专利名称：肉毒毒素治疗神经和神经精神障碍的制作方法
交叉引用本申请分别要求2003年10月29日提交的临时申请60/515,362、2004年3月24日提交的临时申请60/556,150和2004年5月26日提交的临时申请60/574,957的权益，其申请的全部内容通过援引的方式全部纳入本文。
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本发明涉及治疗(包括缓解和/或预防)神经精神障碍和/或神经障碍的药物和方法，所述神经障碍包括慢性神经障碍，例如由丘脑介导或影响的神经障碍。具体地说，本发明涉及一种含肉毒毒素的药物，通过将肉毒毒素施用于三叉神经可用于治疗神经精神障碍和/或慢性神经障碍。
神经障碍是一种中枢神经系统机能障碍。中枢神经系统包括脑。脑包括脊髓的背端、髓质、脑干、脑桥、小脑、大脑和皮质。
癫痫癫痫是由于人的慢性的、潜在的病变而反复发作的疾病。癫痫发作是由于中枢神经系统神经元聚集体的异常、过度、超同步放电而导致的突发事件。在引发癫痫的多种原因之中，有多种癫痫综合征，其临床和病理特征各有特点，可表明特定的潜在病因。据估计，癫痫的患病率在每1000人中有5到10人。严重的穿透性头部创伤伴有高达50％的导致癫痫的风险。导致癫痫的其他原因包括中风、感染和遗传易感性。
抗癫痫药物治疗是多数癫痫患者的主要治疗手段，并且已经使用了多种药物。参见例如Fauci，A.S.et al.，Harrison＇s Principles ofInternal Medicine，McGraw-Hill，第14版(1998)，第2321页。尽管一直在努力寻求抗癫痫药物的有效组合，仍有20％的癫痫患者对药物治疗具有抗性。这种情况下可以选择手术治疗。视频脑电图仪(Video-EEC)监测可用于确定发作源的解剖位置，并将异常电生理活动与发作时的行为表现相联系。常规的头皮或头皮-蝶骨记录通常可足以定位。高分辨率MRI扫描常规地用于识别结构损伤。功能成像研究如SPECT和PET是辅助性试验，可帮助确定有解剖异常的明显的致癫痫区的定位。
一旦识别出假定的发病起始位置，就可使用其他研究，包括神经精神试验和颈动脉内异戊巴比妥试验(韦达试验)来确定语言和记忆的位置，并确定手术摘除致癫痫区的可能的功能影响。有些情况下，进行切除的精确限度可在手术过程中通过皮层电图(corticalmapping)来确定。这包括对清醒患者的电生理记录和皮层刺激，以识别癫痫样病变的范围以及有问题皮层区的功能。
颞叶癫痫患者的最常见手术过程包括切除前内侧颞叶(颞叶切除术)或者更有限地切除下面的海马状突起和杏仁核。由颞外区引发的局限型癫痫发作可由局部新皮层切除来抑制。不幸的是，约5％的患者手术后仍出现临床上明显的并发症，约30％使用颞叶切除术治疗的患者仍然出现癫痫发作。
局限型癫痫可几乎涉及脑的任何部分，通常由功能异常的局限性损伤导致。一种局限型癫痫是精神运动性癫痫发作。当前的治疗手段包括使用EEG定位来自容易产生局限型癫痫发作的器质性脑疾病区的异常棘波，随后手术切除该局部区域以防止将来发作。
慢性痛约三分之一的人会经历慢性痛。在美国，慢性痛是导致长期残疾的最主要原因，它导致五千万人部分或完全残疾。随着人口的老龄化，需要对由背部疾病、退行性关节病、风湿病、纤维肌痛、内脏疾病和癌症引发的慢性痛进行治疗的人数呈增长趋势。
多种事件如组织损伤可激发脑的疼痛信号。这些电脉冲由称为伤害性感受器(C纤维)的纤细的无髓鞘神经传送，该神经的突触与脊髓背角中的神经元形成突触。疼痛信号从背角经脊髓丘脑束传导至大脑皮层，在这里，它被感知、定位和解释。
慢性痛并非是急性痛的延长的形式。由于疼痛信号反复产生，神经通路产生生理化学变化，使中枢神经系统对疼痛信号超敏感，对镇痛输入具有抗性。这叫做中枢致敏。
纤维肌痛是一种被认为由中枢致敏导致的慢性痛综合征。纤维肌痛的特征性症状包括广泛分布的疼痛、疲劳、睡眠障碍和忧伤。纤维肌痛患者显示了痛觉过敏的精神物理证据，它是对在各压痛点或触发点的机械、热和电刺激的过高的反应。在纤维肌痛中，这些压痛点的感觉显著增强，患者痛阈降低，即使对最轻微的压力也有反应。哥本哈根纤维肌痛研讨会(the Copenhagen Fibromyalgia Symposium)将纤维肌痛定义为患者在指定的18个压痛点中有至少11个点疼痛，并存在于身体的所有四个象限中。原发性痛觉过敏发生于组织损伤的区域，继发性痛觉过敏可发生于未损伤的组织中。纤维肌痛中还描述了伤害感受的外周和中枢异常。纤维肌痛患者的皮肤和肌肉中重要的伤害性感受器系统似乎通过未知机制发生显著的变化。它们包括辣椒素(vanilloid)受体、酸感应离子通道受体和嘌呤受体的致敏作用。炎症的组织介质和神经生长因子可激发这些受体，引起疼痛敏感度的较大改变，但是纤维肌痛患者缺乏炎症性软组织异常的一致证据。因此，最近的研究集中于出现纤维肌痛疼痛的中枢神经系统机制。治疗纤维肌痛包括触发点注射甾族化合物以及诸如三环抗抑郁剂、加巴喷丁(neurontin)和麻醉药品等的药物治疗，但这些都有负面的副作用。
中风后疼痛疼痛使人备受折磨，经常将老年人的广泛分布的疼痛归因于脊柱结构或外周关节的骨关节炎，或者归因于其他肌肉骨骼疾病。然而，如果疼痛广泛分布并显示神经性特征，例如触物感痛(dysaesthesias)(刺激后产生的定位不准的灼热感)、异常性疼痛(allodynia)(由通常不痛的刺激引发或刺激区域之外的疼痛引发)、痛觉过度(正常疼痛刺激的疼痛加重)和痛觉过敏，它的原因可能是损伤或障碍，例如源自中枢神经系统的丘脑痛综合征或中风后中枢性疼痛(CPSP)。痛源来自丘脑，即中枢神经系统内的感觉处理中心。
中风是由脑的一部分缺少血液供应所致，可导致虚弱和言语不清。约8％中风患者在中风后一到六个月内发生CPSP。常见的止痛药常常对这种疼痛不起作用，但也有一些针对癫痫和抑郁症开发的药物可减少中风后的疼痛。治疗CPSP还使用静脉注射利多卡因或口服阿片(opoid)，以及阿米替林(amitriptyline)、卡马西平(carbamazepine)、得理多(tegretol)和拉莫三嗪(lamotrigine)，但是这些药物有有害的副作用。
区域疼痛综合征复杂性区域疼痛综合征(CRPS)(也称为反射性交感神经营养不良综合征)是一种慢性疾病，其特征是严重的灼痛、骨骼和皮肤发生病理变化、出汗过多、组织肿胀以及对碰触极度敏感。该综合征是在损伤部位(最常见的是胳膊或腿)发生的神经障碍，该障碍的独特之处在于它同时影响神经、皮肤、肌肉、血管和骨骼。特别容易发生于高速碰撞损伤之后，如子弹或弹片损伤。然而，它也可在没有明显损伤的情况下发生。CRPS的病因被认为是中枢或周围神经系统功能障碍。CRPS I通常由组织损伤引发；该术语描述所有具有以上症状但无根本上的神经损伤的患者。CRPS II患者具有相同的症状，但是其疾病显然与神经损伤相关联。CRPS可在任何年龄发生，但在40到60岁的年龄段中较为常见，尽管在青少年和年轻的成人中CRPS病例数不断增加。CRPS可影响男性和女性，但多数专家认为在年轻女性中更为常见。在损伤部位附近CRPS的一个可见标志为温暖的亮红色皮肤，随后变凉和变蓝。
患者所描述的疼痛与损伤的严重程度不成比例，并且越来越严重而不是减轻。最终关节由于缺少使用而变僵硬，皮肤、肌肉和骨骼萎缩。CRPS症状的严重性和持续时间都有不同，早期治疗通常可以缓解病情。然而如果延误治疗，该障碍可迅速发展至整个肢体，骨骼和肌肉可发生不可逆转的变化。在50％的CRPS病例中，疼痛持续超过6个月，有时长达数年。医生使用多种药物治疗CRPS。抬高肢体和物理治疗也用于治疗CRPS。局部注射麻醉剂通常是治疗的第一步。TENS(经皮电刺激)是一种将短暂的电脉冲施加于皮下神经末梢的方法，它可帮助一些患者缓解慢性痛。在某些病例中，进行手术或化学交感神经切除(切断交感神经系统中损坏的神经)以减轻疼痛，但这些治疗同时也破坏其他感觉。
幻肢痛幻肢痛是截肢后有意识地感觉到肢体疼痛。大脑创建“整个身体地图”，即使当身体的某一部分不再存在时该地图仍然保持完整，当大脑向不存在的肢体持续发送信息时，可产生幻觉或幻痛。幻痛或幻觉的类型和强度均可变化。例如，温和的形式可能感觉为强烈的间歇性刺痛，引起肢体对疼痛的反射。更严重类型的一个实例可以是感到失去的肢体正在被挤压。通常，随着时间的推移，幻肢痛的频率和强度会逐渐减小。然而对少数截肢者，幻肢痛可变为慢性，并由于疼痛的频次和严重性而折磨不堪。常常使用麻醉剂如利多卡因、丁哌卡因、奴佛卡因、丁卡因和赛洛卡因来防止神经细胞传递疼痛信息，由此来减轻触发点，减少残肢痛，但它们的作用都是暂时性的。抗炎药(扑热息痛、阿斯匹林、布洛芬)、抗抑郁药(阿米替林(Amitriptyline)、盐酸阿米替林(Elavil)、去甲替林(Pamelor)、帕罗西汀(Paxil)、百忧解(Prozac)、舍曲林(Zoloft))、抗惊厥药(得理多(Tegratol)、加巴喷丁(Neurontin))和麻醉药(可待因(Codeine)、哌替啶(Demerol)、吗啡(Morphine)、复方羟可酮(Percodan)、盐酸羟考酮和对乙酰氨基酚片剂(Percocet))也是用于治疗幻痛的其他药物，但它们常常有有害的副作用。
脱髓鞘病痛脱髓鞘病如多发性硬化(MS)、进行性多灶性白质脑病(PML)、播散性坏死性白质脑病(DNL)、急性播散性脑脊髓炎和希尔德病(Schilder disease)是获得性慢性炎症疾病，可导致髓鞘破坏，所述髓鞘即正常情况下覆盖于神经纤维的脂肪绝缘层，可帮助传递神经冲动。脱髓鞘导致动作电位沿暴露的轴突传递不良，产生多种神经缺欠，如感觉缺失、衰弱、视力丧失、眩晕、动作失调、括约肌功能障碍和认识改变。MS的早期特征通常为复发-缓和的过程，刚开始可完全或几乎完全恢复。一段时间后该疾病进入不可逆的神经缺欠发展阶段。急性复发由炎性脱髓鞘导致，而疾病发展被认为是由轴突缺失所致。疾病过程影响有髓纤维束，如视神经以及脑和脊髓的白质束。这可导致多种症状，例如视觉障碍，膀胱、肠或性功能障碍，运动虚弱和痉挛，感觉症状(麻木、感觉迟钝)，小脑症状(震颤和共济失调)，以及其他症状(疲劳、认知缺损和精神病并发症)。用于治疗脱髓鞘疾病的疗法可分为疾病修饰(disease modifying)疗法、用于急性恶化的药物和用于治疗疾病并发症的药物。到目前为止，还未发现疾病修饰疗法可中止疾病发展或改善神经状况。
出于此原因，主要治疗方法仅剩对症处理。当前的治疗主要影响免疫系统，针对涉及疾病病理的炎性过程。已经使用β干扰素(干扰素β-1b，称为倍泰龙(Betaferon))、醋酸格拉默(glatiramer acetate)(克帕松(Copaxone))和米托蒽醌(mitozantrone)，以进行免疫调节作用。这些包括抑制白细胞增生和抗原呈递，抑制T细胞经血脑屏障迁移，以及调节细胞因子的产生，以生成抗炎性环境。口服甾族化合物如泼尼松龙(prednisolone)可有效缩短MS的急性发作。其他潜在的疗法正在进行临床评价，包括T细胞接种、白介素10、基质金属蛋白酶抑制剂、血浆去除术、维生素D、视黄酸、更昔洛韦(ganciclovir)、伐昔洛韦(valaciclovir)、骨髓移植和自体干细胞移植。
如上所述，多种治疗方法可用于治疗各种神经障碍，如丘脑介导的障碍。然而，这些治疗方法有几种有害的副作用。这些副作用可归因于治疗剂通常为全身给药，因而对于患者的多个生物系统来说，治疗剂具有相对地非特异性的作用。例如，施用苯并二氮卓类(benzodiazepine)可导致镇静和肌肉舒张。另外，可产生对这些药物的耐受，以及可产生撤药发作。目前的治疗手段还要求坚持重复施用药剂，以达到所需效果。
神经精神障碍神经精神障碍是一种神经系统紊乱，通常根据四种心智官能(mental faculty)中的哪一种受到影响而标识。例如，一组神经精神障碍包括思维和认知障碍，如精神分裂症和谵妄。第二组神经精神障碍包括情绪障碍，如情感障碍和焦虑。第三组神经精神障碍包括社会行为障碍，如性格缺陷和人格障碍。第四组神经精神障碍包括学习、记忆和智力障碍，如智力低下和痴呆。因此，神经精神障碍涵盖了精神分裂症、谵妄、阿尔海默氏病(Alzheimer’s disease)、抑郁症、燥狂症、注意力缺陷障碍、药隐、痴呆、激动、情感淡漠、焦虑、精神病、人格障碍、双相型障碍、强制性障碍、进食障碍、创伤后精神紧张性障碍、易激惹和去抑制。
精神分裂症精神分裂症是一种发病率约占世界人口百分之一的障碍。精神分裂症的三类常见症状通常是指阳性症状、阴性症状和错乱症状。阳性症状包括妄想(异常的信念)、幻觉(异常的知觉)和思维紊乱。精神分裂症的幻觉可以是听觉、视觉、嗅觉或触觉。思维紊乱在精神分裂症患者中表现为言语脱节，以及无法保持逻辑思维过程。阴性症状代表缺乏正常的行为。阴性症状包括感情平淡(emotional flatness)或缺少表达，特征是回避社交、精力下降、动力下降和活力下降。紧张症也可与精神分裂症的阴性症状相关。精神分裂症的症状持续约六个月以上才可将患者诊断为精神分裂症。根据患者表现的症状的类型，精神分裂症可分成几个亚类，包括紧张型精神分裂症、偏执型精神分裂症和错乱型精神分裂症。
精神分裂症患者的脑通常具有侧脑室扩大的特征，这可能与海马状突起减少以及基底神经节大小增加有关。精神分裂症患者还可出现第三脑室增大，脑沟加宽。这些解剖学特征指向皮层组织减少。
精神分裂症的病因还不清楚，但有几种假说。一种假说认为精神分裂症与脑皮层和边缘区的多巴胺活性增强有关。这种假说被可阻断某些多巴胺受体的抗精神病药具有治疗效果所支持。另外，使用安非他命(amphetamine)可与精神分裂症样精神病症状相关，并且已知安非他命作用于多巴胺受体。
可用于治疗精神分裂症患者的抗精神病药的实例包括吩噻嗪类(phenothizine)，如氯丙嗪(chlorpromazine)和三氟丙嗪(trifluopromazine)；噻吨类(thioxanthene)，如氯普噻吨(chlorprothixene)；氟奋乃静(fluphenazine)；丁酰苯类(butyropenone)，如氟哌啶醇(haloperidol)；洛沙平(loxapine)；美索达嗪(mesoridazine)；吗茚酮(molindone)；喹硫平(quetiapine)；替沃噻吨(thiothixene)；三氟拉嗪(trifluoperazine)；奋乃静(perphenazine)；硫利达嗪(thioridazine)；利培酮(risperidone)；二苯并二氮卓类(dibenzodiazepine)，如氯氮平(clozapine)；以及奥氮平(olanzapine)。尽管这些药剂可缓解精神分裂症症状，但给药可产生不期望的副作用，包括类似帕金森病的症状(震颤，肌肉僵硬，缺少面部表情)；张力失常；烦乱不安；迟发性运动障碍；体重增加；皮肤异常；口干；便秘；视觉模糊；困倦；语言模糊和粒细胞缺乏。
