Botulinumtoxin
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| Andere Namen |
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Vorhandene Strukturdaten: siehe UniProt-Eintrag }} | |||||||||||||
| Eigenschaften des menschlichen Proteins
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| Masse/Länge Primärstruktur | 447+848 AS (L+S)
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| Sekundär- bis Quartärstruktur | Heterodimer L+S
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| Kofaktor | Zn2+
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| Präkursor | 1296 Aminosäuren; 146 kDa
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| Wirkstoffklasse | Muskelrelaxans
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| Reaktionsart | Hydrolyse
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| Substrat | Proteine der Neuroexozytose, Synaptobrevine, Syntaxine
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Botulinumtoxin (BTX), auch Botulinum-Neurotoxin (BoNT), Botox (umgangssprachlich), Botulismustoxin, Botulinustoxin, Botulin ist ein Sammelbegriff für mehrere sehr ähnliche neurotoxische Proteine. Die Neurotoxine werden von verschiedenen Stämmen der Bakterienspezies Clostridium botulinum, Clostridium butyricum, Clostridium baratii sowie Clostridium argentinense<ref>E. J. Schantz, E. A. Johnson: Properties and use of botulinum toxin and other microbial neurotoxins in medicine. In: Microbiol Rev. 1992;56, S. 80–99.</ref> gebildet und ausgeschieden; es sind damit Exotoxine.<ref name="olson">Kent R. Olson: Poisoning & drug overdose. 4. Auflage, McGraw-Hill Professional, 2004, ISBN 0-8385-8172-2, S. 136–138.</ref>
Die Wirkung dieser Proteine beruht auf der Hemmung der Erregungsübertragung von Nervenzellen, was neben Störungen des vegetativen Nervensystems insbesondere eine Muskelschwäche bis hin zum Stillstand der Lungenfunktion zur Folge haben kann. Botulinumtoxin ist für Lebewesen wie den Menschen ein tödliches Gift. Die LD50-Werte für Mäuse betragen 3 ng/kg bei Inhalation<ref>Diane O. Fleming, Debra Long Hunt: Biological Safety: Principles and Practices. ASM Press, 2000, S. 267.</ref> bis 4 ng/kg bei subkutaner Aufnahme.<ref name="PMID3564058">H. Bigalke, H. Müller, F. Dreyer: Botulinum A neurotoxin unlike tetanus toxin acts via a neuraminidase sensitive structure. In: Toxicon : official journal of the International Society on Toxinology. Band 24, Nummer 11–12, 1986, S. 1065–1074, {{#invoke:Vorlage:Handle|f|scheme=doi|class=plainlinks|parProblem=Problem|errCat=Wikipedia:Vorlagenfehler/Parameter:DOI|errClasses=error editoronly|errHide=1|errNS=0 4 10 100}}, PMID 3564058.</ref>
Die Vergiftung mit Botulinustoxinen wird Botulismus genannt und ist eine gefürchtete Lebensmittelvergiftung. Sie kann auch infolge von Darminfektionen und Wundinfektionen mit C. botulinum auftreten. Seit den 1980er-Jahren werden die von dem Bakterium erzeugten toxischen Proteine zu medizinischen Zwecken eingesetzt, vorwiegend zur Behandlung neurologischer Bewegungsstörungen (Dystonie, Spastik, Sialorrhoe). Die Verwendung in der kosmetischen Medizin zur vorübergehenden Abschwächung von Falten (Wirkungsdauer 3–6 Monate) ist in Deutschland seit 1993 zugelassen,<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref> wird aber aufgrund der dadurch bedingten massiven Zunahme von Tierversuchen heftig kritisiert.<ref name="ÄgT" /><ref name="Botrill">K. Botrill: Growing old disgracefully: The cosmetic use of botulinum toxin. In: ATLA. 31 2003, S. 381–391.</ref><ref name="PMID15560750">M. Balls: Botulinum toxin testing in animals: the questions remain unanswered. In: Alternatives to laboratory animals: ATLA. Band 31, Nummer 6, Dezember 2003, S. 611–615, PMID 15560750 (Review).</ref> Außerdem besteht das Risiko gravierender Nervenschäden ohne medizinische Notwendigkeit für den Eingriff.
Clostridium botulinum kommt ubiquitär im Erdboden wie im Sediment von Gewässern vor und bildet widerstandsfähige Endosporen, ebenso wie Clostridium tetani, welches das strukturell ähnliche Tetanustoxin produziert. Welchen evolutionären Nutzen solche für den Wirt pathogenen Wirkstoffe dem parasitierenden Mikroorganismus bringen, ist Gegenstand der Diskussion.<ref name="Levin">B. R. Levin: The evolution and maintenance of virulence in microparasites. In: Emerging infectious diseases. Band 2, Nummer 2, 1996 Apr-Jun, S. 93–102, doi:10.3201/eid0202.960203, PMID 8903208, }} PMC 2639826 (freier Volltext{{#if:|, PDF}}).</ref>
Geschichte
Der Botulismus wurde im Februar 1815 vom württembergischen Arzt und Dichter Justinus Kerner das erste Mal wissenschaftlich beschrieben. Kerner erkannte 1820 den Wirkungsmechanismus des Toxins als Hemmung der Nervenleitung und schlug 1822 das Gift, das er als „Fettgift“ und „Fettsäure“ bezeichnete,<ref name="botoxaest1-2">Boris Sommer, Gerhard Sattler: Botulinumtoxin in der ästhetischen Medizin. 3. Auflage, Georg Thieme Verlag, 2006, ISBN 3-13-137673-2, S. 1–2.</ref> in extrem niedrigen Dosen als Arzneistoff für verschiedene nervöse Störungen vor.<ref>Peter Moore, Markus Naumann: Handbook of botulinum toxin treatment. 2. Auflage, Wiley-Blackwell, 2003, ISBN 0-632-05957-5, S. 3.</ref> Die Mediziner Rupprecht und Müller bezeichneten 1868 die Vergiftung erstmals als Botulismus.<ref>Aus der Natur: die neuesten Entdeckungen auf dem Gebiet der Naturwissenschaften. Band 31–34, 1868, S. 346.</ref>
Das die Vergiftungen verursachende Bakterium wurde 1895–1897 von Emile van Ermengem, einem belgischen Bakteriologen, bei der Untersuchung von Schinken, der damit befallen war und zu drei Todesfällen führte, isoliert. Van Ermengem nannte den Mikroorganismus zunächst Bacillus botulinus, heute wird er als Clostridium botulinum bezeichnet. Schon 1897 stellte Walter Kemper das erste Antiserum gegen Botulinustoxin A her.<ref name="botoxaest1-2" />
Nachdem ab den 1920er-Jahren Botulinumtoxine in größeren Mengen gewonnen werden konnten, gelang 1946 Carl Lammanna in Fort Detrick (Maryland) am USAMRIID die Reindarstellung des Toxintyps A. Dabei wurde der schon früher vermutete Aufbau aus zwei verschiedenen Proteinketten verifiziert.
