О существовании ботулинического токсина (БТ) было известно на протяжении сотен лет, однако его терапевтические возможности были оценены по достоинству лишь в последние десятилетия. Первые документальные упоминания о ботулизме относятся к 1793 г., когда в Германии после употребления в пищу колбасы были зафиксированы пищевые отравления с характерным течением, большинство из которых заканчивались летальным исходом.

История открытия БТ

Первым исследователем случаев отравления колбасой был профессор медицины университета Тюбингена Heinrich Ferdinand Autenreith. Он описал их и после анализа опубликовал список характерных симптомов в “Газете естественных наук и фармакологии Тюбингена” в 1817 г. [1]. Дата этой публикации стала одной из важных вех в истории БТ. Санитарный врач J. Kerner расширил знания о БТ, посвятив значительную часть своей жизни изучению колбасного яда, и по праву считается основоположником исследований БТ. Продолжив исследования на животных и самом себе, J. Kerner попытался выделить из испорченной колбасы неизвестный токсин, назвав его “колбасный яд”, или “жировая кислота”. Результаты этих исследований опубликованы в двух монографиях, наибольший интерес из которых представляет вторая – “Жирный яд, или жировая кислота, и ее влияние на организм животных и значение при изучении токсично действующих веществ в испорченной колбасе”, вышедшая в 1822 г. [2]. В монографии описаны 155 случаев отравления человеком и эксперименты на животных, позволившие Kerner сделать следующий вывод: действие токсина заключается в нарушении передачи импульса в волокнах периферической и автономной нервных систем. Обнаружив сходство между действием токсина, атропина и змеиного яда, Kerner высказал предположение о биологическом происхождении жирного яда [3].

В своей монографии Kerner сделал ряд важных выводов. Он первым отметил, что токсин образуется в анаэробных условиях, действует на двигательную и автономную нервные системы, смертелен в малых дозах. Именно Kerner принадлежит идея о терапевтическом применении токсина. В последней главе монографии (1822) исследователь предположил, что в сверхмалых дозах токсин может быть использован при гиперактивности симпатической нервной системы, которая впоследствии приводит к нарушению функции всех отделов нервной системы. В качестве кандидатов на лечение токсином он предложил больных с “пляской святого Вита” (хорея) и пациентов с гиперсекрецией разных жидкостей организма, таких как пот и слизь [3].

Вслед за Kerner исследования продолжил немецкий врач Muller, назвавший отравления колбасой термином “ботулизм” от латинского botulus (колбаса). Так обстояли дела до 1895 г., когда ученик Роберта Коха бельгийский микробиолог E.P. van Ermengem выявил бактерии ботулизма, которые впоследствии были названы Clostridium botulinum [4]. В течение последующих 20 лет был выявлен ряд штаммов C. botulinum, продуцирующих разные серологические типы БТ, названные буквами латинского алфавите от А до G. Ботулизм у человека могут вызывать серотипы А, В, E, F, G, но наиболее частым и сильнодействующим является тип А. В 1920–х гг. БТ типа А был выделен в неочищенной форме. Первые попытки очистки выделенного токсина были сделаны H. Sommer [5], а в 1946 г. E. Schantz [6] получил кристаллическую форму очищенного БТ типа А. Интересно, что в те годы эти работы велись c целью применения БТ в качестве химического оружия. В 1950 г. V. Brook дал первые объяснения механизма действия БТ, получив данные о блокировке токсином выделения ацетилхолина из пресинаптической мембраны окончания двигательного нервного волокна [6].

Трансформация БТ из яда в лекарство произошла усилиями A. Scott [7]. В поисках нехирургического метода лечения косоглазия он получил от Schantz очищенный кристаллический БТ типа А и использовал его в экспериментах на обезьянах, а через 7 лет у людей. В своей исторической работе он продемонстрировал безопасность и эффективность внутримышечного введения БТ типа А для лечения больных косоглазием. В 1989 г. БТ типа А в виде препарата Ботокс был одобрен FDA для клинического применения у больных с заболеванием мышц глаз.