抗精神病药被认为主要作用于多巴胺受体，对D2、D3和D4受体具有特殊的亲和力。一般认为，D3和D4受体比其他受体对某些抗精神病药(如氯氮平)具有更高的亲和力。在精神分裂症患者脑的尾状核、伏核(nucleus accnmbens)(腹侧纹状体(ventral striatum))以及嗅觉突起(olfactory tubercule)中，D2受体数量似乎增加。
多巴胺神经元可分为四个主要的亚系统结节漏斗系统；黑质纹状系统；中脑边缘系统；和中脑皮层系统(mesocortical system)。结节漏斗多巴胺能系统源自下丘脑弓状核的细胞体中，投射至垂体茎。该系统可能涉及精神分裂症的继发性神经内分泌异常。黑质纹状多巴胺能系统源自黑质，主要投射至壳核(putamen)和尾状核。中脑边缘多巴胺能系统源自腹侧被盖区，投射至边缘系统的中间组分(mesialcomponent)，它包括伏核，终纹核，杏仁核和海马状突起的一部分，外侧间隔核(lateral sptal nuclei)，内侧额叶(mesial frontal)，前扣带(anterior cingulate)和内嗅皮层。伏核是杏仁核、海马状突起、内嗅区、前扣带区和颞叶的一部分的会聚部位。因此，中脑边缘多巴胺能投射可调节和转化来自伏核并传递至隔膜(septum)、下丘脑、前扣带区和额叶的信息，对伏核向这些区域的输出的过度调节可导致与精神分裂症有关的阳性症状。中脑皮层多巴胺能系统源自腹侧被盖区，投射至新皮质以及主要是前额皮质。该部分可能在精神分裂症的阴性症状中较为重要。
腹侧被盖区是向伏核多巴胺能输入的来源，同时又接收来自脑干的脑桥脚核(pedunculopontine nuclei)的胆碱能输入。脑桥脚核为腹侧被盖区提供兴奋性胆碱能输入(Clarke et al.，Innervation ofsubstantia nigra neurons by cholinergic afferents from thepedunculopontine nucleus in the rat.Neuroanatomical andelectrophysiological evidence，Neuroscience，231011-1019，1987)。据报道，精神分裂症患者在脑桥脚核中的胆碱能神经元数量增加(Garcia-Rill et al.，Mesopontine neurons in schizophrenia，Neuroscience，66(2)321-335，1995)。然而，这些结果在另一项研究中未被证实(German et al.，Mesopontine cholinergic and non-cholinergicneurons in schizophrenia，Neuroscience，94(1)33-38，1999)。
躁狂症躁狂症是欣快(euphoria)的持续形式，在美国有数百万人患此病并饱受抑郁症之苦。躁狂症发作的特征是情绪高涨、狂妄或易怒，持续几天，常常伴有其他症状，例如过度活跃、过度健谈、社会侵犯性(social intrusiveness)、精力提高、意念压力(pressure of idea)、夸张、注意力分散、睡眠需求减少以及鲁莽。躁狂症患者还可能出现妄想和幻觉。
根据目前针对5-羟色胺和去甲肾上腺素受体的治疗方法，抑郁症可涉及5-羟色胺能和去甲肾上腺素能神经元系统。5-羟色胺能途径源自脑干的中缝核，而去甲肾上腺素能途径源自蓝斑。降低蓝斑中的神经元的电活动性可与抑郁症药物介导的作用有关。
躁狂症可由脑中某些化学信使的失衡引发。有人提出躁狂症归因于乙酰胆碱减少。乙酰胆碱减少可导致去甲肾上腺素水平相对升高。据报道，给予磷脂酰胆碱可减轻躁狂症症状。
焦虑症焦虑症的发病人数大约占人口总数的10～30％，特征为经常出现恐惧的症状，包括唤醒、烦乱不安、应答性升高、多汗、心跳过快(racingheart)、血压升高、口干、想跑或想逃以及躲避行为。广泛性焦虑症持续几个月时间，并且出现行动紧张(发抖、颤搐、肌肉疼痛、烦乱不安)；自发性活动过度(气短、心悸、心率加快、多汗、手凉)，以及警觉和扫描(scanning)(感觉位于边缘，夸张的惊恐反应，难以集中注意力)。
苯并二氮卓类可增强γ-氨基丁酸(GABA)A型受体的抑制作用，通常用于治疗焦虑症。丁螺环酮是另一种有效治疗焦虑症的药物。
阿尔海默氏病阿尔海默氏病是一种退行性脑障碍，特征是认知和非认知神经精神症状，占65岁以上痴呆患者病例总数的60％左右。精神病症状在阿尔海默氏病中很常见，大约50％患者中存在精神病(幻觉和妄想)。与精神分裂症相似，阳性精神病症状在阿尔海默氏病中很常见。通常发生妄想比幻觉更加频繁。阿尔海默氏病患者还可显示阴性症状，例如解脱(disengagement)、情感淡漠、情绪反应性降低、意志丧失以及进取心不足。
阿尔海默氏病患者还可显示侧脑室和第三脑室增大，以及颞结构萎缩。
阿尔海默氏病的精神病症状可能涉及多巴胺或乙酰胆碱的浓度变化，提高多巴胺能/胆碱能平衡，从而导致精神病行为。例如，有人提出多巴胺释放量增加是精神分裂症阳性症状的原因。这可导致正向破坏多巴胺能/胆碱能平衡。在阿尔海默氏病中，胆碱能神经元的减少可有效减少乙酰胆碱的释放，导致反向破坏多巴胺能/胆碱能平衡。确实，用于缓解精神分裂症精神病的抗精神病药也用于缓解阿尔海默氏病精神病。
与神经精神障碍有关的几种症状似乎归因于(至少部分归因于)脑中神经元的兴奋性过度(hyperexcitability)(即对从周围神经传向中枢的输入致敏)。该解释可被与当前治疗情况相关的药理学支持。例如，如上所述，许多抗精神病治疗是针对干扰多巴胺与多巴胺受体的结合。类似地，躁狂症和焦虑常常使用苯并二氮卓类治疗，它可增强GABA介导的抑制的抑制作用。美国专利6,306,403公开了颅内给予肉毒毒素治疗各种运动障碍。另外，立体定位方法可用于将药物施用于不连续的脑区域，以成功缓解帕金森症震颤。参见例如Pahapill P.A.，etal.，Tremor arrest with thalamic microinjections of muscimol in patientswith essential tremor，Ann Neur 46(2)；249-252(1999)。
然而，当前的治疗可导致严重有害的副作用。这些副作用可归因于这些药剂通常全身给药，因而对于患者的多个生物系统来说，药剂具有相对地非特异性的作用。例如，施用苯并二氮卓类可导致镇静和肌肉舒张。另外，可产生对这些药物的耐受，以及可产生撤药发作。目前的治疗手段还要求坚持重复施用药剂，以达到所需效果。
三叉神经三叉神经有三个主要分支，多个小分支，是头颈部的很大的感觉神经，将触觉、温度、疼痛和本体感受(位置感觉)信号从脸和头皮传至脑干中。三叉感觉纤维源于皮肤，朝向三叉神经节(感觉神经细胞体)，经过三叉神经节，在三叉神经内传递至位于脑干的三叉神经感觉核中。
三叉神经的三大分支为眼分支(V1，感觉)、上颌分支(V2，感觉)和下颌分支(V3，运动和感觉)。大的三叉神经感觉根和较小的三叉神经运动根在脑桥(pon)的中侧面离开脑干。感觉根终止于最大的颅神经核，它从脑桥一直下行到脊髓的第2颈背根水平。感觉根并入中颅窝(middle crania fossa)底部凹陷内连接硬膜层之间的三叉神经节或半月神经节。三叉神经运动根从位于脑干中脑桥的三叉神经咀嚼运动核中的细胞发出。运动根经过三叉神经节与相应的感觉根一起形成下颌神经。它分布于咀嚼肌、下颌舌骨肌和二腹肌的前腹。三叉神经的三个感觉分支源于神经节，形成三叉神经的三个分支。眼分支和上颌分支在离开颅之前都在海绵窦壁内穿行。眼分支穿过眶上裂，经过眼框到达前额和头顶的皮肤。上颌神经经由圆孔通过翼腭窝进入颅。其感觉分支通过眶下裂(脸、颊和上颌牙)和腭大管(软腭和硬腭、鼻腔和咽)到达翼腭窝。还有脑膜感觉分支在颅内进入三叉神经节。下颌神经的感觉部分由传递来自下列部位的一般感觉信息的分支组成口和颊粘膜、舌的前三分之二、下颌牙、下颌皮肤、头和头皮的侧面以及前面和侧面颅窝的脑膜。
三叉神经的感觉核位于脑干的背外侧脑桥中。中脑束和三叉神经运动核更靠近中间。小脑上脚(superior cerebellar peduncle)位于背面。它与延展至髓质的三叉神经脊束核(spinal nucleus)在下方相连。每一侧的感觉核在上方与中脑核相连。
重要的是，三叉神经感觉核接收来自以下部位的输入(感觉输入)纤维(1)三叉神经眼区(如来自眶上区、角膜、虹膜、筛窦等的一般感觉)，(2)三叉神经上颌区(如来自颞部、颊、口腔、上咽的感觉)，(3)三叉神经下颌区(如来自中颅窝、内颊、舌的前三分之二、下颌的感觉)，(4)面神经(如来自外耳道的一般感觉)，(5)舌咽神经(如来自中耳、扁桃体、口咽、舌的后三分之一的一般感觉)，(6)迷走神经(耳、脑膜、内喉和返喉分支)。
因此，三叉神经节中的初级神经元与脑干中的主要的感觉三叉神经核和脊髓三叉神经核形成突触。三叉神经系统的脊核延伸至上部颈椎棘突，此处存在与颈生皮节(cervical dermatome)的连接。这些生皮节分布有颈丛，其具有从C1到C4的感觉分支。三叉神经还在咀嚼肌中分布有牵张感受器。这些神经元的细胞体位于中脑和脑桥的中脑三叉神经核中。
如图1所示，来自主要感觉三叉神经核的上行(传入)次级三叉神经元，以及来自脊三叉神经核的上行次级神经元上行至丘脑并形成突触。来自丘脑的投射达到感觉皮层的面部代表区。来自中脑三叉神经核的中央投射到达运动皮层。向感觉皮层的丘脑投射遵从躯体组织(somatopic organization)。在人体图(homunculus map)中手和脸具有不成比例的较大代表区。该人体图不是静态的，而是由使用模式动态地控制，使用增加可导致皮层代表区增加。值得注意的是，在后中央脑回中的初级躯体感觉皮层接收来自丘脑的输入，投射至顶盖中的次级感觉皮层。还有从感觉皮层到运动皮层的传出连接。值得注意的是，三叉神经是非常大的神经，感觉皮层的28％专属于它。
肉毒毒素根据形态学和功能的分类，梭菌属有超过127个种类。厌氧的革兰氏阳性菌肉毒梭菌产生有效的多肽神经毒素即肉毒毒素，它在人类和动物中导致被称为肉毒中毒的神经麻痹疾病。肉毒梭菌的孢子被发现存在于土壤中并且可在家庭式罐头厂未正确消毒和密封的食品容器中生长，这是导致多起肉毒中毒的原因。肉毒中毒作用通常出现于食用被肉毒梭菌培养物或孢子感染的食品后的18～36小时。显然，肉毒毒素可不衰减地穿过肠的衬里层(lining)并攻击外周运动神经元。肉毒毒素中毒的症状可从行走、吞咽和说话困难发展到呼吸肌麻痹和死亡。
A型肉毒毒素是人类已知的最致命的天然生物剂。大约50皮克的市售A型肉毒毒素(纯化的神经毒素络合物，从加利福尼亚欧文市的阿勒根公司购得，商标为BOTOX，每瓶100单位)即达到小鼠的LD50(即1个单位)。每单位BOTOX含有约50皮克(约56阿摩尔)的A型肉毒毒素络合物。有趣的是，以摩尔数计，A型肉毒毒素的致死性比白喉高约18亿倍，比氰化钠高约6亿倍，比眼镜蛇毒素高约3千万倍，比霍乱高约1.2千万倍。Singh，Critical Aspects of BacterialProtein Toxins，Natural Toxin II的63～84页(第四章)，B.R.Singh等编辑，Plenum Press，纽约(1996)(根据约0.05ng BOTOX等于1单位的事实对其中定义的A型肉毒毒素0.3ng等于1U这一LD50进行了校正)。1单位(U)的肉毒毒素定义为将其腹膜内注射到重18～20克的雌性Swiss Webster小鼠中的LD50。
七种免疫学上不同的肉毒神经毒素已有表征，分别为血清A、B、C1、D、E、F和G型肉毒神经毒素，各种血清型通过用类型特异性抗体中和区分。不同血清型的肉毒毒素在其感染的动物物种以及所引起的麻痹的严重程度和持续时间上均不相同。例如，据测定根据在大鼠中所测得的麻痹产生的速度，A型肉毒毒素比B型肉毒毒素强500倍。此外，据测定在灵长类动物中B型肉毒毒素在480U/kg的剂量下是无毒性的，而该剂量是A型肉毒毒素灵长类LD50的约12倍。Moyer E等，Botulinum Toxin Type BExperimental and Clinical Experience，“Therapy With Botulinum Toxin”的第6章，71～85页，Jankovic，J.等编辑(1994)，Marcel Dekker，Inc.。肉毒毒素显然以高亲和力与胆碱能运动神经元结合，并转运到神经元中，从而阻断乙酰胆碱的释放。通过低亲和力受体以及吞噬作用和胞饮作用，也可进行吸收。
不论何种血清型，其毒素中毒的分子机理似乎都是相似的并包括至少三个步骤或阶段。在过程的第一个步骤中，毒素通过重链(H链或HC)和细胞表面受体之间特异性的相互作用与靶神经元的突触前膜结合；一般认为对于各种类型的肉毒毒素和破伤风毒素，上述受体是不同的。HC的羧基端片断似乎对于肉毒毒素靶向细胞表面很重要。
在第二个步骤中，肉毒毒素穿过靶细胞的质膜。肉毒毒素首先通过受体介导的胞吞作用(endocytosis)被细胞吞没并形成含有肉毒毒素的内体。然后毒素从内体中逃离到细胞的细胞质中。这一步骤被认为是由HC的氨基端片断HN介导的，当pH为约5.5或以下时，HN即产生应答引发毒素的构象变化。已知内体具有降低内体内pH的质子泵。构象变化使毒素中的疏水残基暴露出来，从而允许肉毒毒素将自身嵌入内体膜中。然后肉毒毒素(或至少肉毒的轻链)通过内体膜转运到细胞质中。
肉毒毒素活性机制的最后一步似乎涉及连接重链H链和轻链L链的二硫键的还原。肉毒毒素和破伤风毒素的全部毒性活性均包含在全毒素的L链中；L链是一种锌(Zn++)内肽酶，它选择性切割含有神经递质的小泡识别和停靠质膜胞质表面以及小泡与质膜融合所必需的蛋白质。破伤风神经毒素以及B、D、F和G型肉毒毒素导致一种突触小体膜蛋白即小突触泡膜蛋白(又称为小泡相关膜蛋白(VAMP))降解。上述切割活动中的任何一者都将导致大部分存在于突触小泡细胞质表面的VAMP被移除。血清型A和E肉毒毒素切割SNAP-25。血清型C1肉毒毒素最初被认为切割突触融合蛋白，但后来发现其切割突触融合蛋白以及SNAP-25。各种肉毒毒素特异性切割不同的键，但B型肉毒毒素(和破伤风毒素)切割相同的键。每种切割均能阻断小泡膜对接过程，从而防止小泡内容物的胞吐作用。
肉毒毒素已用于治疗以骨骼肌机能亢进为特征的神经肌肉病症的临床处置中。A型肉毒毒素络合物在1989年获得美国食品与药物管理局(U.S.Food and Drug Administration)的许可，用于治疗睑痉挛、斜视和偏侧面肌痉挛。随后，FDA又批准A型肉毒毒素用于治疗宫颈张力障碍，以及用于治疗眉间线，B型肉毒毒素被批准用于治疗宫颈张力失常。与A型肉毒毒素相比，非A型肉毒毒素血清型具有较低的效能和/或较短的活性时间。A型肉毒毒素外周肌肉注射的临床效果通常显现于注射后一周内。A型肉毒毒素单次肌肉注射所产生的症状缓解的持续时间平均为约3个月，虽然曾报道过治疗活性时间显著延长的情况。