1949 wiesen Burgen, Dickens und Zatman in London die Hemmung der Acetylcholinsekretion als Ursache der Muskellähmung durch Botulinumtoxin A nach.<ref name="botoxtreat">Peter Moore, Markus Naumann: Handbook of botulinum toxin treatment. 2. Auflage, Wiley-Blackwell, 2003, ISBN 0-632-05957-5, S. 4.</ref> Bis um 1970 wurden insgesamt sieben verschiedene Neurotoxin-Serotypen (A, B, C1, D, E, F und G) isoliert.
1973–1978 wurde das Protein erstmals unter Schantz nach einem durch die FDA zugelassenen Verfahren an Freiwilligen als Arzneistoff getestet und 1980 durch Scott erstmals zur Medikation von Strabismus (Schielen) eingesetzt. 1989 erteilte die US-amerikanische Zulassungsbehörde FDA die erste Arzneimittelzulassung für ein Botulinumtoxin-Präparat. Unter dem Namen Oculinum wurde Botulinumtoxin A für die Indikationen Nystagmus („Augenzittern“) und Blepharospasmus (Lidkrampf) zugelassen. Nachdem die Firma Allergan das Produkt 1991 vom damaligen Hersteller übernommen hatte, wurde der Handelsname 1992 in Botox abgeändert. 1993 erfolgte die Zulassung von Botox in Deutschland, ebenso die des Wettbewerberprodukts Dysport (Ipsen).<ref>Martina Kerscher: Dermatokosmetik. Steinkopff Verlag, 2. Auflage, 2009. ({{#if: sBBXbhwi5mYC
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Innerhalb weniger Jahre kamen als weitere Indikationen Spastiken der Gesichtsmuskulatur und Beine, Torticollis spasmodicus (zervikale Dystonie, „Schiefhals“) sowie Sialorrhoe („vermehrter Speichelfluss“) hinzu.<ref name="botoxaest1-2" />
1992 veröffentlichten J. und A. Carruthers einen Bericht<ref name="c&c1992">J. Carruthers, A. Carruthers: Treatment of Glabellar Frown Lines with C. Botulinum-A Exotoxin. In: J. Dermatol. Surge Oncol. 18:(1992), S. 17–21.</ref> über einen vorübergehenden abschwächenden Effekt von Botulinustoxin A auf Hautfalten (Wirkungsdauer 3–6 Monate).<ref name="PMID14507232">J. E. Frampton, S. E. Easthope: Botulinum toxin A (Botox Cosmetic): a review of its use in the treatment of glabellar frown lines. In: American journal of clinical dermatology. Band 4, Nummer 10, 2003, S. 709–725, PMID 14507232 (Review).</ref> Seither wurde das Toxin im kosmetischen Bereich off-label eingesetzt. Eine Zulassung für diese Verwendung erhielten Präparate erst ab 2002.<ref name="ÄgT" />
Seit 2001 wird auch Botulinumtoxin B zur Behandlung der zervikalen Dystonie verwendet.<ref name="botoxtreat" />
Etymologie
Die Namen für das Bakterium und das Toxin sind von dem lateinischen Wort botulus ‚Wurst‘ abgeleitet, ebenso wie die schon zuvor eingeführte Bezeichnung Botulismus für das Krankheitsbild bei einer Wurstvergiftung. Der Grund ist, dass Vergiftungen mit dem Botulinumtoxin früher häufig im Zusammenhang mit Wurst oder Wurstkonserven standen. Darauf beruht auch die historische Bezeichnung Wurstgift (englisch sausage poison).<ref>Frank J. Erbguth, Markus Naumann: Historical aspects of botulinum toxin: Justinus Kerner (1786–1862) and the "sausage poison". In: Neurology. Vol. 53, Issue 8, 1. November 1999, S. 1850.</ref>
Das hauptsächlich den Botulismus verursachende Bakterium Clostridium botulinum ist ubiquitär als Spore anzutreffen.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref> Das Bakterium benötigt nichtsaure, extrem sauerstoffarme Milieubedingungen, um auszukeimen und das Toxin zu produzieren. Solche Bedingungen sind in Wurst- und Gemüsekonserven sowie vakuumverpackten Lebensmitteln meist gegeben; zudem gilt die anaerobe Kernzone von Fleisch und Wurst meist als exzellentes Substrat für das Wachstum von Clostridium.<ref name="woern">Eintrag zu „Botulismus“ im Lexikon der Ernährung. Wissenschaft-Online-Lexika, abgerufen am 11. Dezember 2009.</ref>
Struktur
Botulinumtoxine sind hochmolekulare Proteinkomplexe aus der Gruppe der AB-Toxine, die aus zwei Teilen bestehen: Teil A als der leichten Kette, dem eigentlichen lähmend (paralytisch) wirkenden Neurotoxin, sowie Teil B als der schweren Kette, einem nichttoxischen Protein, das eine Bindung an Nervenzellen und eine Aufnahme vermittelt. Über eine Disulfidbrücke sind die beiden Bestandteile miteinander verbunden. Der leichtere neurotoxische Teil ist eine zinkhaltige Endopeptidase. Der B-Teil bindet an die präsynaptische Membran von Nervenzellen.<ref name="woern" /> Nach Aufnahme in synaptische Vesikel bildet der N-Terminus der schweren Kette durch die Absenkung des pH-Werts eine Membranpore. Zudem wird die Disulfidbrücke gespalten, wodurch die neurotoxische leichte Kette ins Cytosol diffundieren kann.