Механизмы действия и препараты БТ

Сегодня прицельное введение терапевтических доз БТ используют для лечения многих нейромышечных расстройств. Препарат находит применение в таких областях медицины, как офтальмология, неврология, проктология, гастроэнтерология, лечебная косметология.

При выделении из культуры бактерий молекулярная масса молекулы БТ типа А составляет 300–900 кДа. Молекула состоит из экзотоксина (150 кДа) и вспомогательных белков, нетоксических негемагглютинина и гемагглютинина. Экзотоксин составляют легкая (50 кДа) и тяжелая цепи (100 кДа) [8]. Тяжелая цепь отвечает за связывание токсина с нервной клеткой, а легкая – активно расщепляет определенный участок комплекса белков, осуществляющих прикрепление и высвобождение везикул с нейромедиторами при их выделении из нейрона. Попадая в цитозоль, разные типы БТ расщепляют разные субстраты. К примеру, наиболее хорошо изученный для урологического применения БТ типа А расщепляет синаптосомный белок SNAP–25. В таблице перечислены разные БТ и их белки–мишени [9]. Серотипы БТ различаются по структуре белка, общему размеру, степени активности и внутриклеточным мишеням.

Выделяют четыре этапа действия БТ при попадании в организм:

1. связывание тяжелой цепи токсина с рецепторным белком на нейрональной мембране;
2. проникновение токсина в клетку путем опосредованного рецептором эндоцитоза;
3. отделение легкой цепи токсина от тяжелой, ее транслокация и расщепление специфического белка, ответственного за прикрепление и высвобождение везикул с нейромедиаторами в нервно–мышечное соединение;
4. развитие аксональных коллатералей, формирующих функциональные синапсы, и их регресс по мере восстановления функции поврежденного нервного окончания [9].

БТ осуществляет свой паралитический эффект за счет подавления выделения ацетилхолина из двигательных нервов в синаптическую щель, при этом нарушается мышечное сокращение. В результате внутримышечной инъекции БТ возникает временная хемоденервация с расслаблением мышцы. Кроме того, имеются данные, что БТ типа А снижает афферентную импульсацию от мышечных веретен и тем самым непосредственно подавляет нервную активность, приводящую к спастике [9]. Общая продолжительность временного расслабления и денервации скелетных мышц до полного восстановления мышечной силы составляет от 3 до 6 месяцев. В гладких мышцах этот эффект длится значительно дольше. Имеются наблюдения за продолжительностью клинического эффекта после введения БТ в детрузор от 6 до 12 месяцев [9].

С медицинской целью используют препараты БТ типа А (Ботокс, Диспорт) и типа В (Миоблок, Нейроблок), между которыми существуют определенные различия [10].

Активность БТ измеряют в единицах (ЕД), при этом 1 ЕД БТ типа А равняется средней летальной дозе (LD50) при внутрибрюшинном введении мышам. Расчетная средняя летальная доза для человека весом 70 кг приблизительно равняется 3000 ЕД. Для клинического применения в зависимости от размера и типа мышцы рекомендуют 60–400 ЕД БТ типа А (Ботокса). FDA указывает, что “единицы биологической активности Ботокса не могут быть сравнены или конвертированы в единицы другого ботулинического или иного токсина, активность которого оценена каким–либо другим специфическим методом” [9].

Применение БТ в урологии

В урологии БТ в основном применяют для лечения больных с симптомами нижних мочевых путей вследствие нейрогенной и идиопатической детрузорной гиперактивности, детрузорно–сфинктерной диссинергии (ДСД) и других спастических состояний сфинктера уретры и со снижением или отсутствием сокращения детрузора. Дополнительными показаниями для использования БТ у урологических больных являются хронические болевые синдромы и доброкачественная гиперплазия предстательной железы (ДГПЖ; рис. 1).