虽然所有肉毒毒素血清型均显然抑制神经递质乙酰胆碱在神经肌肉接头的释放，但它们是通过影响不同的神经分泌蛋白和/或在不同的位点切割上述蛋白进行的。例如，A型和E型肉毒均切割25千道尔顿(kD)的突触小体相关蛋白(SNAP-25)，但它们在所述蛋白中靶向的氨基酸序列是不同的。B、D、F和G型肉毒毒素均作用于小泡相关蛋白(VAMP，又称为小突触泡蛋白)，但各血清型在不同的位点切割所述蛋白。最后，C1型肉毒毒素表现为切割突触融合蛋白和SNAP-25。上述作用机理的不同可能影响各种肉毒毒素血清型的相对效能和/或作用的持续时间。显然，可在多种不同的细胞类型中发现肉毒毒素底物。参考例如Biochem J.1；339(第一部分)159-651999和MovDisord，10(3)3761995(胰岛B细胞含有至少SNAP-25和小突触泡蛋白)。
对于七种已知的肉毒毒素血清型，其肉毒毒素蛋白分子的分子量为约150kD。有趣的是，肉毒毒素是作为含有150kD的肉毒毒素蛋白分子和相关的无毒素蛋白的络合物从梭菌中释放出来的。因此，A型肉毒毒素络合物可由梭菌以900kD、500kD和300kD的形式产生。B型和C1型肉毒毒素显然以仅为700kD或500kD的络合物产生。D型肉毒毒素以约300kD和500kD的络合物产生。最后，E型和F型肉毒毒素以仅为约300kD的络合物产生。所述络合物(即分子量大于约150kD)被认为含有非毒素的血凝素蛋白以及非毒素和无毒性的非血凝素蛋白。上述两种非毒素的蛋白(它们与肉毒毒素分子组成相关的神经毒素络合物)可能发生作用以向肉毒毒素分子提供稳定性以抗变性，并在毒素被摄取时保护其以防消化酸。此外，有可能较大的(分子量大于约150kD)肉毒毒素络合物可使肉毒毒素从肉毒毒素络合物肌肉注射部位的扩散速度减慢。
体外研究已表明肉毒毒素抑制钾阳离子引起的乙酰胆碱和去甲肾上腺素从脑干组织的原代细胞培养物中的释放。此外，据报道在脊髓神经元的原代培养物中，肉毒毒素抑制甘氨酸和谷氨酸的诱发释放，并且在脑突触小体制品中，肉毒毒素抑制各种神经递质的释放，所述神经递质包括乙酰胆碱、多巴胺、去甲肾上腺素(Hebermann E.等，Tetanus Toxin and Botulinum A and C Neurotoxins InhibitNoradrenaline Release From Cultured Mouse Brain，J Neurochem 51(2)；522～5271988)CGRP、物质P和谷氨酸(Sanchez-Prieto，J.等，Botulinum Toxin A Blocks Glutamate Exocytosis From Guinea PigCerebral Cortical Synaptosomes，Eur J.Biochem 165；675～6811897)。因此，当使用的浓度足够时，肉毒毒素将阻断刺激诱发的大部分神经递质的释放。参考，例如Pearce，L.B.，Pharmacologic Characterizationof Botulinum Toxin For Basic Science and Medicine，Toxicon 35(9)；1373～1412中的1393页；Bigalke H.等，Botulinum A NeurotoxinInhibits Non-Cholinergic Synaptic Transmission in Mouse Spinal CordNeurons in Culture，Brain Research 360；318～3241985；HabermannE.，Inhibition by Tetanus and Botulinum A Toxin of the release of[3H]Noradrenaline and [3H]GABA From Rat Brain Homogenate，Experientia 44；224～2261988，Bigalke H.等，Tetanus Toxin andBotulinum A Toxin Inhibit Release and Uptake of Various Transmitters，as Studied with Particulate Preparations From Rat Brain and SpinalCord，Naunyn-Schmiedeberg’s Arch Pharmacol 316；244～2511981；以及Jankovic J.等，Therapy With Botulinum Toxin，Marcel Dekker，Inc.，(1994)，第五页。
可通过如下方法获得A型肉毒毒素按照已知方法在发酵罐中建立并培养肉毒梭菌的培养物，然后收获并纯化发酵混合物。所有肉毒毒素血清型最初都是作为无活性的单链蛋白合成的，所述蛋白必需经由蛋白酶切割或切口以具有神经活性。产生血清型A和G肉毒毒素的细菌菌株具有内源性蛋白酶，因此血清型A和G可主要以其活性形式从细菌培养物中回收。相反地，血清型C1、D和E肉毒毒素由非蛋白酶解的菌株合成，因此在从培养物中回收时，通常是无活性的。血清型B和F由蛋白酶解和非蛋白酶解的菌株产生，因此可以活性或无活性的形式回收。然而，即使是产生，例如，血清型B肉毒毒素的蛋白酶解菌株也仅切割所产生毒素的一部分。切口分子与无切口分子的精确比例取决于培养时间长短以及培养温度。因此，一定百分比的任何制品，如B型肉毒毒素很可能是无活性的，从而可能解释已知的B型肉毒毒素比A型肉毒毒素的效能低很多。临床制品中无活性肉毒毒素分子的存在对制品的全蛋白载荷有贡献，这与抗原性增大有关联，却未促进临床功效。此外，已知B型肉毒毒素经肌肉注射后，活性的持续时间较短并且在相同的剂量水平不如A型肉毒毒素有效。
高质量的结晶A型肉毒毒素可由肉毒梭菌的Hall A菌株生产，所述毒素特征为≥3×107U/mg，A260/A278小于0.60，并且在凝胶电泳上有独特的带型。已知的Schantz方法可用于获得结晶的A型肉毒毒素，如Schantz，E.J.等在Properties and use of Botulinum toxin and OtherMicrobial Neurotoxins in Medicine，Microbiol Rev.56；80～991992所述的。通常，通过在适宜的培养基中培养A型肉毒梭菌可从厌氧发酵中分离并纯化A型肉毒毒素络合物。与非毒素的蛋白分离后，也可使用已知方法获得纯肉毒毒素，例如，分子量为约150kD的纯化A型肉毒毒素，其特异性效能为1～2×108LD50U/mg或以上；分子量为约156kD的纯化B型肉毒毒素，其特异性效能为1～2×108LD50U/mg或以上；分子量为约155kD的纯化F型肉毒毒素，其特异性效能为1～2×107LD50U/mg或以上。
肉毒毒素和/或肉毒毒素络合物可从List Biological Laboratories，Inc.，Campbell，加利福尼亚；the Centre for Applied Microbiology andResearch，Porton Down，英国；Wako(日本大阪)以及密苏里州圣路易斯的Sigma Chemicals购得。纯肉毒毒素可用于制备药物组合物。
同酶一样，通常，肉毒毒素(细胞内肽酶)的生物活性至少部分取决于其三维构象。因此，通过热、多种化学药品的表面拉伸(surfacestretching)和表面干燥可使A型肉毒毒素丧失毒性。此外，已知将通过已知的培养、发酵和纯化所获得的毒素络合物稀释到非常非常低的、可用于药物组合物制剂的毒素浓度将导致毒素的快速解毒，除非有适宜的稳定剂存在。将毒素从毫克量稀释到每毫升含有毫微克的溶液有很大难度，因为经上述高度稀释后，毒素将迅速丧失特异性的毒性。由于可能在制成含有毒素的药物组合物数月或数年后才使用所述毒素，因此可用稳定剂，如白蛋白和明胶使毒素稳定。
市售的含有肉毒毒素的药物组合物，其出售的商标为BOTOX(从加利福尼亚欧文市的Allergan，Inc.购得)。BOTOX由纯化的A型肉毒毒素络合物、白蛋白和氯化钠在无菌、真空形式下密封形成。A型肉毒毒素由在含有N-Z胺和酵母提取物的培养基中生长的肉毒梭菌Hall菌株的培养物制成。A型肉毒毒素络合物通过一系列酸沉淀从培养溶液中纯化为结晶的络合物，所述络合物由高分子量的活性毒素蛋白和相关的血凝素蛋白组成。将结晶络合物重新溶于含有盐水和白蛋白的溶液中，并在无菌过滤(0.2微米)后真空干燥。真空干燥的产品在-5℃或以下储存于冷冻装置中。BOTOX在肌肉注射前，可用无菌的非保存盐水复原。每小瓶BOTOX含有无菌、真空干燥形式的约100单位(U)的A型肉毒梭菌毒素纯化的神经毒素络合物，0.5毫克人类血清白蛋白和0.9毫克氯化钠，并且无防腐剂。
通过将适量的稀释液抽取到尺寸适中的注射器中以采用无防腐剂的无菌标准盐水(0.9％的氯化钠注射液)使真空干燥的BOTOX复原。由于BOTOX可能因冒泡或类似的剧烈搅拌而变性，因此稀释液应轻轻地注射到小瓶中。出于保持无菌状态考虑，BOTOX优选在小瓶从冷冻装置中取出并复原后四小时内给药。在这四小时中，复原的BOTOX可储存在约2℃～约8℃的冰箱中。据报道，复原冷藏的BOTOX可保持其效能至少约两周。Neurology，48249-531997。
据报道A型肉毒毒素已用于多种临床处置中，包括例如(1)每次肌肉注射(多块肌肉)约75～125单位的BOTOX以治疗宫颈张力障碍；(2)每次肌肉注射5～10单位的BOTOX以治疗眉间线(眉沟)(降眉间肌肌肉注射5单位，各皱眉肌肌肉注射10单位)；(3)向耻骨直肠肌括约肌内(intrasphincter)注射约30～80单位的BOTOX以治疗便秘；(4)向上眼睑外侧睑板前的眼轮匝肌和下眼睑外侧睑板前的眼轮匝肌分别肌肉注射约1～5单位的BOTOX以治疗睑痉挛。
(5)向眼外肌肌肉注射约1～5单位的BOTOX以治疗斜视，注射的量根据待注射肌肉的大小以及所需的肌肉麻痹的程度(即所需的屈光度校正)变化。
(6)为治疗中风后的上肢痉挛，按照如下方式向五块不同的上肢屈肌肌肉注射BOTOX
(a)跖深屈肌7.5U～30U(b)跖浅屈肌7.5U～30U(c)尺侧腕屈肌10U～40U(d)桡侧腕屈肌15U～60U(e)肱二头肌50U～200U。对各指定的五块肌肉在相同的治疗期进行注射，因此患者在各治疗期接受90U～360U的BOTOX的上肢屈肌肌肉注射。
(7)颅骨膜注射(对称注射到眉间肌、额肌和颞肌)25U的BOTOX以治疗偏头痛已证实具有非常有益的偏头痛的预防治疗效果，与赋形剂相比，BOTOX在25U注射后的三个月内降低了偏头痛的发病率、最大严重程度、所伴随的呕吐以及所使用的急性药物治疗。
已知A型肉毒毒素的效能可高达12个月(European J.Neurology 6(增补本4)S111～S1151999)，并且当用于治疗腺体，如治疗多汗症时，在某些情况下可长达27个月。参见例如Bushara K.，Botulinumtoxin and rhinorrhea，Otolaryngol Head Neck Surg 1996；114(3)507，和The Laryngoscope 1091344-13461999。然而，Botox肌肉注射的普通维持时间通常为约3～4个月。
A型肉毒毒素在治疗多种临床症状中的成功引起了对其它肉毒毒素血清型的兴趣。可用于人的两种可购得的A型肉毒制剂为从加利福尼亚欧文市的阿勒根公司购得的BOTOX，和从Beaufour Ipsen，Porton Down，England购得的Dysport。B型肉毒毒素制剂(MyoBloc)可从San Francisco，California的Elan Pharmaceuticals购得。
肉毒毒素除了在外周位置中具有药理作用外，在中枢神经系统中还可具有抑制作用。Weigand等，Nauny-Schmiedeberg’s Arch.Pharmacol.1976；292，161～165，和Habermann Nauny-Schmiedeberg’sArch.Pharmacol.1974；281，47～56的研究成果表明肉毒毒素能通过逆向运输升至脊髓区。同样地，在外周位置，如肌肉注射的肉毒毒素可能逆向运输到脊髓。
美国专利5,989,545公开了修饰的梭菌神经毒素或其片断，优选肉毒毒素，经化学共轭或重组融合到特殊靶部分后，可通过将试剂给药到脊髓用以治疗疼痛。
据报道，使用肉毒毒素治疗各种痉挛性肌肉病症，在缓解肌肉痉挛的同时可减轻抑郁和焦虑。Murry T.，et al.，Spasmodic dysphonia；emotional status and botulinum toxin treatment，Arch Otolaryngol 1994Mar；120(3)310-316；Jahanshahi M.，et al.，Psychological functioningbefore and after treatment of torticollis with botulinum toxin，J NeurolNeurosurg Psychiatry 1992；55(3)229-231.另外，德国专利申请DE10150415讨论了肌内注射肉毒毒素治疗抑郁症和有关的感情障碍。
肉毒毒素还被提出用于或者已经用于治疗皮肤损伤(美国专利6,447,787)、各种自主神经功能障碍(美国专利5,766,605)、紧张性头痛(美国专利6,458,365)、偏头痛(美国专利5,714,468)、窦性头痛(美国专利申请号429069)、手术后疼痛和内脏疼痛(美国专利6,464,986)、神经痛(美国专利申请号630,587)、头发生长(hair growth)和头发保持(hair retention)(美国专利6,299,893)、牙科疾病(美国临时专利申请号60/418,789)、纤维肌痛(美国专利6,623,742)、各种皮肤疾病(美国专利申请号10/731973)、运动病(美国专利申请号752,869)、银屑病和皮炎(美国专利5,670,484)、肌肉受损(美国专利6,423,319)、各种癌症(美国专利6,139,845)、平滑肌病症(美国专利5,437,291)、唇角下垂(美国6,358,917)、神经卡压综合征(美国专利申请20030224019)、各种冲动障碍(美国专利申请号423,380)、痤疮(WO03/011333)以及神经源性炎症(美国专利6,063,768)。已知有控释毒素植入物(参见例如美国专利6,306,423和6,312,708)以及经皮肉毒毒素给药(美国专利申请号10/194,805)。
A型肉毒毒素已经用于治疗持续性局限性癫痫，一种局灶性运动癫痫。Bhattacharya K.，et al.，Novel uses of botulinum toxin type Atwocase reports，Mov Disord 2000；15(增补本2)51-52.