Der B-Teil schützt das Neurotoxin vor dem proteolytischen Abbau im sauren Milieu des Magens nach oraler Applikation, so dass das Toxin biologisch verfügbar bleibt und Vergiftungen auslösen kann.<ref>Ralf Stahlmann: Botulinumtoxine. In: Deutsche Apothekerzeitung, Nr. 34, S. 46, 2012.</ref> Der Komplex dissoziiert jedoch bei neutralem pH-Wert des Gewebes und ist nicht mehr stabil.<ref>Flora Chen, Geoffrey M. Kuziemko, Raymond C. Stevens: Biophysical Characterization of the Stability of the 150-Kilodalton Botulinum Toxin, the Nontoxic Component, and the 900-Kilodalton Botulinum Toxin Complex Species. In: Infect Immun., 1998 Jun; 66(6), S. 2420–2425.</ref> Ebenfalls instabil wird das Protein bei längerem Erhitzen. Bei der therapeutischen Applikation des Botulinumtoxins haben die Komplexproteine daher keine wesentliche Funktion und tragen nicht zur Wirksamkeit bei. Diskutiert wird allerdings, ob Unterschiede in der klinischen Wirksamkeit der zugelassenen Medikamente (zum Beispiel die Diffusionskapazität bzw. Ausbreitungsfähigkeit) auf die unterschiedlichen Arten der vorhandenen Hüllproteine zurückzuführen sein können.
Toxintypen
Serologisch unterscheidet man die Botulinumtoxine in die Typen A bis G, von denen A und B medizinisch genutzt werden. Lediglich die Typen A, B, E und F sind toxisch für den Menschen.<ref name="roempp-lc" /> Die Botulinumtoxine besitzen eine große Ähnlichkeit in Bezug auf ihre Struktur und biochemische Wirkung mit dem ebenfalls von Clostridien (Clostridium tetani) gebildeten Tetanustoxin.<ref name="wobio">Botulinustoxin. In: Lexikon der Biologie. Wissenschaft-Online-Lexika; abgerufen am 11. Dezember 2009.</ref>
| Typ | Einige Organismen, in denen der Typ wirksam ist<ref name="wobio" /> | Toxisch für Menschen<ref name="roempp-lc">G. Eisenbrand (Hrsg.), P. Schreier (Hrsg.): RÖMPP Lexikon Lebensmittelchemie. 2. Auflage, Thieme-Verlag, 2006, ISBN 3-13-736602-X, S. 148–149.</ref> | UniProt / UNII | Varianten, Anmerkungen |
|---|---|---|---|---|
| A | Mensch (hauptsächlich USA), Küken | ja | | UniProt }} {{#if:|{{{titel}}}|P0DPI0}}{{#if:|Vorlage:Abrufdatum}} {{#if: | | UniProt }} {{#if:|{{{titel}}}|P0DPI1}}{{#if:|Vorlage:Abrufdatum}} (A1) {{#if: | | UniProt }} {{#if:|{{{titel}}}|Q45894}}{{#if:|Vorlage:Abrufdatum}} (A2) UNII: E211KPY694 |
Das medizinisch genutzte BoNT/A existiert in verschiedenen nativen, d. h. komplexierten Formen<ref group="A" name="ona" /><ref group="A" name="abo" /><ref group="A" name="leti" /><ref group="A" name="nivo" /><ref group="A" name="pra" /> sowie auch aufgereinigten Formen, die frei von Komplexproteinen<ref group="A" name="inco" /><ref group="A" name="daxi" /><ref group="A" name="eva" /> sind.<ref>R. Stahlmann: Botulinumtoxine. Deutsche Apothekerzeitung, 34/2012 vom 23. August 2012.</ref> |
| B | Mensch (hauptsächlich Europa), „Kinder-Botulismus“, Pferde, Rinder | ja | | UniProt }} {{#if:|{{{titel}}}|P10844}}{{#if:|Vorlage:Abrufdatum}} (B) {{#if: | | UniProt }} {{#if:|{{{titel}}}|B1INP5}}{{#if:|Vorlage:Abrufdatum}} (B1) UNII: 0Y70779M1F |
Rimabotulinumtoxin B<ref group="A" name="rima" /> |
| C | Wasservögel (C1); Rinder, Pferde, Nerze (C2) |
nein | | UniProt }} {{#if:|{{{titel}}}|P18640}}{{#if:|Vorlage:Abrufdatum}} UNII: FPM7829VMX |
Botulinumtoxin C1 (Botulinumneurotoxin C)<ref group="A" name="C1" /> Botulinumtoxin C2<ref group="A" name="C2" /><ref group="A" name="simpson 1989" /> |
| D | Rinder, Geflügel | nein | | UniProt }} {{#if:|{{{titel}}}|P19321}}{{#if:|Vorlage:Abrufdatum}} UNII: 331HTW151K |
|
| E | Mensch | ja | | UniProt }} {{#if:|{{{titel}}}|Q00496}}{{#if:|Vorlage:Abrufdatum}} {{#if: | | UniProt }} {{#if:|{{{titel}}}|P30995}}{{#if:|Vorlage:Abrufdatum}} UNII: T579M564JY |
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| F | Mensch | ja | | UniProt }} {{#if:|{{{titel}}}|A7GBG3}}{{#if:|Vorlage:Abrufdatum}} {{#if: | | UniProt }} {{#if:|{{{titel}}}|P30996}}{{#if:|Vorlage:Abrufdatum}} UNII: U1R2P71O7G |
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| G | Vergiftungsfälle bisher unbekannt | nein | | UniProt }} {{#if:|{{{titel}}}|Q60393}}{{#if:|Vorlage:Abrufdatum}} UNII: 2C3DD06QGJ |
