История открытия ботулотоксина и его применения в медицине
В начале XIX в., после наполеоновских войн (1799-1815), наблюдательный немецкий врач и поэт Justinus Kerner заметил, что в колбасе, по-видимому, содержится какое-то вещество, ставшее причиной гибели людей от загадочного паралитического недуга. Доктор Kerner предположил, что, возможно, это вещество могло бы оказаться полезным при лечении гиперактивности мышц. Дальнейшие исследования привели доктора Alan Scott, офтальмолога из Сан-Франциско, к применению БоНТ-A в качестве альтернативного метода лечения косоглазия. В 1982 г. офтальмолог и дерматолог доктор Jean Carruthers получила возможность совместной работы с доктором Scott, а затем с доктором Joseph Tsui и другими невропатологами из Ванкувера и опубликовала результаты первого исследования лечения пациентов с дистонией с помощью БоНТ-А. Затем Jean и ее муж, доктор Alastair Carruthers, впервые ввели БоНТ пациенту с косметической целью. Так началась новая эра безопасного применения биологических веществ, считавшихся смертельными ядами, в косметологии и общей медицине.
а) Колбасный яд и Clostridium botulinum. В конце XVIII в., вероятно из-за всеобщей бедности после разрушительных наполеоновских войн (1799-1815) и антисанитарии при производстве продуктов питания в сельских областях, увеличилось количество смертельных пищевых отравлений на юго-западе Германии в области Вюртемберг. В 1793 г., после того как в небольшой деревне Вильдбад во время вспышки 13 человек заболели, а 6 умерли, врачи области приняли срочные меры для выяснения причин. К 1811 г. Департамент внутренних дел королевства Вюртемберг обнаружил «виновника», которым оказалась присутствующая в недоваренной кровяной колбасе синильная кислота. В 1820 г. местный медик и поэт Justinus Kerner (1786-1862) опубликовал первую монографию об отравлении колбасой, приведя полное описание клинической картины и 76 случаев заболевания. Экспериментируя на животных и себе самом, Kerner пытался получить и выделить неизвестный токсин, который он называл «жирным ядом» или «жировой кислотой». В итоге Kerner издал первую полную монографию, содержащую клиническую оценку, сведения о 155 случаях заболевания и подробные описания желудочно-кишечных, вегетативных и нервно-мышечных симптомов и признаков ботулизма. В результате экспериментов Kerner сделал вывод, что его «жирный яд» блокировал передачу импульса в волокнах периферической и вегетативной нервной систем, не влияя на передачу сенсорного сигнала. В заключительном параграфе своей монографии Kerner рассмотрел потенциальную возможность использования токсина для лечения множества нарушений, характеризующихся «симпатической гиперактивностью» (например, «пляски святого Витта», или хореи Сиденгама, проявлениями которой служат судорожные непроизвольные движения лица, рук или ног) и гиперсекрецией биологической жидкости, а также для лечения язв, бредовых расстройств, бешенства, чумы, туберкулеза и желтой лихорадки. По латинскому слову botulus, что значит «колбаса», отравление этим продуктом назвали ботулизмом.
В декабре 1895 г. в небольшой бельгийской деревне Эльзель 34 человека заболели после употребления в пищу копченой ветчины. Симптомами болезни были расширение зрачка, двоение в глазах, затруднение глотания, нарушение артикуляции и нарастающий мышечный паралич. После исследования ветчины и вскрытия трех умерших пациентов микробиолог Emile Pierre Van Ermengem (1851-1922) из Гентского университета выделил анаэробный микроорганизм, который назвал Bacillus botulinus, а позже переименовал в Clostridium botulinum.
Отравление консервированной белой фасолью, произошедшее в 1904 г. в немецком городе Дармштадте, привело к открытию двух штаммов С. botulinum с разными серологическими свойствами; в 1919 г. Georgina Burke из Стэнфордского университета классифицировала их как типы А и В. Рост популярности консервированных продуктов в последующие десятилетия привел к повышению частоты случаев ботулизма, были выявлены другие штаммы микроорганизма - типы С, D, Е, F и G.
б) Развитие клинического применения ботулотоксина. С началом войны возможное использование ботулотоксинов приобрело зловещий смысл. В 1928 г. Herman Sommer с коллегами из Калифорнийского университета (Сан-Франциско) выделил чистый БоНТ-А в виде нерастворимого осадка кислоты. Поскольку приближалась Вторая мировая война, правительство США, а также некоторых других стран, втянутых в программу биологических войн, начало интенсивные работы по созданию биологического оружия. В штате Мэриленд в лаборатории Кэмп Детрик (позже переименованной в Форт Детрик) бактериологи и врачи исследовали опасные и инфекционные заболевания и различные токсины. В 1946 г. Carl Lamanna с коллегами разработал методы концентрации и кристаллизации токсина. Edward J. Schantz, молодой американский офицер, служивший в то время в Форт Детрике, впоследствии использовал эти методы для производства первой партии БоНТ-А. Полученный им очищенный токсин стал основой для будущих клинических препаратов. В 1972 г. президент Ричард Никсон подписал Конвенцию о запрещении биологического и токсического оружия, что положило конец изучению биологических веществ в военных целях, и Форт Детрик был закрыт. Schantz продолжил свои исследования в Висконсинском университете и получил большое количество (150 мг) БоНТ-А (партия 79-11), которое использовали в США в клинической практике до декабря 1997 г..