已知肉毒毒素可用于减弱口部的咀嚼肌或咬合肌，以使自伤和由此导致的溃疡可痊愈(Payne M.，et al，Botulinum toxin as a noveltreatment for self mutilation in Lesch-Nyhan syndrome，Ann Neurol 2002Sep；52(3增补本1)S157)；治愈良性胆囊损伤或肿瘤(Blugerman G.，et al.，Multiple eccrine hidrocystomasA new therapeutic option withbotulinum toxin，Dermatol Surg 2003 May；29(5)557-9)；治疗肛裂(Jost W.，Ten years′experience with botulinum toxin in anal fissure，Int J Colorectal Dis 2002 Sep；17(5)298-302)；以及治疗某些种类的特应性皮炎(Heckmann M.，et al.，Botulinum toxin type A injection in thetreatment of lichen simplexAn open pilot study，J Am Acad Dermatol20024月；46(4)617-9)。
此外，在大鼠福尔马林模型中，肉毒毒素具有减轻诱导的炎性痛的作用。Aoki K.，et al，Mechanisms of the antinociceptive effect ofsubcutaneous BotoxInhibition of peripheral and central nociceptiveprocessing，Cephalalgia 2003 9月；23(7)649。另据报道，肉毒毒素神经阻断可导致表皮厚度减少。LiY，et al.，Sensory and motor denervationinfluences epidermal thickness in rat foot glabrous skin，Exp Neurol1997；147452-462(见第459页).最后，已知在足部给予肉毒毒素可治疗足部多汗(Katsambas A.，et al.，Cutaneous diseases of the footUnapproved treatments，Clin Dermatol 2002 Nov-Dec；20(6)689-699；Sevim，S.，et al.，Botulinum toxin-A therapy for palmar and plantarhvperhidrosis，Acta Neurol Belg 2002 Dec；102(4)167-70)，脚趾痉挛(Suputtitada，A.，Local botulinum toxin type A injections in thetreatment of spastic toes，Am J Phys Med Rehabil 2002 Oct；81(10)770-5)，原发性脚趾行走(toe walking)(Tacks，L.，et al.，Idiopathic toewalkingTreatment with botulinum toxin A injection，Dev Med ChildNeurol 2002；44(增补本91)6)，以及足部张力失常(Rogers J.，et al.，Injections of botulinum toxin A in.foot dystonia，Neurology 1993 Apr；43(4增补本2))。
破伤风毒素及其衍生物(即具有非天然的靶部分)、片断、杂合体和嵌合体也可具有治疗效用。破伤风毒素与肉毒毒素有很多相似之处。例如，破伤风毒素和肉毒毒素是由密切相关的梭菌物种(分别为破伤风梭菌和肉毒梭菌)制成的多肽。此外，破伤风毒素和肉毒毒素均是由轻链(分子量为约50kD)和重链(分子量为约100kD)组成的双链蛋白质，所述轻链和重链通过单个二硫键共价结合。因此，破伤风毒素和七种肉毒毒素(非络合的)的分子量均为约150kD。此外，对于破伤风毒素和肉毒毒素，轻链含有的结构域表现出细胞内生物(蛋白酶)活性，而重链含有受体结合(致免疫性的)结构域和细胞膜转运结构域。
并且，破伤风毒素和肉毒毒素对突触前胆碱能神经元表面的神经节(gangliocide)受体表现出高特异性亲和力。由受体介导的外周胆碱能神经元对破伤风毒素的胞吞作用导致逆向轴突运输，从而阻断抑制性神经递质从中枢突触中的释放和痉挛麻痹。相反地，受体介导的外周胆碱能神经元对肉毒毒素的胞吞作用几乎未引起逆向运输，从而抑制了中毒外周运动神经元对乙酰胆碱的胞吐作用并产生松弛麻痹。
最后，破伤风毒素和肉毒毒素彼此在生物合成和分子结构上也非常相似。例如，破伤风毒素和A型肉毒毒素之间共有34％的蛋白质序列相同，而对于某些功能性结构域，序列的相同性高达62％。Binz T.等，The Complete Sequence of Botulinum Neurotoxin Type A andComparison with Other Clostridial Neurotoxins，J Biological Chemistry265(16)；9153～91581990。
乙酰胆碱通常在哺乳动物神经系统中，每一种神经元仅释放一种类型的小分子神经递质，但有证据表明，几种神经调质可由相同的神经元分泌。神经递质乙酰胆碱由很多脑区中的神经元分泌，但特异性地由下述神经元分泌运动皮层的大锥体细胞、基底神经节中几种不同的神经元、支配骨骼肌的运动神经元、自主神经系统(交感神经和副交感神经)的神经节前神经元、肌梭纤维的袋1纤维(bag 1 fiber)、副交感神经系统的神经节后神经元以及交感神经系统的某些神经节后神经元。基本上，只有通向汗腺、竖毛肌(piloerector muscle)和少数血管的神经节后交感神经纤维是胆碱能性的，而交感神经系统的大部分神经节后神经元分泌的神经递质是去甲肾上腺素。在多数情况下，乙酰胆碱具有兴奋作用。然而，已知乙酰胆碱在某些外周副交感神经末梢具有抑制作用，例如通过迷走神经抑制心率。
自主神经系统的传出信号通过交感神经系统或副交感神经系统传递到身体中。交感神经系统的神经节前神经元延伸自位于脊髓中间外侧角(intermediolateral horn)中的神经节前交感神经元细胞体。从细胞体延伸出来的神经节前交感神经纤维与位于脊椎旁的交感神经节中或椎骨前神经节中的神经节后神经元形成突触。由于交感神经系统和副交感神经系统的神经节前神经元都是胆碱能性的，因此对神经节应用乙酰胆碱将刺激交感和副交感神经节后神经元。
乙酰胆碱活化两种类型的受体，毒蕈碱和烟碱受体。毒蕈碱受体发现存在于所有由副交感神经系统的神经节后神经元以及交感神经系统的神经节后胆碱能神经元所刺激的效应细胞中。烟碱受体发现存在于肾上腺髓质以及自主神经节中，即在神经节后神经元的细胞表面上，所述神经元在交感和副交感神经系统的神经节前与神经节后神经元之间的突触中。烟碱受体还发现存在于很多非自主性神经末梢中，例如神经肌接点处的骨骼肌纤维的膜中。
当小而透明的细胞内小泡与突触前神经元细胞膜融合时，乙酰胆碱即从胆碱能神经元中释放出来。多种非神经元分泌细胞，如肾上腺髓质(以及PC12细胞系)和胰岛细胞分别从大致密核心小泡中释放儿茶酚胺和副甲状腺激素。PC12细胞系是大鼠嗜铬细胞瘤细胞的克隆，被广泛用作研究交感肾上腺发育的组织培养模型。肉毒毒素经渗透(如电穿孔一样)或直接注射到去神经细胞中后，将在体外抑制两种类型的化合物从两种类型的细胞中的释放。还已知肉毒毒素阻断神经递质谷氨酸从皮质突触小体细胞培养物中的释放。
神经肌肉接点是通过轴突接近肌肉细胞而在骨骼肌中形成的。通过神经系统传递的信号引起末端轴突处的动作电位，并活化离子通道，导致神经递质乙酰胆碱在例如神经肌肉接点的运动终板处从神经元内的突触小泡中释放出来。乙酰胆碱穿过细胞外间隙与在肌肉终板表面上的乙酰胆碱受体蛋白结合。一旦发生了足够的结合，肌肉细胞的动作电位即引起特异性的膜离子通道变化，从而导致肌肉细胞收缩。然后乙酰胆碱从肌肉细胞中释放出来并通过胆碱脂酶在细胞外间隙中代谢。代谢产物回收到末端轴突中以再加工为乙酰胆碱。
因此需要一种通过外周给予药物有效治疗神经精神和/或神经障碍(如丘脑介导的障碍)的方法。
发明内容
本发明满足了此需要，提供了通过外周给予肉毒毒素有效治疗神经精神和/或神经障碍(如丘脑介导的障碍)的药物和方法。
本文应用下列定义。
“约”是指大约或接近，在本文所提出的数值或范围的情况下是指列出的或要求的数值或范围的±10％。
“肌内”或“肌内地”是指到或在(如将肉毒毒素给予或注射到)横纹肌或随意肌之中，不包括到或在平滑肌或不随意肌之中。
“局部给药”是指将药物直接给于或给至动物体上或内部的位点附近，所给药物预期在该位点产生生物学作用。局部给药不包括全身给药途径，如静脉内给药或口服给药。
“神经(或神经性)障碍”是中枢神经系统功能异常，如癫痫、由中枢致敏导致的慢性痛、中风后中枢神经痛、区域疼痛综合征和幻肢痛。神经障碍包括由丘脑向皮质的输入介导或影响的脑皮质功能异常。
“神经精神障碍”是一种神经系统紊乱，通常根据四种心智官能中的哪一种受到影响而标识，也包括任何中枢神经介导的障碍，如CNS产生的疼痛(即异常性疼痛)和运动障碍，如癫痫。
“外周给药的”或“外周给药”是指皮下、皮内、经皮或皮下给药，但不包括肌内给药。“外周”是指皮下位置，不包括内脏位置。
“三叉感觉神经”是指三叉神经的周围传入神经细胞，它将感觉信号或信息从外周接收或传递至人脑中的某一位置，如脑干、丘脑或皮质。因此，三叉感觉神经不包括三叉运动(传出)神经。因而，三叉感觉神经包括三叉神经眼支、上颌支、下颌支、额支、眶上神经、滑车上神经、眶下神经、泪腺神经、鼻睫神经、上牙槽神经、颊神经、舌神经、下牙槽神经、颏神经以及耳颞神经。
根据本发明，提供了预防或治疗慢性神经障碍(如丘脑介导的障碍)的药物和方法。在某些实施方案中，所述药物包括肉毒毒素，用以接触患者的一条或多条三叉感觉神经，从而预防或治疗慢性神经障碍，如丘脑介导的障碍。在某些实施方案中，将肉毒毒素外周给药至三叉感觉神经或三叉神经附近，以使肉毒毒素与三叉神经接触。三叉感觉神经的非限制性实例包括眼神经、上颌神经、下颌神经、额支、眶上神经、滑车上神经、泪腺神经、鼻睫神经、眶下神经、上牙槽神经、颊神经、舌神经、下牙槽神经、颏神经或者耳颞神经。
进一步根据本发明，所述方法包括与三叉神经接触，并且进一步与将传入纤维送至丘脑的脊神经接触。在某些实施方案中，将肉毒毒素外周给药至感觉神经或感觉神经附近，以使肉毒毒素与所述感觉神经接触。脊神经的非限制性实例包括枕小神经或枕大神经。
更进一步根据本发明，本发明范围内的药物可有效预防或治疗丘脑介导的或影响的障碍，如癫痫、慢性痛或两者。慢性痛的非限制性实例为中枢致敏慢性痛、中风后中枢神经痛、区域疼痛、幻肢痛或脱髓鞘病疼痛。
在某些实施方案中，肉毒毒素为皮下、皮内或皮下给药。在某些实施方案中，将约1单位至约3000单位肉毒毒素给予每条神经。在某些实施方案中，将约1单位至约100单位肉毒毒素给予每条神经。
根据本发明，用于治疗神经精神障碍的方法和药物可包括对患者进行外周给药的肉毒毒素。施用治疗有效量的肉毒神经毒素以减轻神经精神障碍的至少一种症状。肉毒神经毒素通过减少暴露于肉毒神经毒素的神经元分泌神经递质，可减轻与神经精神障碍有关的症状。
用于根据本发明的方法的适当的肉毒神经毒素可以是由细菌产生的神经毒素，例如由肉毒梭菌(Clostridium botulinum)、丁酸梭菌(Clostridium butyricum)或巴氏梭菌(Clostridium beratti)产生的神经毒素。肉毒毒素可为A型、B型、C1型、D型、E型、F型或G型肉毒毒素。施用肉毒毒素的量可在约10-3U/kg至约20U/kg之间。“U/kg”是单位/千克患者体重的简写。肉毒毒素的作用可持续约1月至5年之间，也可为永久性的，这为神经精神障碍提供了治愈手段。
适用于本发明的肉毒神经毒素包括天然产生的以及重组制备的肉毒神经毒素，如由大肠杆菌(E.coli)产生的肉毒毒素。除此以外或另一种情况，神经毒素可为修饰的神经毒素，即与天然神经毒素相比，具有至少一个氨基酸缺失、修饰或替换，或者修饰的神经毒素可为重组产生的神经毒素或其衍生物或片段。所述神经毒素仍然能够抑制神经递质的释放。
肉毒神经毒素通过外周途径给药，从而到达脑内的某一位点，该位点被认为与正在治疗的神经精神障碍有关。或者，肉毒神经毒素可发生作用以减少向脑位置的周围感觉输入。肉毒神经毒素可外周给药，以减少向例如低脑区(lower brain region)、脑桥区、脚桥核、蓝斑或腹侧被盖区的传入(感觉)输入。肉毒神经毒素可缓解与神经递质释放有关或依赖于神经递质释放的症状。肉毒神经毒素还可恢复两种神经元系统之间的平衡，以减轻神经精神障碍。给予患者的肉毒神经毒素可抑制乙酰胆碱从胆碱能神经元释放，也可能可有效抑制多巴胺从多巴胺能神经元释放，以及去甲肾上腺素从去甲肾上腺素能神经元释放。
根据本文公开的方法，所治疗的神经精神障碍包括但不限于精神分裂症、阿尔海默氏病、躁狂症和焦虑症。肉毒神经毒素可缓解与神经精神障碍有关的阳性症状，如精神分裂症，并且在给药后几个小时至长达几(两)周开始缓解症状。
发明人发现肉毒毒素，如A型肉毒毒素，可以约10-4U/kg至约20U/kg的量外周给药，以缓解人类患者所患的神经精神障碍。优选地，使用的肉毒毒素以约10-3U/kg至约1U/kg的量外周给药。最优选地，肉毒毒素以约0.1单位至约10单位的量给药。值得注意的是，本发明公开方法的神经精神障碍缓解作用，当以神经毒素的水溶液给药时可持续约2个月至约6个月之间，当神经毒素以控释植入物给药时可持续约5年。
根据本公开的发明范围内的方法给予肉毒毒素的具体量，可根据正在治疗的神经精神障碍的具体特征而变化，这包括障碍的严重程度和其他各种患者参数，包括身体大小、体重、年龄和对治疗的反应性。为了引导医生，通常，每个注射部位每个疗程(patent treatmentsession)给予不少于约1单位不多于约50单位的A型肉毒毒素(如BOTOX)。对于A型肉毒毒素如DYSPORT，每个给药或注射部位每个疗程给予不少于约2单位不多于约200单位A型肉毒毒素。对于B型肉毒毒素如MYOBLOC，每个给药或注射部位每个疗程给予不少于约40单位不多于约2500单位B型肉毒毒素。少于约1、2或40单位(分别为BOTOX、DYSPORT和MYOBLOC)则达不到预期的治疗效果，而超过约50、200或2500单位(分别为BOTOX、DYSPORT和MYOBLOC)可导致临床上出现不希望的肌肉低张性、虚弱和/或麻痹。
更优选每个注射部位每个疗程分别给予，对于BOTOX，不少于约2单位不多于约20单位A型肉毒毒素；对于DYSPORT，不少于约4单位不多于约100单位；对于MYOBLOC，不少于约80单位不多于约1000单位。
最优选每个注射部位每个疗程分别给予，对于BOTOX，不少于约5单位不多于约15单位A型肉毒毒素；对于DYSPORT，不少于约20单位不多于约75单位；对于MYOBLOC，不少于约200单位不多于约750单位。特别注意，每个疗程可有多个注射部位(即注射模式(pattern of injection))。
本发明还可通过将肉毒毒素给予至有发生神经精神障碍倾向的患者的三叉感觉神经或其附近，用于预防发生神经精神障碍，从而可预防神经精神障碍的发生。有发生神经精神障碍倾向的患者是指显示遗传(即家族史)风险因素或者向神经精神障碍发展但未真正迷乱的行为的患者。
提供以下附图以帮助理解本发明的各方面和特征。
图1是不带小脑的脑干的横截面背视图，显示三叉神经核的位置。
图2是人脑中三叉神经和脊神经位置的简要示意图。
具体实施例方式