Gebildet von Clostridium argentinense<ref group="A" name="argentinense" /> |
Neben den bisher sieben allgemein anerkannten „klassischen“ BoNT-Serotypen wurden mehrere neuartige BoNT-Typen postuliert. 2013 gab eine Forschergruppe in den USA an, in der Stuhlprobe eines Kindes einen weiteren Serotyp entdeckt zu haben, den sie als ‚Typ H‘ bezeichneten (BoNT/H).<ref name="typ_h">Jason R. Barash, Stephen S. Arnon: A Novel Strain of Clostridium botulinum That Produces Type B and Type H Botulinum Toxins. J Infect Dis. (2013), 7. Oktober 2013, doi:10.1093/infdis/jit449.</ref> Die DNA-Struktur wurde trotz ihrer Entschlüsselung zunächst geheim gehalten.<ref>Botox: Neues Toxin mit Publikationsverbot belegt. In: Deutsches Ärzteblatt, 14. Oktober 2013.</ref><ref>Marieke Degen: Gift ohne Gegengift. DLF – Forschung aktuell, 6. November 2013.</ref> Untersuchungen des Centers for Disease Control and Prevention (CDC) zeigten später, dass es sich um einen Hybridtyp handelt mit strukturellen Ähnlichkeiten zu den Serotypen A und F.<ref name="maslanka2015">S.E. Maslanka et al.: A novel botulinum toxin, previously reported as serotype H, has a hybrid structure of known serotypes A and F that is neutralized with serotype A antitoxin. J Infect Dis Band 213 (2016) S. 379–85 (online Veröffentlichung im Juni 2015).</ref> BoNT/X<ref>{{#if: | | UniProt }} {{#if:|{{{titel}}}|P0DPK1}}{{#if:|Vorlage:Abrufdatum}}</ref> ist ein neuer Serotyp, der ebenfalls von C. botulinum gebildet wird. Eine auf molekularer Ebene den Botulin-Neurotoxinen ähnliche Variante ist das eBoNT/J<ref>{{#if: | | UniProt }} {{#if:|{{{titel}}}|A0A242DI27}}{{#if:|Vorlage:Abrufdatum}}</ref> (auch BoNT/En genannt) das jedoch durch ein Gen des Enterococcus faecium codiert wird.<ref name="berg2019">L. von Berg et al.: Functional detection of botulinum neurotoxin serotypes A to F by monoclonal neoepitope-specific antibodies and suspension array technology. Scientific Reports, Nr. 9 (2019), s. 5531, doi:10.1038/s41598-019-41722-z</ref>
Durch Fortschritte in der DNA-Sequenzierungs-Technik konnten ferner Unterschiede innerhalb einzelner Serotypen aufgezeigt werden, was zur Einführung von Subtypen führte. Solche Subtypen können sich innerhalb eines Serotyps auf Aminosäureebene um bis zu 36 % unterscheiden. Bis 2019 wurden in der Literatur mehr als 40 Subtypen beschrieben. Es wurde gezeigt, dass sich die Subtypen eines Serotyps in ihrer biologischen Aktivität unterscheiden, beispielsweise in der Kinetik der Aufnahme und Substratspaltung, der Affinität zu Rezeptoren oder der Gesamtaktivität.<ref name="berg2019" />
Wirkungsmechanismus
Botulinumtoxin hemmt die Erregungsübertragung von Nervenzellen auf andere Zellen, insbesondere an den Synapsen zu Muskelzellen, wodurch eine Kontraktion des Muskels schwächer wird oder ganz ausfällt. Botulinumtoxine sind Proteine, die im Bakterium zunächst als lange Polypeptidketten hergestellt und durch Proteasen gespalten aktiviert werden. Sie bestehen dann aus zwei Protein-Untereinheiten, leichte (L-, ca. 50 kDa) bzw. schwere (S-, ca. 100 kDa) Kette genannt.<ref name="roempp-lc" />
Von Strukturmerkmalen der schweren Kette hängt die Gewebespezifität des Giftes ab. Denn hiermit bindet sich Botulinumtoxin an den präsynaptischen Teil eines Neurons, das Acetylcholin als Neurotransmitter verwendet – wie an einer neuromuskulären Endplatte. Anteile der schweren Kette vermitteln auch, dass das Gift durch Endocytose in die präsynaptische Endigung aufgenommen wird.
Die in den Zellinnenraum der Nervenzelle gelangende leichte Kette ist der aktive Teil des Toxins. Sie trägt Strukturmerkmale mit katalytischer Aktivität und wirkt nun als Zink-Endopeptidase. Damit ist sie in der Lage, bestimmte Funktionsproteine der Zelle zu zerlegen, die für die synaptische Vesikelfusion gebraucht werden. Durch diese Wirkung behindert das Gift die Exozytose als den Vorgang, mit dem der in Vesikeln enthaltene Botenstoff in den synaptischen Spalt abgegeben wird. Die Übertragung von neuronalen Signalen auf Muskelzellen wird somit blockiert.