В 1988 г. Dykstra и соавт. впервые опубликовали успешные результаты денервации поперечнополосатого сфинктера при помощи инъекций БТ типа А у 11 больных с повреждением спинного мозга и ДСД [12]. Наибольшее количество наблюдений представлено в работе Schurch и соавт. [13]. Авторы проанализировали три разных протокола и две рецептуры БТ у 24 спинальных больных с клиническими и уродинамическими признаками ДСД. Вне зависимости от протокола и рецептуры у 87 % отмечено значительное улучшение состояния пациентов. Средний показатель максимального уретрального давления во время сокращения сфинктера снизился на 48 %, средняя продолжительность сокращений уменьшилась на 47 %, а среднее статическое уретральное давление снизилось на 20 %. Полное исчезновение ДСД отмечено у одной трети больных.

В двух исследованиях изучалось применение БТ у больных с задержкой мочеиспускания. Phelan и соавт. [14] в проспективном исследовании оценивали эффективность введения 80–100 ЕД БТ типа А (Ботокса) в наружный сфинктер уретры у 8 мужчин и 13 женщин с нарушением мочеиспускания вследствие нейрогенной ДСД, спастичности тазового дна и при несокращающемся мочевом пузыре. В результате инъекций все больные, за исключением одного, начинали самостоятельно мочиться и, за исключением двух, смогли отказаться от катетеризации. Kuo [15] изучал эффект 50 ЕД БТ типа А у 20 больных (16 женщин и 4 мужчины) с нарушением мочеиспускания в результате снижения сократительной способности детрузора. После инъекции 11 больных могли мочиться с натуживанием, не используя катетер, и 7 отметили уменьшение затрудненности мочеиспускания. Снижение пузырного давления, максимального уретрального давления закрытия и объема остаточной мочи отмечено у 90 % больных. У этих пациентов отмечалось улучшение балльной оценки по шкале симптомов и качества жизни в течение 3 месяцев.

В двойном слепом контролируемом исследовании сравнивали эффективность БТ типа А и лидокаина у 13 больных с ДСД вследствие повреждения спинного мозга [16]. Трансперинеальное введение БТ в наружный сфинктер уретры оказалось более эффективным, чем инъекции лидокаина, что подтвердилось снижением объема остаточной мочи и максимального уретрального давления, а также увеличением суммы баллов по шкале удовлетворенности больных.

Наш опыт применения БТ у больных с ДСД включает 19 наблюдений (15 мужчин и 4 женщины). Возраст пациентов колебался от 17 до 70 лет (средний возраст 41,2 года). Причинами нейрогенного расстройства мочеиспускания стали врожденные нарушения у троих больных (миелодисплазия – у двоих, spina bifida – у одного), вертеброгенные повреждения спинного мозга у восьмерых (повреждения межпозвоночных дисков – у пятерых, остеохондроз поясничного отдела позвоночника – у троих), травма позвоночника у троих, по одному больному страдали ишемическим инсультом спинного мозга, полиомиелитом, рассеянным склерозом, болезнью Мари–Шарко и геморрагическим инсультом головного мозга. Средняя продолжительность заболевания составляла 9,1 года (от 0,5 до 58 лет). Из 19 больных 10 мочились самостоятельно (трое из них с приемом Креда), четверо опорожняли мочевой пузырь путем аутокатетеризации, у пятерых мочевой пузырь дренировали постоянными дренажами (у двоих – уретральным катетером, у троих – цистостомическим дренажем). У всех пациентов использовали БТ типа А (100 ЕД Ботокса).

Через месяц после инъекции у всех 10 больных, которые мочились самостоятельно, отмечалось статистически значимое улучшение показателей урофлоуметрии и уродинамики (рис. 2). Средний показатель максимальной скорости мочеиспускания (Qmax) вырос с 5,7 (2,0–10,0) до 10,3 (6,3–16,0) мл/с. Средний объем остаточной мочи уменьшился с 217 (78–320) до 75 (0–115) мл. Средний показатель детрузорного давления (Pdet) при максимальной скорости мочеиспускания снизился с 101,5 ± 39,3 до 65,4 ± 36,0 см вод. ст. Один больной отказался от использования приема Креда. Из четверых пациентов, применявших самокатетеризацию, двое стали мочиться самостоятельно. У двоих из троих больных с цистостомическим свищом удалось добиться его заживления. У пациентов с постоянным уретральным катетером положительных результатов отмечено не было. Двое больных (мужчина и женщина) отметили транзиторные симптомы недержания мочи при напряжении в течение 10–14 дней после инъекции препарата.