本发明部分基于外周给予肉毒毒素可治疗(包括缓解和/或预防)多种神经障碍，如丘脑介导的神经障碍这一发现。丘脑介导的障碍的非限制性实例包括癫痫、慢性痛(如中枢致敏慢性痛、中风后中枢神经痛、区域性疼痛、幻肢痛或脱髓鞘病疼痛)、反射交感性营养不良、异常性疼痛状态；慢性神经疾病(其中癫痫是疾病过程的一部分)、情感障碍(包括双相疾病)和运动障碍。
在本发明的某些实施方案中，可将肉毒毒素给予患者以预防神经障碍(如丘脑介导的障碍)的发生，所述患者有发生此类障碍的倾向。有发生丘脑介导的障碍倾向的患者是指显示遗传(如家族史)风险因素或向丘脑介导的障碍发展但未真正迷乱的行为的患者。在某些实施方案中，在发生丘脑介导的障碍之前将肉毒毒素给予有此倾向的患者。
在某些实施方案中，可给予肉毒毒素以治疗有丘脑介导的障碍的患者。当给予的肉毒毒素在一段时间内有效缓解患者的丘脑介导的障碍的症状时，患者即被治疗。在某些实施方案中，根据本发明治疗的患者可在超过一天的时间中缓解丘脑介导的障碍的症状。在某些实施方案中，根据本发明治疗的患者可在超过一个月的时间中缓解丘脑介导的障碍的症状。在某些实施方案中，根据本发明治疗的患者可在超过六个月的时间中缓解丘脑介导的障碍的症状。
可提出一种生理机制来解释本发明的功效，但并非想用理论限制本发明。为此，已知可由于皮质功能异常或失调而导致神经障碍。皮质失调，如发作性阵发性皮质失调，可受来自丘脑被皮质接收的投射刺激皮质的影响。而丘脑又可接收携带来自周围感觉神经的信号(输入)的传入纤维。因而，可以假定，来自外周的感觉输入至丘脑至皮质可引起或促使产生皮质功能异常。因此，减少至丘脑的外周感觉输入可治疗皮质功能异常。
诱发理论可解释长时间存在的皮质功能异常的发作(以及随后的神经障碍)，不出现或出现对丘脑的周围感觉刺激减弱。因而，神经障碍可表现为由丘脑输入介导或影响的皮质功能异常。丘脑介导的皮质障碍可导致发作性阵发性皮质失调，这是由于皮质受到终止于丘脑的周围感觉神经的反复(间接)刺激。经过一段时间，就可发生皮质功能异常的发作，以及由此产生的丘脑介导的障碍，不出现或出现周围感觉刺激减弱。这种不出现或出现感觉输入减弱的皮质功能异常事件可称为诱发作用。例如，可以假定，癫痫或疼痛发作可由重复性周围感觉输入诱导。这样，经过一段时间，皮质被诱发或致敏，使得将来即使在不出现或出现周围感觉输入减弱的情况下也可发生癫痫或疼痛发作。参见Post RM et al.，Shared mechanisms in affective illness，epilepsy，and migraine，Neurology.1994；44(增补本7S37-S47)；Goddard GV et al.，A permanent change in brain function resultingfrom daily electrical stimulation，Exp Neurol.1969；25295-330；PostRM，Transduction of psychosocial stress into the neurobiology ofrecurrent affective disorder，AM J Psychiatry，1992；149999-1010；以及Endicott NA，Psychophysiological correlates of″bipolarity″，J AffectDisord.1989；1747-56。
因而，可根据本发明进行外周给予肉毒毒素，以减少来自外周的对中枢神经系统的感觉刺激，从而可预防进一步诱发或减少对于产生神经障碍如丘脑介导的障碍的诱发作用。外周给予肉毒毒素的预期治疗效果与肌肉松弛程度无关。在本发明的某些实施方案中，肉毒毒素并不施用于肌肉。而且，所用的肉毒毒素所提供的抑制作用可持续相对较长的时间，例如两个月以上，并有可能持续几年。
在某些实施方案中，肉毒毒素可施用于三叉神经和/或三叉神经附近，以使肉毒毒素与三叉神经(如三叉感觉神经)接触。在某些实施方案中，肉毒毒素可施用于三叉神经节和/或三叉神经节附近，以使肉毒毒素与三叉神经节接触。在某些实施方案中，肉毒毒素可施用于脊神经和/或脊神经附近，以使肉毒毒素与脊神经接触，其中所述脊神经发送传入信息至丘脑或终止于丘脑。术语“脊神经”通常指混合脊神经，它由从脊髓出来的背根和腹根形成。脊神经是从椎间孔穿出椎骨的部分。在某些实施方案中，肉毒毒素可施用于三叉神经和/或三叉神经附近，三叉神经节和/或三叉神经节附近，以及脊神经和/或脊神经附近，其中所述脊神经发送传入信息至丘脑或终止于丘脑。
在某些实施方案中，肉毒毒素可施用于三叉神经和/或三叉神经附近，以使肉毒毒素与三叉神经接触。如上所述，外周给予肉毒毒素的预期治疗效果可起因于感觉三叉神经向皮质的输入下调。或者，肉毒毒素一旦沿三叉神经向上逆行运输到丘脑，便可直接施加中枢作用。例如，已经证实，外周、皮下给予肉毒毒素可降低中枢(背角)神经元的致敏水平，其中所述神经元在解剖学上远离外周肉毒毒素注射部位。Aoki K.，et al.，Mechanisms of the antinociceptive effect ofsubcutaneous BofoxInhibition of peripheral and central nociceptiveprocessing，Cephalalgia 2003 Sep；23(7)649 ABS P3I14；Cui M.，et al.，Mechanisms of the antinociceptive effect of subcutaneous BotoxInhibition of peripheral and central nociceptive processing，NaunynSchmiedebergs Arch Pharmacol 2002；365(Suppl 2)R17。
因此，一旦存在于丘脑中，肉毒毒素的作用可减弱丘脑神经元刺激皮质的能力，从而治疗丘脑介导的障碍。因此，根据本发明给予肉毒毒素可有效降低丘脑中三叉感觉神经的刺激，在皮质水平上提高神经元诱发的阈水平，从而去除向皮质的诱发输入以治疗神经障碍，如丘脑介导的障碍。参见Bolay，H.，et al.，Intrinsic brain activity triggerstrigeminal meningeal afferents in a migraine model，Nature Medicine，vol 8(2)；Feb 2002136-142(肉毒毒素可用于改变/缓解慢性偏头痛的进展，有证据表明三叉神经涉及偏头痛的产生)；Durham P.et al.，Regulation of calcitonin gene-related peptide secretion from trigeminalnerve cells by botulinum toxin type Aimplications for migraine therapy，Headache 2004 Jan；44(1)35-43(由于肉毒毒素能够抑制降钙素基因相关的肽从三叉感觉神经元上释放，可用于治疗偏头痛)；以及AokiK.，et al，Evidence for antinociceptive activity of botulinum toxin type Ain pain management，Headache 2003 Jul；43(Suppl 1)S9-S15(有证据表明将肉毒毒素给予感觉神经(如三叉神经)区可减轻中枢致敏)。
肉毒毒素可施用于一条或多条三叉神经和/或其附近。这些三叉神经包括但不限于三叉神经的眼神经、上颌神经、下颌神经、眶上神经、滑车上神经、眶下神经、泪腺神经、鼻睫神经、上牙槽神经、颊神经、舌神经、下牙槽神经、颏神经、耳颞神经和额支。见图2。在某些实施方案中，肉毒毒素只给予一条三叉神经。在某些实施方案中，肉毒毒素给予一条以上三叉神经。在某些实施方案中，肉毒毒素可同时给予所述的三叉神经。在某些实施方案中，肉毒毒素可先后给予所述的三叉神经。
在某些实施方案中，肉毒毒素可施用于脊神经或脊神经附近，其中所述脊神经发送传入信息至丘脑或终止于丘脑。这些脊神经包括但不限于枕小神经和枕大神经。见图2。在某些实施方案中，肉毒毒素只给予一条脊神经。在某些实施方案中，肉毒毒素给予一条以上脊神经。在某些实施方案中，肉毒毒素可同时给予所述的脊神经。在某些实施方案中，肉毒毒素可先后给予所述的脊神经。
在某些实施方案中，肉毒毒素可施用于一条或多条三叉神经，以及一条或多条脊神经，或者它们附近，其中所述脊神经发送传入信息至丘脑或终止于丘脑。在某些实施方案中，肉毒毒素给予眼神经、上颌神经、下颌神经、眶上神经、滑车上神经、眶下神经、泪腺神经、鼻睫神经、上牙槽神经、颊神经、舌神经、下牙槽神经、颏神经、耳颞神经、额支、枕小神经和枕大神经。在某些实施方案中，肉毒毒素同时给予这些神经。在某些实施方案中，肉毒毒素先后给予这些神经。
肉毒毒素可给予至本文所述神经的任何区域。在某些实施方案中，将肉毒毒素给予至神经末梢。例如，肉毒毒素可皮下、皮内和/或皮下给药。
根据本发明使用的肉毒毒素可抑制化学信号或电信号在所选神经元组之间的传递，其中所选神经元组参与丘脑介导的障碍的产生、发展和/或维持。所用肉毒毒素可通过减少或防止神经递质从暴露于神经毒素的特定神经元上的胞吐作用，抑制神经传递。在某些实施方案中，肉毒毒素通过抑制暴露于毒素的特定神经元的动作电位的产生，可减少神经传递。
用于预防或治疗丘脑介导的障碍的适当的肉毒毒素的实例包括由梭菌产生的神经毒素，例如由肉毒梭菌、丁酸梭菌和巴氏梭菌产生的神经毒素。肉毒毒素可选自A型、B型、C型(如C1型)、D型、E型、F型和G型肉毒毒素。在某些实施方案中，给予患者的肉毒毒素是A型肉毒毒素。A型肉毒毒素较为理想，这是由于它在人体中具有很高的效能，现成的来源，以及肌内注射给药时治疗肌肉障碍的已知用途。
在某些实施方案中，本发明还包括(a)通过以下步骤获得或加工的肉毒毒素的用途细菌培养、毒素提取、浓缩、防腐、冻干和/或恢复；和/或(b)修饰或重组肉毒毒素的用途，所述肉毒毒素即通过已知的化学/生物氨基酸修饰方法或者通过使用已知的宿主细胞/重组载体重组技术制备的使一个或多个氨基酸或者氨基酸序列有意缺失、修饰或替换的肉毒毒素，以及用这些方法制备的神经毒素的衍生物或片段。这些肉毒毒素变异体应保留抑制神经元之间神经传递的能力，同天然肉毒毒素相比，某些变异体应提供更长时间的抑制作用，或者可提供与暴露于肉毒毒素的神经元的更强的结合特异性。通过使用常规试验筛选变异体，识别出具有所需的抑制神经传递的生理作用的神经毒素，由此可选择出这些肉毒毒素变异体。
适用于本发明的肉毒毒素包括天然产生的以及重组制备的肉毒毒素，如由大肠杆菌产生的肉毒毒素。在某些实施方案中，毒素可为修饰的毒素，即与天然毒素相比，具有至少一个氨基酸缺失、修饰或替换。在某些实施方案中，毒素为嵌合毒素。
本发明中使用的肉毒毒素可在真空压力条件下，以冻干、真空干燥的形式保存在容器中，或者以稳定的液体保存。在冻干前，肉毒毒素可与可药用赋形剂、稳定剂和/或载体(如白蛋白)混合。冻干材料可使用盐水或水恢复，以生成含有准备给予患者的肉毒毒素的溶液或组合物。
在某些实施方案中，组合物可包括一种类型的肉毒毒素(如A型肉毒毒素)，作为活性组分抑制神经传递。在某些实施方案中，组合物可包括两种或多种类型的肉毒毒素，其对于丘脑介导的障碍可提供更强的治疗效果。例如，给予患者的组合物可包括A型肉毒毒素和B型肉毒毒素。给予含两种不同肉毒毒素的单一组合物可使每种肉毒毒素的有效浓度低于给予患者单一肉毒毒素时的浓度而仍然达到理想治疗效果。给予患者的组合物还可包含其他药物活性组分，如蛋白受体或离子通道调制剂，与一种或多种肉毒毒素相混合。这些调制剂有助于减少不同神经元之间的神经传递。例如，组合物可包含γ-氨基丁酸(GABA)A型受体调制剂，它可增强由GABAA受体介导的抑制作用。GABAA受体通过有效分流跨细胞膜电流来抑制神经元活性。GABAA受体调制剂可增强GABAA受体的抑制作用，减少电或化学信号从神经元传递。GABAA受体调制剂的实例包括苯并二氮卓类，如安定、奥沙西泮(oxaxepam)、劳拉西泮(lorazepam)、普拉西泮(prazepam)、阿普唑仑(alprazolam)、哈拉西泮(halazeapam)、氯氮平(chordiazepoxide)和氯氮卓盐(chlorazepate)。组合物还可包含谷氨酸受体调制剂，它可减少由谷氨酸受体介导的刺激作用。谷氨酸受体调制剂的实例包括可抑制通过AMPA、NMDA和/或谷氨酸受体的红藻氨酸盐的电流的试剂。组合物还可包括调节多巴胺受体的试剂，如抗精神病药、去甲肾上腺素受体和/或5-羟色胺受体。组合物还可包括影响通过电压门控钙通道、钾通道和/或钠通道的离子流的试剂。因此，用于治疗丘脑介导的障碍的组合物可包括一种或多种肉毒毒素，外加可减少神经传递的离子通道受体调制剂。
在某些实施方案中，含肉毒毒素的组合物外周给药，含其他可通过血脑屏障的药物试剂(如抗精神病药)的组合物可全身给药(如通过静脉内给药)，以获得所需的治疗效果。
在某些实施方案中，肉毒毒素可与一种溶液或组合物一起给予患者，所述溶液或组合物可局部降低靶组织环境的pH值。例如，含盐酸的溶液可用于局部暂时降低靶组织环境的pH值，以帮助神经毒素跨细胞膜转运。当组合物包含不具有功能性靶向部分(如与神经毒素受体结合的毒素部分)的肉毒毒素片段时，则降低局部pH值较为理想。以非限制性方式举例来说，包含毒素的蛋白水解结构域的肉毒毒素片段可与可降低靶组织局部pH值的试剂一起给予患者。在并非意在受任何特定理论限制的前提下，据认为，低pH值可帮助蛋白水解结构域的跨细胞膜转运，以使神经毒素片段可在细胞内产生毒性作用。靶组织的pH值只是暂时降低，以减少神经元和/或神经胶质损伤。
给药方法包括注射含上述肉毒毒素的组合物(如溶液)。在某些实施方案中，给药方法包括植入将肉毒毒素控制性释放至靶三叉神经组织的控释系统。例如，肉毒毒素可使用皮下植入物外周给药。此类控释系统减少了重复注射的需要。肉毒毒素的生物活性在组织中的扩散似乎是剂量的函数，并且可以分级。Jankovic J.，et al Therapy WithBotulinum Toxin，Marcel Dekker，Inc.，(1994)，第150页。这样，可以控制肉毒毒素的扩散，以减少可能影响患者认识能力的副作用。例如，给予肉毒毒素时可以使肉毒毒素主要作用于被认为涉及所选丘脑介导的障碍的神经系统，而对其他神经系统没有有害的副作用。
本发明还基于外周给予肉毒毒素可显著地和长时间地缓解多种不同的神经精神障碍这一发现。
在并非意在局囿于理论的前提下，根据本文所公开的方法外周给予肉毒毒素被认为可使肉毒毒素给予(通过肉毒毒素的逆行运送)至患者颅内部位，和/或减少到达患者颅内部位的传入感觉输入，从而影响涉及神经精神障碍的颅内神经元。
由此，神经精神障碍被认为来源于由多种应激因子(stress factor)影响的发作性阵发性皮质失调1。经过一段时间，皮质失调的发作，以及由此导致的神经精神障碍可在没有应激原输入的情况下发生。因此，发生神经精神障碍的诱发模型2，3是正确的。在诱发模型中，一段时间的反复低水平刺激可导致出现在没有进一步感觉输入的情况下也可发生神经精神障碍。已知脑可被诱发或致敏，以致强化了中枢神经系统内的途径，因而将来可在没有外来刺激时越来越频繁地出现例如抑郁症、轻躁狂、躁狂症、双相型障碍或癫痫的发作。发明人的神经精神障碍诱发理论得到了关于生理响应性和强化反应性的介绍的支持4。肉毒毒素可用于降低中枢神经系统的传入刺激，从而防止神经精神障碍————————————1Post RM，Silberstein SD.Shared mechanisms in affective illness，epilepsy，and migraine.Neurology.1994；44(suppl 7)S37-S47.