Das Membranprotein Synaptobrevin (VAMP2), das ein wesentlicher Bestandteil sekretorischer Vesikel ist, wird bereits durch die Anwesenheit weniger Botulinumtoxinmoleküle der Typen B, D, F und G aufgrund der katalytischen Wirkung aufgespalten, ohne dass sich das Botulinumtoxin dabei selbst verbraucht. Die Botulinumtoxine A und E spalten das Synaptisch-assoziierte Protein SNAP-25; der Serotyp C zerstört Syntaxine.<ref name="woneu">Eintrag zu „Botulismus“ im Lexikon der Neurologie. Wissenschaft-Online-Lexika, abgerufen am 11. Dezember 2009.</ref>
Wenn synaptische Vesikel nicht mehr mit der Membran fusionieren können, wird ihr Transmitter Acetylcholin nicht mehr in den synaptischen Spalt ausgeschüttet. Die betroffene Nervenzelle kann somit die zugeordnete Muskelfaser nicht mehr hinreichend erregen und es kommt dadurch zu einer Lähmung des Muskels, an dem das Gift wirkt.<ref>J. Wang, J. Meng, M. Nugent, M. Tang, J. O. Dolly: Neuronal entry and high neurotoxicity of botulinum neurotoxin A require its N-terminal binding sub-domain. In: Scientific Reports. Band 7, 03 2017, S. 44474, doi:10.1038/srep44474, PMID 28295026, }} PMC 5353748 (freier Volltext{{#if:|, PDF}}).</ref> Bei der Reaktivierung der unterbrochenen neuromuskulären Transmission übernehmen zunächst neuauswachsende präsynaptische Endigungen vorübergehend die Funktion der gestörten Axonterminalen des Nervenzellfortsatzes.<ref>Anton de Paiva, Frédéric A. Meunier, Jordi Molgó, K. Roger Aoki, J. Oliver Dolly: Functional repair of motor endplates after botulinum neurotoxin type A poisoning: Biphasic switch of synaptic activity between nerve sprouts and their parent terminals. In: PNAS. 1999, Vol. 96, S. 3200–3205. PMID 10077661.</ref>
Vergiftung
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Jährlich wurden vor 2009 in Deutschland 20–40 Fälle von Botulismus gemeldet, von denen 1–2 tödlich endeten.<ref name="roempp-lc" /> Im Jahr 2018 kam es zu neun Fällen und 2019 zu sieben Erkrankungen.<ref>Epidemiologisches Bulletin, Nr. 3/2020. (PDF; 2,5 MB) Robert Koch-Institut, 16. Januar 2020.</ref> Selten tritt der „viszerale Botulismus“ auf, der als „Säuglingsbotulismus“ oder „infantiler Botulismus“ bei Säuglingen<ref>Werner Köhler, Rainer Ansorg: Medizinische Mikrobiologie. 8. Auflage, Elsevier, Urban&Fischer, 2001, ISBN 3-437-41640-5, S. 402.</ref> und als „adulter infektiöser Botulismus“ bei Erwachsenen mit seltener Prädisposition als Infektion vorkommt. Dabei entwickelt sich das Bakterium aus über die Nahrung aufgenommenen Sporen im Dünndarm und produziert dort die Toxine.<ref>Stellungnahme der „DVG-Fachgruppe Rinderkrankheiten“ zur Diskussion um das Thema „viszeraler Botulismus“ als Ursache von Bestandserkrankungen bei Rindern. (PDF) DVG (PDF; 55 kB).</ref> Als Antidot für alle Formen des Botulismus kommt entweder ein trivalentes (Typen A, B, E) oder ein polyvalentes Antiserum (Typen A–G) zum Einsatz,<ref name="roempp-lc" /> in den USA auch das Heptavalent Botulism Antitoxin. Alle drei werden aus Pferden gewonnen.
Gefährdete Lebensmittel
In erster Linie sind Lebensmittel gefährdet, die unter anaeroben Bedingungen gelagert sind und deren Milieu nur schwach sauer oder neutral ist (pH > 4,5). Begünstigt werden kann die Bildung des Toxins durch geringen Salzgehalt und Lagertemperaturen über 10 °C, wobei Letzteres bei Konserven oft gegeben ist. C. botulinum stellt zudem hohe Nährstoffansprüche und benötigt daher ein komplexes Nährmedium. Klassischerweise gefährdet sind demnach Fleisch- und Fischkonserven, Mayonnaise, aber auch schwachsaure Frucht- oder Gemüsekonserven. Nicht gefährdet sind bei den Fleischprodukten hingegen (stark) gepökelte Produkte, da das im Pökelsalz enthaltene Nitrit C. botulinum im Wachstum hemmt.
Kennzeichen kontaminierter Produkte
Ein wichtiges Indiz bei Konserven ist die Bombage (bzw. Bombierung), die Wölbung der Konservendeckel nach außen durch den entstehenden Innendruck.<ref name="wobio" /> Entweichende Gase beim Öffnen eingemachter Produkte deuten ebenfalls auf eine Kontamination hin; in den meisten Fällen sind sie mit einem unangenehmen Geruch verbunden. Obwohl solche Konserven sofort entsorgt werden müssen, lassen sich hieraus keine Rückschlüsse über den Befall mit Botulinumtoxin erzeugenden Bakterien ziehen, denn gerade die Produktion des Giftes unter anaeroben Bedingungen und ohne Entwicklung von Gasen stellt eine große Gefahr dar. Besteht Unsicherheit, ob die beschriebenen Kennzeichen zutreffen, ist es empfehlenswert, aus Sicherheitsgründen den Konserveninhalt einige Minuten (5 Minuten bei 100 °C sind bei normalen Konservenvolumen sicher<ref name="roempp-lc" />) durchzukochen. Als hitzelabiles Protein wird das Botulinumtoxin dadurch denaturiert und unwirksam.
Symptome beim Menschen
Die ersten Erscheinungen der als Botulismus bezeichneten Vergiftung treten nach 12 bis 40 Stunden auf und umfassen in der Regel Kopf- und Magenschmerzen, Übelkeit und Erbrechen<ref name="wobio" /> sowie Schluck-, Sprech- und Sehstörungen, gefolgt von Muskellähmungen.<ref name="roempp-lc" /> Insbesondere die Lähmung der Augen- (Doppelsehen)<ref name="woneu" /> und der Nackenmuskulatur (Halssteifigkeit) sind deutliche Hinweise auf Botulismus. In diesem Stadium der Vergiftung kann eine Bekämpfung mit Antitoxin noch möglich sein. Ohne Behandlung tritt in 50 % der Fälle nach 3–6 Tagen der Tod durch Atemlähmung ein.<ref name="roempp-lc" />
Meldepflicht
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Vorbeugende Maßnahmen
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Die Sporen der toxinproduzierenden Bakterien, von Clostridium botulinum, sind hitzeresistent und können auch kochendes Wasser einige Zeit überleben. Das anaerobe Bakterium wächst nur bei Abwesenheit von Sauerstoff und in schwach sauren bis basischen Umgebungen (pH-Wert über 4,6). Durch verschiedene geeignete Maßnahmen kann die Vermehrung des Bakteriums – und damit das Auftreten von Botulismus – zuverlässig verhindert werden.<ref name="WHO" />
Sterilisierung
Da früher die Sterilisierungstechnik nicht weit entwickelt war, kam es immer wieder vor, dass Sporen von Clostridum botulinum das „Konservieren“, also Erhitzen der Konserven überlebten und während der Lagerung der Konserve mit entsprechenden Folgen auskeimten. Heute wird bei kritischen Produkten der sogenannte „Botulinum-Cook“ durchgeführt;<ref><templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20090827051908
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}}
}}
}} In: businessdictionary.com, abgerufen am 11. Dezember 2009.</ref> die Lebensmittel werden erhitzt und für 3 Minuten bei 121 °C gehalten (3-facher F0-Wert). Damit werden auch Sporen zuverlässig abgetötet.