Через 6 месяцев после инъекции БТ под наблюдением оставались 13 пациентов. В среднем через 6,3 месяца четверым больным были произведены повторные инъекции в связи с субъективным утяжелением симптомов нарушения опорожнения мочевого пузыря, объективным снижением скорости мочеиспускания и увеличением объема остаточной мочи.

Значительное улучшение качества жизни способствовало тому, что многие больные отдавали предпочтение лечению с применением БТ. Мы имеем трехлетний опыт наблюдения больной со спастическим сфинктером уретры, которая получила четыре инъекции БТ типа А в наружный сфинктер. Это позволило ей избавиться от интермиттирующей катетеризации, которую пациентка проводила в течение 19 лет.

В настоящее время накапливается клинический опыт применения БТ у больных с нарушением функции накопления мочевого пузыря в виде нейрогенного и ненейрогенного гиперактивного мочевого пузыря (ГМП).

Schurch и соавт. [17] оценивали эффективность БТ типа А (200–300 ЕД) у больных с повреждением спинного мозга, использующих интермиттирующую самокатетеризацию, с рефрактерной формой детрузорной гиперактивности и недержанием мочи. Через 6 недель 17 из 19 пациентов полностью избавились от недержания мочи, что позволило им снизить дозу антихолинергических препаратов или отказаться от их применения. Отсутствие эффекта у двоих больных авторы объясняют недостаточной дозой БТ (200 ЕД). Уродинамическое исследование в дальнейшем показало увеличение среднего объема мочеиспускания и емкости мочевого пузыря, снижение объема остаточной мочи и максимального пузырного давления. Хорошие клинический эффект и уродинамические показатели у 11 больных сохранялись до 36 недель.

По данным ретроспективного исследования, суммировавшего европейский опыт применения БТ типа А у 200 больных с недержанием мочи вследствие нейрогенной детрузорной гиперактивности, через 12 недель после введения препарата отмечалось значительное увеличение среднего показателя максимальной цистометрической емкости и эластичности мочевого пузыря. Большинство пациентов смогли либо прекратить, либо уменьшить дозу антихолинергических препаратов. Данные 36 недель наблюдения были получены у 99 больных и свидетельствовали о сохранении улучшенных уродинамических параметров [18].

В небольшом количестве исследований эффективность БТ изучалась у больных с ненейрогенным рефрактерным ГМП. Rapp и соавт. [19] оценивали эффективность БТ типа А у 35 пациентов с симптомами учащенного ургентного мочеиспускания или ургентного недержания мочи при отсутствии эффекта от антихолинергических препаратов. БТ в дозе 300 ЕД вводили в 30 точек, расположенных в дне, боковых стенках и треугольнике мочевого пузыря. Для определения выраженности симптомов использовали краткую форму Опросника по недержанию (IIQ–7) и анкету по мочеполовым заболеваниям (UDI–6). Через 3 недели отмечалось значительное улучшение балльной оценки по IIQ–7 и UDI–6. Полное исчезновение симптомов наблюдалось у 34 % пациентов, улучшение – у 26, отсутствие эффекта – у 40 %. Dykstra и соавт. [20] провели пилотное исследование по применению возрастающих доз БТ типа В в аналогичной группе больных. Снижение частоты мочеиспускания и улучшение качества жизни отметили 14 из 15 пациентов. Эффекты доз 10000–15000 ЕД имели продолжительность до 3 месяцев. Клиническая эффективность меньших доз (2500–5000 ЕД) сохранялась от 19 до 43 дней. У двоих больных при максимальной дозировке (15000 ЕД) были отмечены общее недомогание и сухость во рту.

