竭及心力衰竭。可出现呼吸衰竭及心力衰竭。由于唾液腺及泪腺分泌减少由于唾液腺及泪腺分泌减少,患者眼干、咽干及疼痛患者眼干、咽干及疼痛,饮饮水亦不能缓解症状。口腔粘膜干燥、发红、常有结痂。水亦不能缓解症状。口腔粘膜干燥、发红、常有结痂。还可出现腹胀、肠鸣音消失、便秘、肠梗阻及尿潴留还可出现腹胀、肠鸣音消失、便秘、肠梗阻及尿潴留等。肢体一般不全瘫、体温正常、神志清楚等。肢体一般不全瘫、体温正常、神志清楚,可有体位可有体位性低血压。重症者可于发病后性低血压。重症者可于发病后310天因呼吸衰竭、继天因呼吸衰竭、继发感染或出现难以预测
13、的呼吸骤停而死亡。治疗顺利发感染或出现难以预测的呼吸骤停而死亡。治疗顺利者可于数天后逐渐恢复者可于数天后逐渐恢复,一般呼吸、吞咽及言语困难先一般呼吸、吞咽及言语困难先行缓解行缓解,随后其他瘫痪肌肉也逐渐恢复。视觉恢复较慢随后其他瘫痪肌肉也逐渐恢复。视觉恢复较慢,可持续数月之久。可持续数月之久。第10页，本讲稿共13页四、肉毒毒素中毒的治疗四、肉毒毒素中毒的治疗 1、抗毒血清：、抗毒血清：对于中毒患者首先要及时应用抗毒血清对于中毒患者首先要及时应用抗毒血清,这是抢救生这是抢救生命的关键。在起病后命的关键。在起病后24小时内或瘫痪发生前注入最为小时内或瘫痪发生前注入最为有效有效,但即使已经发病多日
14、但即使已经发病多日,也要应用抗血清。一般静脉也要应用抗血清。一般静脉或肌肉注入多价抗毒血清或肌肉注入多价抗毒血清510万单位万单位,必要时每必要时每6小时小时重复重复1次次,重者剂量加倍重者剂量加倍,使用前要做过敏试验使用前要做过敏试验,以防过敏以防过敏性休克。性休克。2、监护与改善呼吸功能及加强支持治疗是降低病死、监护与改善呼吸功能及加强支持治疗是降低病死率的关键。率的关键。注意保持呼吸道通畅、吸引呼吸道分泌物、给氧。注意保持呼吸道通畅、吸引呼吸道分泌物、给氧。由于呼吸肌无力出现通气不足时要行气管切开由于呼吸肌无力出现通气不足时要行气管切开,必要时必要时使用呼吸机人工通气。使用呼吸机人工通气
15、。第11页，本讲稿共13页五、五、肉毒毒素中毒的预防肉毒毒素中毒的预防1、类毒素类毒素 用肉毒类毒素疫苗进行预防接种能预防肉用肉毒类毒素疫苗进行预防接种能预防肉毒毒素气溶胶中毒。实验证明毒毒素气溶胶中毒。实验证明,被免疫的动物能完全被免疫的动物能完全抵抗吸入致死剂量的肉毒毒素。美军研制的抵抗吸入致死剂量的肉毒毒素。美军研制的AE型型肉毒肉毒5价类毒素疫苗目前被用作试验型新药价类毒素疫苗目前被用作试验型新药,皮下注射皮下注射,注射间隔为注射间隔为0,2和和12周周,以后每年加强。以后每年加强。2、基因工程重组疫苗、基因工程重组疫苗 根据美国防部根据美国防部1998年的核化生年的核化生防护报告防护报告,美军已成功地生产包装了第美军已成功地生产包装了第1代重组疫苗候代重组疫苗候选株选株,它是它是B型肉毒毒素的型肉毒毒素的Hc片段。现正在研制并评价片段。现正在研制并评价包括包括C1、D、E、F和和G型肉毒毒素型肉毒毒素Hc片段在内的第片段在内的第2代代疫苗。疫苗。第12页，本讲稿共13页 谢谢！谢谢！第13页，本讲稿共13页