Haushalt (Herstellung von Konserven, Einmachen)
- Produkt ausreichend säuern (pH < 4,5)
- Produkt salzen und pökeln<ref name="roempp-lc" />
- Konserven bei tiefen Temperaturen lagern (optimal bei < 5 °C)
- Tyndallisierung: Nach dem Einkochen mit einem normalen Kochtopf bei 100 °C kann eine Wiederholung des Einkochprozesses 1 bis 2 Tage später die aus den Sporen hervorgegangenen Bakterien abtöten
Insbesondere die Säuerung ist ein wichtiges Mittel, um C. botulinum zu inaktivieren. Mit einer sorgfältig und ausreichend lange durchgeführten Sterilisation bei Temperaturen über 100 °C können die Sporen ebenfalls sicher abgetötet werden.
Industrie
- Allgemeine Regeln der Arbeitshygiene beachten
- Möglichst wenig verunreinigte Rohware verwenden
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In der Industrie werden bei der Zubereitung gefährdeter Lebensmittel durch entsprechend langes Erhitzen bei Temperaturen über 100 °C das Bakterium und seine Sporen abgetötet und das Toxin inaktiviert.
Therapeutische Anwendung
Indikationen und Wirksamkeit
In der Neurologie wird Botulinumtoxin seit Anfang der 1980er-Jahre als zugelassenes Arzneimittel primär in der Behandlung von speziellen Bewegungsstörungen, den sog. fokalen Dystonien, eingesetzt. Dies sind Erkrankungen wie der Blepharospasmus (Lidkrampf), die oromandibuläre Dystonie (Mund-, Zungen-, Schlundkrampf), der Torticollis spasmodicus (Schiefhals) und andere zervikale Dystonien, der Graphospasmus (Schreibkrampf) und die spasmodische Dysphonie (Stimmbandkrampf). Weiterhin sind auch bei segmentalen oder sekundären Dystonien und Spastiken die Fokalsymptome mit Botulinumtoxin behandelbar.<ref name="abele">Michael Abele, Andres Ceballos-Baumann: Bewegungsstörungen. 2. Auflage, Georg Thieme Verlag, 2005, ISBN 3-13-102392-9, S. 156–171.</ref> Hierzu zählen etwa der Spasmus hemifacialis, Bewegungsstörungen nach peripherer Affektion des Nervus facialis sowie bestimmte spastische Syndrome bei Erwachsenen und Kindern, beispielsweise bei spastischem Spitzfuß, bei Patienten mit Zerebralparese, bei der Armspastik nach Schlaganfall bzw. bei fokaler Spastik von Hand und Handgelenk nach Schlaganfall. Bei diesen Indikationen wird immer intramuskulär oder subkutan injiziert. Ein Behandlungserfolg mit Besserung bis zum zeitweiligen Verlust der Symptome liegt beim Lidkrampf bei etwa 90 %, beim Schiefhals zwischen 60 und 80 %.<ref name="berlit">Peter Berlit: Klinische Neurologie. Springer, 1999, ISBN 3-540-65281-7, S. 902–903.</ref>
Weitere Anwendungsgebiete:
- Strabismus (Schielen)<ref name="hager">F. von Bruchhausen, S. Ebel, E. Hackenthal, U. Holzgrabe: Hagers Handbuch der pharmazeutischen Praxis. Band 4: Stoffe A–K. 5. Auflage, Springer, 1999, ISBN 3-540-62644-1, S. 164–165.</ref>
- Behandlung von Spannungskopfschmerzen und Migräne (bei chronischer Migräne Leistung der GKV)<ref>Vorlage:IDW-online</ref><ref>Hartmut Göbel: Die Kopfschmerzen: Ursachen, Mechanismen, Diagnostik und Therapie in der Praxis. 2. Auflage, Springer, 2003, ISBN 3-540-03080-8, S. 481–483.</ref>
- Verringerung der Hyperhidrose (übermäßige Schweißproduktion)<ref name="botoxaest68">Boris Sommer, Gerhard Sattler: Botulinumtoxin in der ästhetischen Medizin. 3. Auflage, Georg Thieme Verlag, 2006, ISBN 3-13-137673-2, S. 68–73.</ref><ref>Hamid Abdolvahab-Emminger: Exaplan, Band 2. 5. Auflage, Elsevier, Urban&Fischer, 2008, ISBN 978-3-437-42462-5, S. 2064.</ref>
- Sialorrhoe (Erhöhte Speichelproduktion) (z. B. bei Patienten mit M. Parkinson oder amyotropher Lateralsklerose)<ref>Gudrun Bartolome, Heidrun Schröter-Morasch: Schluckstörungen: Diagnostik und Rehabilitation. 3. Auflage, Elsevier, Urban&Fischer, 2006, ISBN 3-437-47160-0, S. 215–216.</ref>
- Bei der Therapie der Achalasie, einer Speiseröhrenengstellung,<ref>Franziska Kaestner, Justine Warzok, Christian Zechmann: Crashkurs innere Medizin: Repetitorium zum Gegenstandskatalog 3 mit Einarbeitung der wichtigsten Prüfungsfakten. Elsevier, Urban&Fischer, 2004, ISBN 3-437-43510-8, S. 166.</ref> sowie bei diffusem Ösophagusspasmus (Spasmus der Speiseröhre)<ref name="endosk">S. Kahl, G. Kähler, A. Dormann: Interventionelle Endoskopie. Lehrbuch und Atlas. Elsevier, Urban&Fischer, 2006, ISBN 3-437-23620-2, S. 249.</ref>
- Bei Patienten mit einer Sphincter-oddi-Dysfunktion (SOD) Typ II<ref name="endosk" />
- Zur Behandlung des Morbus Hirschsprung (Aganglionose des Dickdarms)<ref name="endosk" />
- Bei Analfissuren<ref name="endosk" />