2Goddard GV，McIntyre DC，Leech CK，A permanent change in brain function resultingfrom daily electrical stimulation Exp Neurol.1969；25295-330.
3Post RM，Transduction of psychosocial stress into the neurobiology of recurrentaffective disorder.AM J Psychiatry，1992；149999-1010.
4Endicott NA Psychophysiological correlates of″bipolarity.″J Affect Disord.1989；1747-56.的进一步诱发。
因此，神经精神障碍可通过降低皮质的传入刺激而治疗。具体地说，将肉毒毒素给予至三叉神经和c2/c3传入神经附近的一个或多个部位，结果可为核尾(nucleus caudalis)中的反应性下降。这转而又降低了丘脑和其后的皮质传入感觉输入。已知c2/c3传入投射至三叉神经复合体中，并涉及到2级和3级神经元的致敏。值得注意的是，已经证明，外周皮下给予肉毒毒素可引起中枢(背角)神经元的致敏水平降低，所述神经元在解剖学上远离外周肉毒毒素注射部位。Aoki K.，etal.，Mechanisms of the antinociceptive effect of subcutaneous BotoxInhibition of peripheral and central nociceptive processing，Cephalalgia2003 Sep；23(7)649 ABS P3I14；Cui M.，et al.，Mechanisms of theantinociceptive effect of subcutaneous BotoxInhibition of peripheraland central nociceptive processing，Naunyn Schmiedebergs ArchPharmacol 2002；365(增补本2)R17.
因此，肉毒毒素可通过阻断神经精神障碍的发展来治疗神经精神障碍，所述神经精神障碍是由于从外周三叉感觉神经向皮质的反复感觉输入而导致的。值得注意的是，据报道，肉毒毒素可用于改变(缓解)慢性偏头痛的发展5，有证据表明三叉神经参与了偏头痛的发生。Bolay，H.，et al.，Intrinsic brain activity triggers trigeminal meningealafferents in a migraine model，Nature Medicine，vol 8(2)；Feb 2002136-142.还有证据表明，由于肉毒毒素能够抑制降钙素基因相关的肽从三叉感觉神经元上释放，从而可用于治疗偏头痛。Durham P.et al.，Regulation of calcitonin gene-related peptide secretion from trigeminalnerve cells by botulinum toxin type Aimplications for migraine therapy，Headache 2004 Jan；44(1)35-43.
因而，通过降低传入的三叉神经皮质刺激，外周给予肉毒毒素可除去可在中枢诱发产生神经精神障碍的外部应激原。使用这种可减少三叉-丘脑途径中皮质感觉输入的方法，可治疗或减轻的疾病包括中枢疼痛综合征，特别是中枢致敏的慢性疼痛综合征；中风后疼痛综合征；反射性交感神经营养不良；幻肢痛；异常性疼痛状态；慢性神经疾病，其中诱发是疾病过程的一部分；癫痫；神经精神障碍，包括情感障碍特别是双相型疾病，以及运动障碍。
因此，在根据本发明的方法中，当将肉毒毒素给予(即注射)至三叉神经分支和/或颈襻分支特别是C2和C3生皮节中，可对中枢神经系统产生调节作用。所靶向的三叉感觉神经末梢包括眶上神经、滑车上神经、耳颞神经、枕大神经和枕小神经。该方法可使向核尾的脊束(spinal tract)的感觉传入下降，从而降低向丘脑进而向皮质的中枢传入输入。
因此，根据本发明给予肉毒毒素达到所需的中枢作用，即通过减少三叉感觉输入，升高皮质水平上神经元诱发的阈水平，从而除去向皮质的诱发输入。通过此方法，可治疗中枢介导的神经精神障碍。因而，本发明的功效可归因于对皮质的诱发作用减弱，这是由于诱发作用减弱导致中枢介导的神经精神障碍的发展减缓或被治愈。
有证据表明将肉毒毒素给予感觉神经(如三叉神经)区域可减轻中枢致敏。Aoki K.，et al，Evidence for antinociceptive activity ofbotulinum toxin type A in pain management，Headache 2003 Jul；43(增补本1)S9-S15；Durham P.，et al.，Regulation of calcitonin gene-relatedpeptide secretion from trigeminal nerve cells by botulinum toxin type Aimplications for migraine therapy，Headache 2004 Jan；44(1)35-43.
因而，减弱三叉神经分布区域的传入冲动可减弱最初在脑干，随后在丘脑、感觉皮质和运动皮质的中枢传入。因此，神经精神障碍可通过例如抑制诱发作用，以及下调向中枢传入的感觉输入来治疗。
从颈丛分支至脊三叉神经核的尾段的输入包括枕大神经和枕小神经，它们穿过枕骨和枕骨下区域。其他神经包括耳大神经，以及颈部的前皮神经。在本发明优选的实施方案中，将肉毒毒素施用于分布在真皮区的这些三叉神经分支。
上述的治疗预期可长期地下调中枢神经系统活化，减少诱发。该作用不依赖于肌肉松弛。需要注射至三叉神经区和颈丛分支，而不是面部、颈部和头部肌肉。
上述治疗的目标是使对皮层人体模型(cortical homunculus)的作用最大化。使用三叉感觉系统方法，给予的每一单位肉毒毒素都对模型中头/面部代表区具有最大皮质作用，且副作用最小。这样可使每一单位外周给予的肉毒毒素都有最大中枢作用。
根据本发明所进行的方法的功效(治疗效果)的另一种理论解释是基于肉毒毒素可抑制几种不同的CNS神经递质(如乙酰胆碱)的神经元胞吐作用这一事实。已知胆碱能神经元存在于整个脑部。此外，胆碱能核(cholinergic nuclei)存在于基底神经节或基底前脑中，投射至涉及表情、行为和其他认识功能的脑区。这样，在本发明范围内的方法的靶组织包括神经毒素诱导的脑胆碱能系统如基底核或脚桥核的可逆去神经作用。例如，外周注射或外周植入肉毒神经毒素至三叉神经或三叉神经附近可使肉毒毒素逆行运输至胆碱能脑核，结果是(1)下调从胆碱能神经元靶部位的多巴胺能释放，这是由于毒素对胆碱能末梢的作用从脚桥核投射至腹侧被盖区；(2)减弱腹侧被盖区输出，这是由于毒素对胆碱能神经元的作用投射至腹侧被盖区。
或者，如本文所述使用肉毒毒素可抑制非乙酰胆碱神经递质的胞吐作用。例如，据认为一旦肉毒毒素的蛋白水解结构域被引入靶神经元中，毒素即可抑制任何神经递质从该神经元释放。因此，肉毒毒素可外周给予至含较多数目多巴胺能神经元的靶脑核中，以使神经毒素有效抑制多巴胺从这些神经元中释放。类似地，肉毒毒素可给予至其他核，例如中缝核以抑制5-羟色胺的胞吐作用，蓝斑以抑制去甲肾上腺素胞吐作用。
根据本发明使用的肉毒毒素可抑制化学或电信号在涉及神经精神障碍的发生、发展和/或维持的所选神经元组之间传递。所用肉毒神经毒素在使用的剂量水平上对暴露于神经毒素的细胞没有细胞毒性。使用的肉毒神经毒素可通过减少或防止神经递质从暴露于神经毒素的特定神经元中胞吐，从而抑制神经传递。或者，肉毒神经毒素可通过抑制暴露于毒素的特定神经元产生动作电位，而减少神经传递。由使用的肉毒神经毒素提供的神经精神障碍抑制作用可持续相对较长的时间，例如，超过2个月，并有可能持续数年。
根据本发明可用于治疗神经精神障碍的适当的肉毒神经毒素的实例包括由梭菌细菌如肉毒梭菌、丁酸梭菌和巴氏梭菌产生的肉毒神经毒素。肉毒毒素可选自A型、B型、C型、D型、E型、F型和G型肉毒毒素。在本发明的一个实施方案中，给予患者的肉毒神经毒素是A型肉毒毒素。A型肉毒毒素较为理想，这是由于它在人体中具有很高的效能，稳定的有效性，以及肌内注射给药时治疗肌肉障碍的已知用途。本发明还包括(a)通过以下步骤获得或加工的肉毒神经毒素的用途细菌培养、毒素提取、浓缩、防腐、冻干和/或恢复；和/或(b)修饰或重组肉毒神经毒素的用途，所述肉毒神经毒素即通过已知的化学/生物化学氨基酸修饰方法或者通过使用已知的宿主细胞/重组载体重组技术制备的使一个或多个氨基酸或者氨基酸序列有意缺失、修饰或替换的肉毒神经毒素，以及用这些方法制备的神经毒素的衍生物或片段。这些肉毒神经毒素变异体应保留抑制神经元之间神经传递的能力，同天然肉毒神经毒素相比，某些变异体可提供更长时间的抑制作用，或者可提供与暴露于肉毒神经毒素的神经元的更强的结合特异性。通过使用常规试验筛选变异体，识别出具有所需的抑制神经传递的生理作用的神经毒素，由此可选择出这些肉毒神经毒素变异体。
本发明中使用的肉毒毒素可在真空压力条件下，以冻干、真空干燥的形式保存在容器中，或者以稳定的液体保存。在冻干前，肉毒毒素可与可药用赋形剂、稳定剂和/或载体(如白蛋白)混合。冻干材料可使用盐水或水恢复，以生成含有准备给予患者的肉毒毒素的溶液或组合物。
组合物可只包括一种类型的肉毒神经毒素(如A型肉毒毒素)，作为活性组分抑制神经传递，但其他治疗组合物可包括两种或多种类型的肉毒神经毒素，其对于神经精神障碍可提供更强的治疗效果。例如，给予患者的组合物可包括A型肉毒毒素和B型肉毒毒素。给予含两种不同肉毒神经毒素的单一组合物可使每种肉毒神经毒素的有效浓度低于给予患者单一肉毒神经毒素时的浓度而仍然达到所需治疗效果。给予患者的组合物还可包含其他药物活性组分，如蛋白受体或离子通道调制剂，与一种或多种肉毒神经毒素相混合。这些调制剂有助于减少不同神经元之间的神经传递。例如，组合物可包含γ-氨基丁酸(GABA)A型受体调制剂，它可增强由GABAA受体介导的抑制作用。GABAA受体通过有效分流跨细胞膜电流来抑制神经元活性。GABAA受体调制剂可增强GABAA受体的抑制作用，减少电或化学信号从神经元传递。GABAA受体调制剂的实例包括苯并二氮卓类，如安定、奥沙西泮(oxaxepam)、劳拉西泮(lorazepam)、普拉西泮(prazepam)、阿普唑仑(alprazolam)、哈拉西泮(halazeapam)、氯氮平(chordiazepoxide)和氯氮卓盐(chlorazepate)。组合物还可包含谷氨酸受体调制剂，它可减少由谷氨酸受体介导的刺激作用。谷氨酸受体调制剂的实例包括可抑制通过AMPA、NMDA和/或谷氨酸受体的红藻氨酸盐的电流的试剂。组合物还可包括调节多巴胺受体的试剂，如抗精神病药、去甲肾上腺素受体和/或5-羟色胺受体。组合物还可包括影响通过电压门控钙通道、钾通道和/或钠通道的离子流的试剂。因此，用于治疗神经精神障碍的组合物可包括一种或多种肉毒毒素，外加可减少神经传递的离子通道受体调制剂。
优选地，外周给予肉毒神经毒素可通过将其给予至三叉神经或其附近，或者给予至三叉神经分支或三叉神经节核进行。这种给药方法使得肉毒神经毒素被给予至和/或影响所选的颅内靶组织。给药方法包括注射含上述肉毒神经毒素的溶液或组合物，以及包括植入将肉毒毒素控制性释放至靶三叉神经组织的控释系统。此类控释系统减少了重复注射的需要。肉毒毒素的生物活性在组织中的扩散似乎随剂量变化，并且可以分级。Jankovic J.，et al Therapy With Botulinum Toxin，Marcel Dekker，Inc.，(1994)，第150页。这样，可以控制肉毒毒素的扩散，以减少可能影响患者认识能力的有害副作用。例如，给予肉毒毒素时可以使肉毒毒素主要作用于被认为涉及所选神经精神障碍的神经系统，而对其他神经系统没有有害的副作用。
此外，肉毒神经毒素可与一种溶液或组合物一起给予患者，所述溶液或组合物可局部降低靶组织环境的pH值。例如，含盐酸的溶液可用于局部暂时降低靶组织环境的pH值，以帮助神经毒素跨细胞膜转运。当组合物包含不具有功能性靶向部分(如与神经毒素受体结合的毒素部分和/或转运结构域)的肉毒神经毒素片段时，则降低局部pH值较为理想。以非限制性方式举例来说，包含毒素的蛋白水解结构域的肉毒毒素片段可与可降低靶组织局部pH值的试剂一起给予患者。在并非意在局囿于任何特定理论的前提下，据认为，低pH值可帮助蛋白水解结构域的跨细胞膜转运，以使神经毒素片段可在细胞内产生毒性作用。靶组织的pH值只是暂时降低，以减少神经元和/或神经胶质损伤。
肉毒神经毒素可外周给药，含其他可通过血脑屏障的药物试剂(如抗精神病药)的组合物可全身给药(如通过静脉内给药)，以获得所需的治疗效果。
根据本发明采用的植入物可包括多种聚合物。例如，聚酐聚合物，Gliadel(Stolle R&D，Inc.，Cincinnati，OH)，聚羧苯氧丙烷和癸二酸以比例20∶80的共聚物已经用于制备植入物，并已经被外周植入以治疗恶性胶质瘤。聚合物和BCNU可共溶于二氯甲烷中，喷雾干燥形成微球体。然后使用压制模具将微球体压制成直径1.4cm、厚度1.0mm的圆盘状，在氮环境下包入铝箔袋中，通过2.2兆拉德的γ辐射灭菌。该聚合物可使卡莫司汀(carmustine)在2～3周内释放，但不能超过一年，因为聚合物会大部分降解掉。Brem，H.，et al，Placebo-ControlledTrial of Safey and Efficacy of Intraoperative Controlled Delivery byBiodegradable Polymers of Chemotherapy for Recurrent Gliomas，Lancet 345；1008-10121995.