Наш опыт применения БТ типа А у семерых больных с детрузорной гиперактивностью также свидетельствует о его высокой эффективности, что проявлялось увеличением средней цистометрической емкости с 95,3 до 165,8 мл, уменьшением количества эпизодов ургентного недержания мочи с 4 до 1 и частоты мочеиспускания с 22 до 12 в сутки.

Дополнительным механизмом, способствующим высокой эффективности БТ у больных с ГМП, является его действие на афферентные волокна детрузора. Это доказано в исследовании Apostolidis, в котором продемонстрировано уменьшение количества ваниллоидных TRPV1 и пуринергических Р2Х рецепторов, находящихся на чувствительных волокнах в подслизистом слое [21]. Клинические доказательства этого факта были получены в исследовании Kuo, в котором подслизистые инъекции БТ типа А способствовали увеличению емкости мочевого пузыря и уменьшению эпизодов ургентного недержания мочи у 91,6 % больных с нейрогенной детрузорной гиперактивностью [22].

Терапевтический эффект БТ не ограничивается релаксирующим действием на мышцы. Он способен оказывать анальгетический эффект в условиях хронического воспаления и боли и применяется для лечения некоторых болевых синдромов, таких как мигрень, головные боли напряжения, рефрактерная миофасциальная шейно–грудная боль. Точный механизм изолированного анальгетического действия БТ неизвестен, однако существует несколько гипотез антиноцицептивного эффекта БТ типа А, основанных на исследованиях с использованием клеточных культур. Есть основания предполагать, что помимо блокирования выделения ацетилхолина в двигательных нейронах БТ может подавлять выделение нейромедиаторов в чувствительных нейрональных путях [9].

Количество клинических исследований по использованию БТ при болях, вызванных заболеваниями нижних мочевых путей, невелико. Zermann и соавт. [23] проанализировали данные 11 больных с болью, обусловленной хроническим простатитом. Трансуретрально вводили 200 ЕД БТ типа А в наружный сфинктер уретры. Более 80 % больных отметили уменьшение боли согласно 10–балльной аналоговой шкале. Среднее снижение выраженности боли составило от 7,2 до 1,6 балла. При уродинамическом исследовании установлено уменьшение функциональной длины уретры, давления закрытия уретры, объема остаточной мочи и увеличение максимальной и средней скорости мочеиспускания.

По данным Doggweiler и соавт. [24], полученным в экспериментах на животных, введение БТ типа А в предстательную железу крысы вызывает селективную денервацию с последующими атрофией и апоптозом железистого компонента. В 2003 г. Maria и соавт. [25] в проспективном плацебо–контролируемом исследовании на небольшой группе больных показали значительное субъективное ослабление симптоматики у мужчин с ДГПЖ, которым БТ типа А в дозе 200 ЕД вводился в простату. Авторы отметили достоверное уменьшение объема предстательной железы, снижение объема остаточной мочи, уровня простат–специфического антигена и увеличение пиковой скорости мочеиспускания. По их мнению, применение БТ при ДГПЖ является перспективным и хорошо переносимым методом лечения, который можно рекомендовать больным с высоким риском хирургических вмешательств. Однако необходимы дополнительные исследования, чтобы рекомендовать этот метод лечения для широкого использования.

Введение БТ, как правило, является амбулаторной процедурой. При введении БТ в наружный сфинктер уретры существуют трансуретральная и трансперинеальная методики. При трансуретральном введении у мужчин при помощи цистоскопа определяют зону поперечнополосатого сфинктера. Для инъекции можно использовать специальную длинную иглу или эндоинжектор с дистальной иглой N–DO. Под контролем зрения глубоко в сфинктер уретры суммарно вводят 100 ЕД БТ типа А, разведенного в физиологическом растворе, в четыре точки на 3, 6, 9 и 12 часов по условному циферблату (2,0 мл в каждую точку).