- Bei Blasenfunktionsstörungen (seit 2018 Leistung der GKV)<ref>{{#if:2020-02-13|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:https://web.archive.org/web/20200213135343/https://www.kbv.de/html/1150_32435.php%7C{{#if:Neue Leistung ab 2018: Botoxbehandlung bei Blasenfunktionsstörung|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://web.archive.org/web/20200213135343/https://www.kbv.de/html/1150_32435.php}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Neue Leistung ab 2018: Botoxbehandlung bei Blasenfunktionsstörung}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.kbv.de/html/1150_32435.php%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7Cja}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Neue Leistung ab 2018: Botoxbehandlung bei Blasenfunktionsstörung}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.kbv.de/html/1150_32435.php}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Neue Leistung ab 2018: Botoxbehandlung bei Blasenfunktionsstörung}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:jahttps://web.archive.org/web/20200213135343/https://www.kbv.de/html/1150_32435.php{{#if: 2020-02-13 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}
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- Zahlreiche weitere Anwendungsgebiete sind in der Erprobung, z. B. orthopädische Krankheiten<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:Axel Schulz, Stephan Grüner, Marcela Lippert-Grüner|Axel Schulz, Stephan Grüner, Marcela Lippert-Grüner: }}{{#if:|{{#if:Botulinumtoxin – mögliche Indikationen in O & U|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Botulinumtoxin – mögliche Indikationen in O & U}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.online-oup.de/article/botulinumtoxin-moegliche-indikationen-in-o-u/uebersichtsarbeiten/y/m/982?pageNumber=3%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Botulinumtoxin – mögliche Indikationen in O & U}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.online-oup.de/article/botulinumtoxin-moegliche-indikationen-in-o-u/uebersichtsarbeiten/y/m/982?pageNumber=3}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Botulinumtoxin – mögliche Indikationen in O & U}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:Deutscher Ärzte-Verlag{{#if: 2020-02-13 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}
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Wirkmechanismus
Botulinumtoxine sind von Bakterien produzierte Exotoxine. Werden sie in einen Muskel gespritzt, so blockieren sie dort gezielt durch Zerstörung von Proteinkomplexen die Freisetzung des Neurotransmitters Acetylcholin. Dadurch kann der entsprechende Muskel nicht mehr wie gewohnt angespannt werden. Andere Nervenfunktionen – wie das Fühlen oder Tasten – werden nicht beeinflusst. Nach einer therapeutischen Injektion baut sich die Wirkung langsam auf und erreicht – je nach Produkt, Indikation und Dosis – nach etwa zehn Tagen ihren Höhepunkt. Nach zwei bis sechs Monaten ist die Neuaussprossung der Nervenenden beendet, wodurch die Muskeln wieder aktiviert werden können. Die Injektion kann mit gleichzeitiger Messung eines Elektromyogrammes (EMG) im Muskel, der sogenannten Stimulationstechnik, ultraschallgesteuert oder nach anatomischer Kenntnis erfolgen. Es gibt eine Anzahl von Patienten mit Nerven-Muskelkrankheiten, bei denen der Körper nach vorhergehender langer und hochdosierter Anwendung neutralisierende Antikörper gegen den Subtyp A bildet; die Wirksamkeit der Medikamente nimmt dadurch ab oder geht ganz verloren. Seit 2001 sind auch Subtyp-B-Präparate (Neurobloc bzw. Myobloc, Zulassung 2001 gegen Schiefhalssyndrom) verfügbar. Diese besitzen allerdings eine deutlich kürzere Wirkungsdauer.
Überdosierung, Nebenwirkungen und weitere Nachteile
Die therapeutische Breite des Toxins ist bei einem durch Versuche mit Affen ermittelten LD50-Wert von etwa 2000 ng bei intraorbitaler (in die Augenhöhle) Injektion groß; dies entspricht etwa 50 Ampullen Botulinumtoxin.<ref name="botoxaest15">Boris Sommer, Gerhard Sattler: Botulinumtoxin in der ästhetischen Medizin. 3. Auflage, Georg Thieme Verlag, 2006, ISBN 3-13-137673-2, S. 15.</ref> Bei einer Überdosierung, oder wenn das Toxin in die Blutbahn gelangt, steht ein polyvalentes Botulismus-Antitoxin vom Pferd zur Verfügung. Es gehört in größeren Krankenhäusern zum Notfalldepot. Meist erfolgt die intravenöse Injektion aber zu spät und der Patient kann sich nicht sofort vollständig erholen. Eine künstliche Beatmung über längere Zeit ist unabdingbar.