Рисунок 1. Alan В. Scott, доктор медицины, офтальмолог и страбизмолог из Сан-Франциско, первым применивший БоНТ-А в лечебных целях и обративший внимание на его потенциальные возможности.
Рисунок 2. Устройство для электромиографии, использовавшееся в первых исследованиях БоНТ-А.
В конце 1960-х - начале 1970-х годов Alan Scott, хирург-офтальмолог из Фонда глазных исследований Смита-Кеттвелла в Сан-Франциско (рис. 1), получив от Schantz БоНТ-А, начал эксперименты по применению токсина для консервативного лечения косоглазия. В 1973 г. Scott опубликовал результаты первых опытов на приматах, а в 1977 г. начались клинические исследования БоНТ-А (названного Oculinum*). Scott вводил токсин с помощью нового разработанного устройства для электромиографии (рис. 2). В качестве электрода использовалась игла с тефлоновым покрытием. Если при напряжении мышцы кончик иглы приближался к концевым пластинкам двигательных нервов, раздавался звуковой сигнал, благодаря чему можно было точно распределить препарат в ткани. Появление в 1980 г. знаковой статьи авторства Scott, впервые показавшей, что с помощью БоНТ можно относительно легко, без хирургического вмешательства, корректировать отклонение зрительных осей от направления взгляда15, кардинально изменило лечение косоглазия, а впоследствии и многих других мышечных расстройств.
В 1989 г. FDA одобрило препарат Oculinum -впоследствии приобретенный компанией Allergan, Inc. (Ирвайн, Калифорния) и названный BOTOX - для применения с целью нехирургической коррекции косоглазия, блефароспазма, гемифациального спазма и синдрома Мейджа у взрослых пациентов, и клиническое использование БоНТ расширилось до лечения шейной дистонии, или спастической кривошеи.
в) История появления препарата Botox. К концу 1980-х годов примерно 10 000 пациентов были сделаны многочисленные инъекции БоНТ-A по поводу лечения доброкачественного эссенциального блефароспазма. При длительном применении в течение более 6 лет не отмечалось выработки антител или наличия системных осложнений, и работа Scott подготовила почву для будущего использования БоНТ в косметических целях. В Ванкувере (Британская Колумбия) Jean Carruthers заметила неожиданный эффект у одной пациентки, которую она лечила от блефароспазма: явно выраженное уменьшение межбровной морщины, придававшее ее лицу более спокойное выражение. Jean обсудила увиденное со своим мужем, Alistair Carruthers. Будучи дерматологом, он занимался коррекцией лобных морщин с помощью доступных в конце 1980-х годов препаратов для увеличения объема мягких тканей, включая коллаген, силикон или аутогенный жир, ни один из которых не действовал достаточно хорошо (или с минимальным риском) в области межбровья. Момент для появления малоинвазивного и простого инъекционного метода с низким риском осложнений был как нельзя более удачным. Послевоенное поколение, 80 млн младенцев, родившихся между 1946 и 1964 г., повзрослело и требовало «заблокировать» морщины и складки, из-за которых они выглядели старше, чем себя ощущали.
После разговора с Alan Scott, который подтвердил, что в 1985 г. делал инъекции БоНТ нескольким пациентам в косметических целях, мы ввели небольшое количество БоНТ-А в межбровье нашей ассистентке - ныне известной как нулевой пациент - и дождались результатов. Затем были еще 17 пациентов в возрасте 34-51 года, упомянутые в первом опубликованном отчете об эффективности действия БоНТ-A на межбровные морщины. Исследование вызвало огромный интерес и положило начало похожим экспериментам, отличные результаты которых показали, что использование БоНТ-A стало действительно новым и многообещающим методом коррекции морщин лица. В период с 1992 по 1997 г. популярность использования БоНТ вне зарегистрированных показаний настолько быстро возросла, что запасы компании Allergan на некоторое время иссякли.
К 2002 г. был определен профиль высокого уровня безопасности для терапевтических доз токсина, а многочисленные открытые исследования более чем 800 пациентов продемонстрировали безопасное и эффективное применение БоНТ-A для коррекции морщин, вызванных гиперактивностью мимических мышц. FDA одобрило использование БоНТ-A в США при косоглазии, блефароспазме, гемифациальном спазме и шейной дистонии. Дополнительно были получены разрешения: в Великобритании - для лечения подмышечного гипергидроза, в Канаде -для лечения подмышечного гипергидроза, фокальной мышечной дистонии и для введения в межбровные морщины с косметической целью. В апреле 2002 г. сразу после двух крупных многоцентровых рандомизированных двойных слепых плацебо-контролируемых клинических исследований FDA одобрило применение БоНТ-А для нехирургической коррекции межбровных морщин, и омоложение лица коренным образом изменилось.