在某些实施方案中，用于实施本文公开方法的植入物可通过将所需量的稳定的肉毒毒素(如未恢复的BOTOX或DYSPORT)与适当的聚合物溶于二氯甲烷的溶液混合而制备。该溶液可在室温下制备。然后将溶液转入培养皿中，使二氯甲烷在真空干燥器中挥发。根据所需的植入物大小和引入的神经毒素的量，引入合适量的干燥神经毒素的植入物在模具中于约8000p.s.i.下压制5秒或者约3000p.s.i.下压制17秒，形成包有神经毒素的圆盘状植入物。参见例如Fung L. K.et al.，Pharmacokinetics of Interstitial Delivery of Carmustine 4-Hydroperoxycyclophosphamide and Paclitaxel From a BiodegradablePolymer Implant in the Monkey Brain，Cancer Research 58；672-6841998.
根据本发明，用于外周给予至靶组织的所选肉毒毒素的量可根据多个标准而变化，这些标准例如所治疗的丘脑介导的障碍、其严重程度、涉及或待治疗的脑组织的范围、所选肉毒毒素的溶解特性，以及患者的年龄、性别、体重和健康状况。例如，受影响的脑组织区的范围被认为与注射的神经毒素的体积成正比，而丘脑介导的障碍抑制作用的量在大部分剂量范围内被认为与外周给予的肉毒毒素的浓度成正比。决定适当的给药途径和剂量的方法通常由主治医生根据具体情况来决定。这种决定方法对本领域技术人员来说是常规方法(参见例如Harrison＇s Principles of Internal Medicine(1998)，Anthony Fauci等编著，第14版，McGraw Hill出版)。
如果非A型肉毒毒素和A型肉毒毒素在给予至哺乳动物时具有大约相同程度的预防或治疗效果(尽管它们的持续时间会不同)，则它们的剂量是等价的。预防和治疗效果的程度可通过评价下述的患者功能提高标准来测定。
根据本发明方法，外周给予肉毒毒素的量在约10-4U/kg至约20U/kg(A型的单位)，或者等价U/kg的非A型肉毒毒素。如果是施用于小的靶脑核，约10-4U/kg的剂量可导致丘脑介导的障碍的抑制作用。外周给予少于约10-4U/kg的肉毒毒素不会导致显著的或持久的治疗效果。超过约20U/kg肉毒毒素(例如BOTOX)的外周剂量有全身作用的风险。因此，如本文所述，通过外周途径将肉毒毒素给予至涉及丘脑介导的障碍的颅内靶组织可有效减轻与待治疗的丘脑介导的障碍有关的症状，而不会引起显著的有害认知功能障碍。因此，与当前的全身治疗方式相比，本发明方法可提供更有选择性的治疗，其有害副作用更小。
在某些实施方案中，将约1单位至约40单位A型肉毒毒素或等价量的其他类型肉毒毒素给予至根据本发明的三叉神经和/或脊神经。在某些实施方案中，将约3单位至约30单位A型肉毒毒素或等价量的其他类型肉毒毒素给予至根据本发明的三叉神经或脊神经。在某些实施方案中，将约5单位至约25单位A型肉毒毒素或等价量的其他类型肉毒毒素给予至根据本发明的三叉神经或脊神经。在某些实施方案中，将约5单位至约15单位A型肉毒毒素或等价量的其他类型肉毒毒素给予至根据本发明的三叉神经或脊神经。
在某些实施方案中，一条或多条神经使用肉毒毒素注射以治疗丘脑介导的障碍眶上神经(两侧，每侧约5单位A型，或等价量的其他类型)，滑车上神经(每侧约5单位A型，或等价量的其他类型)，三叉神经的额支(每侧约12.5单位A型，或等价量的其他类型)，耳颞神经(每侧约20单位A型，或等价量的其他类型)，枕小神经(每侧约5单位A型，或等价量的其他类型)，和/或枕大神经(每侧约5单位A型，或等价量的其他类型)。在某些实施方案中，每个疗程所给予的总剂量为约105单位A型肉毒毒素，或等价量的其他类型。
在某些实施方案中，根据本发明范围内的方法所给予的肉毒毒素的具体量可根据以下情况而变化所治疗的丘脑介导的障碍的具体特征，包括其严重程度，以及其他各种患者参数，包括身体大小、体重、年龄和对治疗的反应性。作为一般性指导，通常每个疗程每个注射部位给予不少于约1单位不多于约50单位A型肉毒毒素(如BOTOX)。对于A型肉毒毒素如DYSPORT，每个疗程每次给药或每个注射部位给予不少于约2单位不多于约200单位A型肉毒毒素。对于B型肉毒毒素如MYOBLOC，每个疗程每次给药或每个注射部位给予不少于约40单位不多于约2500单位B型肉毒毒素。少于约1、2或40单位(分别为BOTOX、DYSPORT和MYOBLOC)则达不到预期的治疗效果，而超过约50、200或2500单位(分别为BOTOX、DYSPORT和MYOBLOC)可导致临床上出现可观察到的有害的肌肉低张性、虚弱和/或麻痹。
在某些实施方案中，每个注射部位每个疗程分别给予，对于BOTOX，不少于约2单位不多于约20单位A型肉毒毒素；对于DYSPORT，不少于约4单位不多于约100单位；对于MYOBLOC，不少于约80单位不多于约1000单位。
在某些实施方案中，每个注射部位每个疗程分别给予，对于BOTOX，不少于约5单位不多于约15单位A型肉毒毒素；对于DYSPORT，不少于约20单位不多于约75单位；对于MYOBLOC，不少于约200单位不多于约750单位。特别注意，每个疗程可有多个注射部位(即注射模式)。
值得注意的是，本发明范围内的方法可使患者功能提高。“患者功能提高”可定义为通过例如以下因素测定的提高疼痛减轻、卧床时间减少、离床活动增加、更健康的态度、更多样的生活方式和/或由于正常的肌紧张而痊愈。患者功能提高与生活质量(QOL)提高同义。QOL可使用例如已知的SF-12或SF-36健康调查记分方法评估。SF-36从以下八个方面评估患者的身体和精神健康身体功能、因身体问题角色受限、社会功能、身体疼痛、整体精神健康、因情绪问题角色受限、活力状况和整体健康感觉。所得分数可与从各种一般和患者群体获得的公开数据相比较。
根据本发明治疗丘脑介导的障碍的方法具有多种益处和优点，包括
1.可显著减轻或消除神经障碍如丘脑介导的障碍的症状。
2.每次注射神经毒素可在至少约2周至约6个月时间内，使用控释神经毒素植入物可在约1年至约5年时间内，减轻或消除丘脑介导的障碍的症状，3.皮内(或皮下)注射或植入肉毒毒素很少或没有显著的有害副作用。
4.本发明可导致以下有益的副作用患者活动性增强、态度更加积极以及生活质量提高。
以下非限制性实例为本领域技术人员提供了本发明范围内的可能的病例概况和具体方法，以治疗疾病，并非意在限制本发明的范围。在以下实施例中，可进行各种方式的肉毒毒素外周给药。例如，通过局部应用(乳膏或透皮贴剂)、皮下注射或皮下植入控释植入物。
实施例实施例1眶上和滑车上给予肉毒毒素眶上神经和滑车上神经分布于头皮和前额的额部。两条神经均为三叉神经的第一分支即眼支。眶上神经通过位于中瞳孔线的眶上孔出颅，它在沿眶上嵴的面中线外侧约2.5cm处。滑车上神经沿滑车上切迹中的眶腔的上中角出颅，它距眶上孔内侧约1.5cm。
眶上和滑车上给予肉毒毒素可在眶上孔区或滑车上切迹区进行。如果在眶上孔进行，应定位该区，使该部位皮肤隆起。针插入麻醉区到达骨骼。在下额肌水平上孔外侧注射约5单位肉毒毒素(如A型)。
滑车上神经可通过将针推入眶上嵴和鼻根的连接处内侧1.5cm到达。如前所述，注射约5单位肉毒毒素(如A型)。
如果注射在滑车上神经区进行，皮肤隆起应置于鼻根和眶上嵴连接处的鼻根上。沿整个眉部长度方向注入皮肤。当使用这种注射方法时，应警告患者可能会出现上眼睑和/或下眼睑肿胀。对于这种注射方法，通常每侧约5单位肉毒毒素(如A型)便足够，每侧不能注射超过20单位。由于任何注射中，都存在发生瘀斑或血肿的风险。
实施例2眶下给予肉毒毒素眶下神经分布于下眼睑、面颊内侧、上唇以及鼻子侧部。它是三叉神经第二部分即上颌支的分支。眶下神经从眶下孔中出颅，它位于眶下嵴下方1cm处，中瞳孔线中，面中线外侧约2.5cm。穿出眶下孔之后，眶下神经分为四个分支下眼睑支、鼻内支、鼻外支和下唇支。
眶下注射可以2种方式进行直接经皮肤注射或者经口内注射。应该按住眶下孔，将约5单位肉毒毒素(如A型)注射至围绕神经的管附近而不是其中。
如果进行口内注射，注射前对粘膜应用局部麻醉可使患者感觉舒适。用一只手的中指按住眶下孔，同时同一只手的拇指和食指抬起嘴唇。在按住眶下孔时，将针插入尖牙窝顶点处的下唇沟中。将大约5单位肉毒毒素(如A型)注射至眶下孔附近。
建议应警告患者眶下注射后可能发生下眼睑和瘀斑肿胀。此外，如果麻醉液注射进入眼眶，可发生过度疼痛、复视、突眼和失明。如果将针置于眶下缘上方或进入眶下孔，则以上反应的可能性增加。
实施例3颏神经给予肉毒毒素颏神经分布于下唇和颏部。它是三叉神经的第三部分即下颌部分的分支。颏神经从颏孔出颅，它位于中瞳孔线中，距面中线约2.5cm处。皮肤或口内方法均可用于注射颏神经。为经皮肤注射颏神经，应按住颏孔，并且做一个肉毒毒素皮肤隆起。然后，将针重新插入并到达颏孔附近但不进入。将约5单位肉毒毒素(如A型)注射至该区。或者，当使用口内方法时，使用一只手的中指按住颏孔，使用同一只手的拇指和食指抬起嘴唇。将针插入第一个二尖齿顶点处的下唇沟中，注射5单位肉毒毒素(如A型)。
实施例4使用肉毒毒素治疗癫痫23岁男性慢性癫痫患者，从童年时期即发病。这些可包括紧张性阵挛性运动，从右臂开始，经臂发展到面部。最终他可丧失感觉，并有持续约3分钟的全身发作。他的神经检查和头部MRI扫描显示正常。他可进行3种抗惊厥药物治疗双丙戊酸钠(Depakote)、得理多(Tegretol)和妥泰(Topamax)，他仍然大约每周发作一次。机动车辆管理部(The Department of Motor Vehicles，DMV)不准他驾驶。他的治疗历史可包括3个使用4cc稀释液的A型肉毒毒素疗程，并且使用如下的三叉神经靶向方法注射两侧眶上神经，每侧5单位，滑车上神经每侧5单位，三叉神经额支每侧12.5单位，耳颞神经每侧20单位，枕小神经每侧5单位，枕大神经每侧5单位。总剂量105单位。
在某些实施方案中，提及的肉毒单位是指A型肉毒毒素的单位。在某些实施方案中，采用的肉毒毒素不是A型，但具有与A型相同的单位等价量。他的发作控制可在第一次注射后4周提高，他现在可只依赖双丙戊酸钠，已经成功断掉其他2种抗惊厥药。他可6个月不发作癫痫。
实施例5使用肉毒毒素治疗中枢致敏慢性痛综合征一位60岁女性有慢性纤维肌痛患病史，在18个压痛点中有18个点呈阳性。她的治疗历史包括三环抗抑郁剂和高剂量加巴喷丁。尽管服用这些药物，她还需要不断增加剂量的麻醉药来控制疼痛。她可发生面部、头皮、颈部和肩带骨，以及沿肢体的异常性疼痛。甾族化合物触发点注射不能缓解。她可经历慢性日常头痛。随后，她使用三叉神经靶向方法，以A型肉毒毒素，4cc稀释液治疗，在上面提及的部位给予105单位。3个治疗周期后，她的总体身体疼痛随各治疗周期而减轻，以致现在她不再头痛，身体不适仅限于颈部和颏部。针对她的残留的不适，第四次治疗可包括增加肉毒治疗的剂量和部位，如下除上述部位之外，通过每侧以15单位注射颈脊柱旁肌肉治疗颈感觉支，每侧以15单位治疗咬肌运动支。所给总剂量为165单位。她不再需要每天口服药物，她的疼痛可消退。
实施例6使用肉毒毒素治疗中风后中枢痛综合征一位患有高血压和糖尿病的80岁男性患有与丘脑有关的中风。三个月后，他可发生dyesthesia(对肢体进行刺激后产生定位不准的灼痛感)、痛觉过度(对疼痛刺激的过高反应)和异常性疼痛(对无痛刺激仍然感觉疼痛)。静脉内注射利多卡因和大量口服阿片，病情未见好转。阿米替林、得理多和拉莫三嗪也证明不起作用。他每次使用三叉神经靶向方法以A型肉毒毒素4cc稀释液治疗。经过6个星期的治疗，疼痛完全缓解。
实施例7使用肉毒毒素治疗区域疼痛综合征一位40岁女性，由于跌倒造成右下肢腓骨骨折，需要手术稳定，由此发生反射性交感神经营养不良。尝试沿疼痛的皮肤皮下注射A型肉毒毒素，疼痛未缓解。此治疗后患者抱怨腿部肌肉疲劳加剧。她患有慢性肾衰竭，对口服治疗具有抗性。可采用三叉神经靶向方法，使用上述病例中建立的方案。仍然注射105单位。2个治疗周期之后，她的疼痛减轻到她可以开始再次进行运动项目了。
实施例8使用肉毒毒素治疗幻肢痛一位68岁患有糖尿病的女性，由于外周血管疾病而进行左膝上截肢。她有严重的残存左脚疼痛，晚上无法入睡。她试过催眠但没有效果。她服用去甲替林和加巴喷丁，对睡眠有些帮助，但对疼痛没有帮助。以A型肉毒毒素进行三叉神经靶向治疗2个周期后，她能够整夜睡眠而无不适。