Для трансперинеальной методики требуются специальная игла–электрод с изоляционным покрытием и электромиограф для контроля нахождения кончика иглы в мышце. Больной находится на гинекологическом кресле. У мужчин под контролем указательного пальца, введенного в прямую кишку, иглу–электрод вводят в точку, находящуюся на 2 см латеральнее и выше анального отверстия, с обеих сторон. Кончик иглы должен находиться в непосредственной близости от верхушки предстательной железы. У женщин иглу под контролем указательного пальца, введенного во влагалище, вводят в точку на 1 см латеральнее и на 0,5 см выше наружного отверстия уретры с обеих сторон на глубину 1,5–2,0 см. Положение иглы контролируют по характерному звуку динамика электромиографа. В каждую точку вводят по 50 ЕД БТ типа А. По мере накопления опыта трансперинеальное введение можно проводить без электромиографического контроля.

Введение в детрузор можно осуществить под местной анестезией путем введения в мочевой пузырь 100 мл 2 %–ного раствора лидокаина на 15–20 минут, а также под общей или региональной анестезией. При помощи цистоскопа и игл, используемых для трансуретрального введения БТ в сфинктер, производят 30 инъекций препарата в треугольник, заднюю и латеральные стенки мочевого пузыря. Некоторые авторы избегают введения БТ в зону треугольника, опасаясь возникновения пузырно–мочеточникового рефлюкса, хотя, по данным большинства исследований, для этого нет оснований. Согласно первому способу, 300 ЕД БТ типа А разводят в 3 мл физиологического раствора, набирая его в инсулиновые шприцы для лучшего дозирования. В каждую точку при этом вводят 0,1 мл полученного раствора. Альтернативная методика заключается в разведении 300 ЕД препарата в 20–30 мл физиологического раствора. В каждую точку вводят от 0,5 до 1,0 мл раствора. Имеются данные в пользу того, что увеличение разведения способствует усилению мышечного расслабления, однако это не доказано в отношении нижних мочевых путей. Считают, что увеличение объема для инъекции продлевает время процедуры и повышает риск экстравазации токсина в слизистую оболочку. Также это может стать причиной дискомфорта у больных, требующего применения дополнительных седативных средств или анестезии [9].

В течение многих лет БТ применяли для лечения различных клинических состояний. При этом побочные эффекты при неурологическом применении обычно ограничивались местными преходящими реакциями. К примеру, осложнениями при использовании БТ по поводу блефароспазма были птоз, парез лицевых мышц, сухость глаз и гематомы. Также описаны случаи гриппоподобного синдрома, которые связывают с действием нетоксического компонента препарата [9].

В большинстве опубликованных работ не сообщается о побочных эффектах, связанных с инъекциями БТ типа А больным с урологическими заболеваниями [9]. В редких случаях описывают системные побочные эффекты в виде гипостении в течение 2–4 недель и общую мышечную слабость. Также возможно снижение сократительной способности детрузора, которое может потребовать временной интермиттирующей самокатетеризации. После введения БТ в сфинктер уретры некоторые больные отмечают транзиторные симптомы стрессового недержания мочи.

У большинства больных, которым такое лечение проводится в течение многих лет, не отмечено случаев тахифилаксии или необходимости в увеличении дозировки для достижения хорошего результата. В то же время имеются данные о формировании нейтрализующих антител у пациентов, которым БТ типа А назначали для лечения неурологических мышечных расстройств [9]. Эти антитела могут влиять на эффективность лечения БТ, но не представляют угрозы здоровью больных. В этом случае возможно эффективное применение БТ типа В [25].

Противопоказаниями к применению БТ являются миастения (myasthenia gravis), синдром Итона–Ламберта, амиотрофический боковой склероз, кормление грудью, беременность и одновременное использование препаратов, потенциально действующих на уровне нервно–мышечной передачи, таких как аминогликозиды.

Таким образом, БТ является эффективным альтернативным препаратом для лечения различных нарушений функции нижних мочевых путей. Растущий клинический опыт свидетельствует, что временная хемоденервация с полным или частичным подавлением нейрональной активности, приводящая к расслаблению мышечных структур нижних мочевых путей, может быть достигнута с минимальным риском для здоровья больных. Применение БТ в урологии открывает новые перспективы лечения нарушений мочеиспускания.