В 1980-1990-х годах использование БоНТ в качестве лечебного препарата в лучшем случае считалось безумием, а в худшем - просто опасным. Те из нас, кто обладал значительным опытом его применения, знали, что основой безопасности, как в случае любого лекарственного средства, является введенная доза. Трудность заключалась в том, что за единицу измерения была принята одна миллиардная часть грамма (нанограмм), а доза вещества природного происхождения должна измеряться в «мышиных единицах». Вместе с доктором Ross Kennedy мы провели проспективное рандомизированное клиническое исследование на пациентах с расходящимся косоглазием. При сравнении хирургического лечения методом регулируемых швов и введения БоНТ-A было выявлено преимущество последнего, что свидетельствовало о его безопасности для данной группы пациентов, но не могло заменить традиционной хирургии для других групп. Безопасность БоНТ-A при введении в периорбитальную область рассматривалась и в другой нашей работе, показавшей, что осложнение в виде птоза века связано со специфической локализацией иглы, и при правильной технике инъекций его в основном удается избежать. В 1995 г. мы использовали БоНТ-А для лечения врожденного моторного нистагма («дрожащих глаз») и добились устойчивого улучшения зрения.
Применение БоНТ-А в косметологии расширилось от коррекции межбровных морщин до понимания возможности ремоделировать лицо различными способами, например предсказуемо приподнять брови и изменить ширину глазной щели. В 2000 г. мы опубликовали статью о сочетании инъекций БоНТ-А с омоложением аблационным СО2-лазером. Мы начали лечить головную боль, поскольку наши пациенты были уверены в эффектах, даже когда это шло вразрез с существующими неврологическими теориями.
Рисунок 3. Нулевой пациент, использование БоНТ-A для коррекции межбровных морщин: до процедуры, сведение бровей (a); до процедуры, в покое (b); после процедуры, сведение бровей (с); после процедуры, в покое (d)
К 2003 г. мы начали вводить БоНТ-А в среднюю и нижнюю части лица и область шеи, а также сочетали его с филлерами на основе гиалуроновой кислоты для коррекции глубоких глабеллярных морщин. Вместе с Bob Weiss, Vic Narukar и Tim Flynn мы исследовали применение инъекций БоНТ с воздействием интенсивного импульсного света (IPL) и в 2004 г. показали, что введение БоНТ-А в сочетании с IPL-терапией всего лица на 15% сокращает гиперпигментацию.
К настоящему времени возникла необходимость в исследовании по подбору доз для мужчин и женщин, и было показано, что мужчинам требуются намного большие дозы, чем женщинам.
В 2005 г. было опубликовано первое исследование безопасности длительного применения БоНТ. Мы начали анализировать сообщения пациентов о результатах (Patient Reported Outcomes, PROs) в 2007 г. и сейчас понимаем, что эти данные были чрезвычайно важными критериями оценки эффективности. Следующим этапом стала разработка утвержденных оценочных шкал для точного определения степени удовлетворенности пациента и исследователя.
В первое время считалось, что филлеры следует вводить только в нижнюю часть лица, а нейромодуляторы - в верхнюю. Совместно с Gary Monheit мы провели проспективное рандомизированное исследование в трех группах пациентов, вводя филлеры и нейромодуляторы в периоральную область раздельно и сочетанно. Явным лидером оказалось сочетание двух препаратов. В октябре 2012 г. на конференции TED Jean сделала доклад «Как страшный яд стал многофункциональным препаратом мирового уровня».
В том же 2012 г. Американская академия дерматологии наградила Jean и Alastair престижной премией Юджина Ван Скотта (Eugene Van Scott Award). Наша презентация называлась «Что именно вы хотите ввести?» - вопрос, который некоторые наши первые пациенты задавали при обсуждении вариантов.
Благодаря мировой популярности использования ботулинического нейротоаксина А (БоНТ-A) в эстетических целях многие авторы из разных стран получили возможность сотрудничества для объединения концепций и новых идей и сочетанного использования БоНТ с другими методами воздействия.
И наконец, такие структурные производные БоНТ-А, как даксиботулотоксин А (daxibotulinumtoxinA, DaxiBTX-A), позволили второму поколению этих нейромодуляторов сделать первые шаги в области косметологии и терапии. Очень интересно также появление нового нейромодулятора БоНТ-E краткосрочного действия, который в настоящее время проходит клинические испытания.
г) Заключение. 30 лет назад идея использования смертельного токсичного вещества для лечения заболеваний и коррекции морщин была встречена откровенным недоверием. Сегодня БоНТ-А стал одним из самых универсальных, доступных во всем мире фармацевтических препаратов, применяющихся в различных областях медицины, в различных формах, для решения широкого спектра терапевтических и косметологических проблем. Являясь препаратом выбора при коррекции мимических морщин и ремоделировании лица, отдельно или в сочетании с другими омолаживающими методами, наряду с прочими средствами использующийся для лечения боли, расстройств желудочно-кишечной, мочеполовой и вегетативной нервной систем, БоНТ-А прочно обосновался в историях болезней благодаря самоотверженности, а подчас и решительности новаторов от медицины.