实施例9使用肉毒毒素治疗脱髓鞘病一位28岁女性患有不断复发缓和的多发性硬化，依赖于重组干扰素β-1b，大约每年复发两次。她很难忍受其他MS免疫调节治疗。她童年时患过风湿热。因此，其他可用的MS调节治疗不适用于她。绝望中，她采用了A型肉毒毒素三叉神经靶向治疗，使用标准的105单位剂量。4个治疗周期之后，她只在第一个月中复发过一次，她的脑MRI扫描显示损伤未增加。
实施例10使用肉毒毒素治疗双相型障碍一位24岁的女性患者表现从抑郁到欣快的快速情绪转换循环，她需要经常被精神病院收容，诊断患有双相型障碍。将三十单位肉毒毒素皮下给予至三叉神经分支和颈丛附近。特别地，以下位置的一处或多处可给予(如注射)肉毒毒素(1)三叉神经的眼支的额支在眼眶处分为滑车上神经和眶上神经。滑车上神经从滑车和眶上孔之间的眼眶穿出。眶上神经经过眶上孔从眼眶的下面穿出。三叉神经的滑车上和眶上神经分支可通过眶上孔或切迹定位，以便向其给予肉毒毒素。然后这两条神经从额肌之下骨膜之上穿过。因此，肉毒毒素可给予至额肌之下骨膜之上，以注入三叉神经的这些外周分支(滑车上神经和眶上神经)中。(2)三叉神经的耳颞支从三叉神经的上颌支上行，在颞下颌连接点区域穿出，可在此位置给予肉毒毒素。(3)三叉神经的浅层颞支与浅层颞动脉相伴，它很容易地被按住以沿其路径给予肉毒毒素。(4)三叉神经颈支产生枕大神经和枕小神经，在乳突和枕外隆凸点中间的可按住的枕动脉的内侧和外侧，它们穿过颈嵴的位置，可对其给予肉毒毒素。(5)三叉神经的下颈神经的分支可在它们贯穿半棘肌和斜方肌的位置注射肉毒毒素。因此，可将肉毒毒素给予例如这五个三叉神经分支位点的一处或多处。治疗后，患者的双相型障碍在几周内改善。
实施例11使用肉毒毒素治疗疼痛患者为30多岁的女性，5年前踝骨骨折后患上反射性交感神经营养不良，影响右下肢体的状态。疼痛经医学治疗无效，包括使用A型肉毒毒素注射至疼痛处的皮肤。然而，后来将A型肉毒毒素注射至三叉神经和颈丛感觉分支(如实施例10所述)，她的疼痛逐渐消失，到第四个三个月的周期时，她可停止所有的医学治疗，已实现功能正常。
实施例12使用肉毒毒素治疗癫痫患者为48岁男性，患有继发性部分感觉性癫痫发作。他经常发生全身紧张性阵挛性癫痫发作，医学治疗效果不佳。可考虑迷走神经刺激物(vagal nerve stimulator，VNS)，因其已被证明是部分发作源。推测的VNS作用机制为皮质传入可由刺激迷走神经而下调。然而，VNS可加重睡眠呼吸暂停，由于这成为患者的大问题，VNS可替换为A型肉毒毒素注射于三叉神经和颈丛的感觉分支附近，如上述实施例10所述。两个治疗周期后，患者的发作第一次实现可由标准口服抗惊厥药控制。使用的注射技术包括三叉神经分支和颈丛，可不必进行整容，即使用该技术下面部肌肉和肢体肌肉强度可被保持。
实施例13使用A型肉毒毒素治疗精神分裂症
48岁男性，在日常生活中动力和兴趣减少。患者说他可听见嗓音。患者常规监视6个月。在监视期间，症状逐渐恶化，患者被诊断患有精神分裂症。将三十单位肉毒毒素皮下给予三叉神经分支和颈丛附近，如实施例10所述。在48小时内患者可出院，几(1～7)天内即显示精神分裂症阳性症状显著改善(缓解)。在约2到约6个月之间，精神分裂症阳性症状保持显著减轻。为了进一步治疗缓解，带有适当量肉毒毒素(如A型肉毒毒素)的一个或多个聚合物植入物可置于靶组织部位。
实施例14使用B型肉毒毒素治疗精神分裂症68岁女性，先前曾诊断为精神分裂症并进行了治疗，现在想尝试新的治疗方案。她遵照医生的建议，进行肉毒毒素治疗。将从200至约2000单位B型肉毒毒素制剂(如Neurobloc或InnervateTM)，通过将肉毒毒素皮下注射至三叉神经分支和颈丛附近而给予至脚桥核，如实施例10所述。在48小时内患者可出院，几(1～7)天内即显示精神分裂症阳性症状显著改善(缓解)。她的幻觉几乎完全消失。在约2到约6个月之间，精神分裂症阳性症状保持显著减轻。为了进一步治疗缓解，带有适当量B型肉毒毒素的一个或多个聚合物植入物置于靶组织部位。
实施例15使用C1-G型肉毒毒素治疗精神分裂症71岁女性患有思维模式混乱(disordered thought pattern)以及听幻觉和视幻觉而住院治疗。将从1至100单位C1、D、E、F或G型肉毒毒素通过皮下注射至三叉神经分支和颈丛附近而给予至脚桥核，如实施例10所述，以在化学上去除至腹侧被盖区的兴奋性胆碱能投射。在48小时内患者可出院，几(1～7)天内即可使所有幻觉显著缓解，并在约2到约6个月之间，精神分裂症症状保持显著减轻。为了进一步治疗缓解，带有适当量C1、D、E、F或G型肉毒毒素的一个或多个聚合物植入物可置于靶组织部位。
实施例16使用A型肉毒毒素治疗阿尔海默氏病85岁男性患者住院治疗，他的精神敏度进行性下降，无法记起如何进行简单的操作，如刷牙或梳头。其他方面对85岁老人来说还算相当健康的。他诊断患有晚期阿尔海默氏病。将约三十单位A型肉毒毒素通过皮下注射至三叉神经分支和颈丛附近而给予至蓝斑，如实施例10所述。
尽管患者的失忆无法完全康复，但患者显示的精神病症状可在以下时间内减轻并可保持基本缓解在每次毒素注射约2个月至约6个月内，或者根据植入聚合物的具体释放特性和其上带有的肉毒毒素的量在约1到5年的时间内。
实施例17使用B-G型肉毒毒素治疗阿尔海默氏病实施例16中的患者可使用如实施例10中提出的方法进行等价性治疗，治疗使用水溶液形式或者适当的皮下神经毒素植入物形式的约1单位至约1000单位之间的B、C1、D、E、F或G型肉毒毒素。治疗后，精神病症状在1～7天内消退，并且可在以下时间内保持基本缓解每次毒素注射约2个月至约6个月内，或者根据植入物聚合物的具体释放特性和其上带有的肉毒毒素的量在约1至5年的时间内。
实施例18使用A型肉毒毒素治疗躁狂症44岁男性诊断患有躁狂症。将三十单位A型肉毒毒素皮下、非肌内注射至三叉神经分支和颈丛附近，如实施例10所述。患者的躁狂症症状在1～7天内消退，并且可在以下时间内保持基本缓解每次毒素注射约2个月至约6个月内，或者根据插入的植入物聚合物的具体释放特性和其上带有的肉毒毒素的量在约1至5年的时间内。值得注意的是，躁狂行为显著减轻，患者具有控制显著变好的行为模式。
实施例19使用B-G型肉毒毒素治疗躁狂症实施例18中的患者可使用相同的方案和靶向方法进行等价性治疗，治疗使用水溶液形式或者适当的神经毒素植入物形式的约1单位至约1000单位之间的B、C1、D、E、F或G型肉毒毒素。治疗后，症状在1～7天内消退，并且在以下时间内保持基本缓解每次毒素注射约2个月至约6个月内，或者根据植入物聚合物的具体释放特性和其上带有的肉毒毒素的量在约1至5年的时间内。可将植入物植入实施例10所述的一个或多个位置。
实施例20使用A型肉毒毒素治疗癫痫惯用右手的22岁女性患者有癫痫发病史。基于MRI和EEG记录研究，可诊断为颞叶癫痫。将可提供约5～50单位神经毒素(如A型肉毒毒素)的植入物皮下插入三叉神经分支和颈丛附近，如实施例10所述。癫痫发作在两周内显著减轻，并且在以下时间内保持基本缓解每次毒素注射约2个月至约6个月内，或者根据植入物聚合物的具体释放特性和其上带有的肉毒毒素的量在约1至5年的时间内。
实施例21使用B-G型肉毒毒素治疗癫痫以上实施例20中的患者可使用相同的方案和靶向方法进行等价性治疗，治疗使用溶液形式或者适当的神经毒素植入物形式的约1单位至约1000单位之间的B、C1、D、E、F或G型肉毒毒素。可将植入物植入实施例10所述的一个或多个位置。治疗后，癫痫发作在1～7天内消退，并且在以下时间保持基本缓解每次毒素注射约2个月至约6个月内，或者根据植入物聚合物的具体释放特性和其上带有的肉毒毒素的量在约1至5年的时间。
除了以上叙述，本发明的各种修改对于本领域技术人员来说可从以上叙述显而易见地得到。此类修改也应落入所附权利要求的范围之中。本申请中所引用的参考文献通过援引的方式全部纳入本文。上面提及的所有参考文献、文章、专利、申请和公开文本均通过援引的方式全部纳入本文。
权利要求
1.一种用于治疗神经障碍的药物，所述药物包括给予至神经障碍患者的三叉神经从而治疗神经障碍的肉毒毒素。
2.权利要求1的药物，其中所述肉毒毒素选自A、B、C1、D、E、F和G型肉毒毒素。
3.权利要求1的药物，其中所述肉毒毒素是A型肉毒毒素。
4.权利要求1的药物，其中所述肉毒毒素通过皮下给药。
5.权利要求1的药物，其中所述肉毒毒素通过非肌内给药。
6.一种用于治疗神经障碍的药物，所述药物包括一种肉毒毒素，所述肉毒毒素以治疗有效量通过皮下、非肌内给予至神经障碍患者的三叉感觉神经或者三叉感觉神经附近，从而可通过减少神经障碍症状的发生来治疗神经障碍。
7.权利要求6的药物，其中所述肉毒毒素选自A、B、C1、D、E、F和G型肉毒毒素。
8.一种预防发生神经障碍的药物，所述药物包括一种肉毒毒素，所述肉毒毒素给予至有发生神经障碍倾向的患者的三叉感觉神经或三叉感觉神经附近，从而预防发生神经障碍。
9.权利要求8的药物，其中所述肉毒毒素选自A、B、C1、D、E、F和G型肉毒毒素。
10.权利要求8的药物，其中所述肉毒毒素是A型肉毒毒素。
11.权利要求8的药物，其中所述肉毒毒素给药量在约1单位至约3,000单位之间。
12.权利要求8的药物，其中给药通过局部或皮下给予肉毒毒素进行。
13.一种治疗神经障碍的药物，所述药物包括一种肉毒毒素，所述肉毒毒素以有效量给予至三叉感觉神经，从而治疗神经障碍。
14.权利要求13的药物，其中所述肉毒毒素选自A、B、C1、D、E、F和G型肉毒毒素。
15.权利要求13的药物，其中所述肉毒毒素是A型肉毒毒素。
16.一种治疗丘脑介导的障碍的药物，所述药物包括一种肉毒毒素，所述肉毒毒素用于接触三叉感觉神经，从而治疗丘脑介导的障碍。
17.权利要求16的药物，其中所述三叉感觉神经选自眼神经、上颌神经、下颌神经、眶上神经、滑车上神经、眶下神经、泪腺神经、鼻睫神经、上牙槽神经、颊神经、舌神经、下牙槽神经、颏神经以及耳颞神经。
18.权利要求16的药物，其中所述丘脑介导的障碍是癫痫、慢性痛或两者。
19.权利要求18的药物，其中所述慢性痛选自中枢致敏慢性痛、中风后中枢疼痛、区域性疼痛、幻肢痛和脱髓鞘病疼痛。
20.权利要求16的药物，其中所述肉毒毒素外周给予至三叉感觉神经或者三叉神经附近，以使肉毒毒素与三叉神经接触。
21.一种治疗丘脑介导的障碍的药物，所述药物包括肉毒毒素，所述肉毒毒素用于接触选自下列的神经从而治疗丘脑介导的障碍眼神经、上颌神经、下颌神经、眶上神经、滑车上神经、眶下神经、泪腺神经、鼻睫神经、上牙槽神经、颊神经、舌神经、下牙槽神经、颏神经或耳颞神经、枕小神经和枕大神经。
22.一种治疗神经精神障碍的药物，所述药物包括一种肉毒毒素，所述肉毒毒素给予至神经精神障碍患者的三叉神经，从而治疗神经精神障碍。
23.权利要求22的药物，其中所述肉毒毒素选自A、B、C1、D、E、F和G型肉毒毒素。
24.权利要求22的药物，其中所述肉毒毒素是A型肉毒毒素。
25.权利要求22的药物，其中所述肉毒毒素通过皮下给药。
26.权利要求22的药物，其中所述肉毒毒素通过非肌内给药。
27.一种用于治疗神经精神障碍的药物，所述药物包括一种肉毒毒素，所述肉毒毒素以治疗有效量通过皮下、非肌内给予至神经精神障碍患者的三叉感觉神经或者三叉感觉神经附近，从而可通过减少神经精神障碍症状的发生来治疗神经精神障碍。
28.权利要求27的药物，其中所述肉毒毒素选自A、B、C1、D、E、F和G型肉毒毒素。
29.一种预防发生神经精神障碍的药物，所述药物包括一种肉毒毒素，所述肉毒毒素给予至有发生神经精神障碍倾向的患者的三叉感觉神经或三叉感觉神经附近，从而预防发生神经精神障碍。
30.权利要求29的药物，其中所述肉毒毒素选自A、B、C1、D、E、F和G型肉毒毒素。
31.权利要求29的药物，其中所述肉毒毒素是A型肉毒毒素。
32.权利要求29的药物，其中所述肉毒毒素给药量在约1单位至约3,000单位之间。
33.权利要求29的药物，其中给药通过局部或皮下给予肉毒毒素进行。
34.一种治疗神经精神障碍的药物，所述药物包括A型肉毒毒素，所述肉毒毒素以有效量给予至三叉感觉神经，从而治疗神经精神障碍。
35.权利要求34的药物，其中所述肉毒毒素选自A、B、C1、D、E、F和G型肉毒毒素。
36.权利要求35的药物，其中所述肉毒毒素是A型肉毒毒素。
全文摘要
用于预防或治疗神经精神障碍和/或神经障碍(包括丘脑介导的神经障碍)的方法和药物。神经精神障碍和/或神经障碍(包括丘脑介导的障碍)可通过将含肉毒毒素的药物外周给予至三叉感觉神经或其附近来治疗，从而可预防或治疗神经障碍和/或神经精神障碍。
文档编号A61K38/48GK1874786SQ200480032249
公开日2006年12月6日 申请日期2004年10月26日 优先权日2003年10月29日
发明者A·M·布卢门菲尔德 申请人:阿勒根公司