Als Nebenwirkungen bei subkutaner oder intramuskulärer Injektion werden relativ häufig eine Ptosis (beim Lidkrampf), vorübergehende Muskelschwäche, lokale, aus der Injektion resultierende Schmerzen, Mundtrockenheit, Störungen der Akkommodation des Auges sowie Hämatome genannt.<ref name="botoxaest15" />
Bei kosmetischer Verwendung wurden am häufigsten Schluckstörungen (Dysphagie) und in Einzelfällen unter anderem Sarkoidose (eine Erkrankung des Bindegewebes) an der Injektionsstelle sowie Blutergüsse durch arterielle Schäden (Pseudoaneurysma) berichtet.<ref name="PMID25613637">E. Yiannakopoulou: Serious and long-term adverse events associated with the therapeutic and cosmetic use of botulinum toxin. In: Pharmacology. Band 95, Nummer 1–2, 2015, S. 65–69, doi:10.1159/000370245, PMID 25613637 (freier Volltext) (Review).</ref> In einer systematischen Übersichtsarbeit von 2015 über bekannte Komplikationen bei kosmetischer Verwendung von Botulinumtoxin wurde gefordert, die Patienten vor einem Eingriff über folgende mögliche, ernste Nebenwirkungen aufzuklären: Syndrom des trockenen Auges (Keratoconjunctivitis sicca), Schielen (Strabismus), Doppelsehen (Diplopie), Pseudoaneurysma der oberflächlichen Schläfenarterie (Arteria temporalis superficialis), Nackenschwäche (neck weakness), Stimmstörung (Dysphonie) und Schluckstörungen.<ref name="PMID25942667">E. P. Sorensen, C. Urman: Cosmetic complications: rare and serious events following botulinum toxin and soft tissue filler administration. In: Journal of drugs in dermatology: JDD. Band 14, Nummer 5, Mai 2015, S. 486–491, PMID 25942667 (Review).</ref>
Die lokale Injektion vermindert die Gefahr von Nebenwirkungen (im Gegensatz zu einer wenig sinnvollen systemischen Behandlung), verlangt aber dennoch einen hohen Kenntnisstand beim Anwendenden. Oft wird eine sogenannte Titrierung angewandt, d. h., es wird zunächst eine zu geringe Dosis injiziert, die in zwei- bis dreiwöchigem Abstand durch eine jeweils höhere Menge ergänzt wird.<ref name="berlit" />
Lähmt Botulinumtoxin die emotionale Mimik, dann schränken auch gefühlsverarbeitende Hirnregionen – wie die linke Amygdala – ihre Aktivität ein. Dies verhindert das mimische Nachspielen und damit das Verstehen von Emotionen („embodied emotion“, „verkörpertes Gefühl“).<ref>Andreas Hennenlotter, Christian Dresel, Florian Castrop, Andres O. Ceballos-Baumann, Afra M. Wohlschläger, Bernhard Haslinger: The Link between Facial Feedback and Neural Activity within Central Circuitries of Emotion—New Insights from Botulinum Toxin–Induced Denervation of Frown Muscles. Cereb. Cortex, Band 19, Heft 3, S. 537–542; doi:10.1093/cercor/bhn104.</ref>
Nachgewiesen ist die systemische Ausbreitung von Botulinumtoxin von der Stelle der lokalen Anwendung in andere Bereiche des Körpers, insbesondere im Nervensystem. Obwohl dieser Ausbreitung bereits Störungen und Schädigungen zugeordnet wurden, sind die zugrundeliegenden Mechanismen der Ausbreitung und ihrer Folgen bisher (Stand 2016) nahezu unerforscht.<ref name="PMID25613637" />
Zahnmedizin
Vor der Anwendung von Botulinumtoxin zur Behandlung von Bruxismus (Zähneknirschen), der kraniomandibulären Dysfunktion (Kiefergelenksbeschwerden) sowie zur optischen Verschlankung des Gesichts wird gewarnt, da sie zu massiven Schäden am Kieferknochen führen kann. Botulinumtoxin wird hierzu in den Musculus masseter gespritzt, der die Muskelspannung reduzieren soll. Eine Zeitspanne von drei Monaten zwischen den Injektionen, die üblicherweise eingehalten wird, reiche nicht aus, den verloren gegangenen Knochen wieder zu regenerieren. Teilweise zeigen die Ergebnisse, dass der Kieferknochen auch längerfristig nicht mehr regeneriert. Der Knochenabbau kann zur Zahnlockerung – bis hin zum Zahnverlust – führen und erhöht die Frakturgefahr des Kieferknochens. Die amerikanische Food and Drug Administration (FDA) hat bislang (Stand Januar 2017) die Anwendung von Botulinumtoxin in diesem Bereich nicht zugelassen.<ref>K. G. Raphael, A. Tadinada u. a.: Osteopenic consequences of botulinum toxin injections in the masticatory muscles: a pilot study. In: Journal of Oral Rehabilitation. 41, 2014, S. 555, doi:10.1111/joor.12180.</ref><ref>Is Botox Safe and Effective for TMD? The TMJ Association, abgerufen am 13. Juni 2016.</ref> In der aktuellen S3-Leitlinie Stand 2019 zum Bruxismus wird dagegen der Einsatz von Botulinumtoxin eher positiv bewertet<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:S3-Leitlinie Diagnostik und Behandlung von Bruxismus|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=S3-Leitlinie Diagnostik und Behandlung von Bruxismus}}]{{#if:PDF| (PDF)}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://register.awmf.org/assets/guidelines/083-027l_S3_Bruxismus-Diagnostik-Behandlung_2019-06-abgelaufen.pdf%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=S3-Leitlinie Diagnostik und Behandlung von Bruxismus}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://register.awmf.org/assets/guidelines/083-027l_S3_Bruxismus-Diagnostik-Behandlung_2019-06-abgelaufen.pdf}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=S3-Leitlinie Diagnostik und Behandlung von Bruxismus}}}}]}}{{#if:PDF| (PDF{{#if:AWMF onlineAWMF2019-05{{#if: 2020-02-13 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}
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Ästhetische Medizin
Botulinumtoxin wird seit den frühen 1990er-Jahren zur Abschwächung von Gesichtsfalten eingesetzt. Anders als bei anderen Faltenunterspritzungen (z. B. mit Hyaluronsäure) zielt die lokale Injektion von Botulinumtoxin dabei nicht auf ein Auffüllen der Falten, sondern auf eine vorübergehende Lähmung der mimischen Muskulatur. Sie kommt daher insbesondere gegen Falten in der oberen Gesichtshälfte (Glabellafalten, Krähenfüße, horizontale Stirnfalten) sowie um Mund und Nase (Lippenfalten, Häschenfalten, Marionettenfalten) Anwendung. Durch die fehlende Muskelkontraktion entspannt sich die darüberliegende Haut, so dass sich vorhandene Falten mindern und einer Vertiefung bzw. Neubildung vorgebeugt wird. Gleichzeitig kann es aber auch zu einem Verlust an mimischer Ausdrucksfähigkeit kommen. Abhängig von der eingesetzten Dosis haben Faltenbehandlungen mit Botulinumtoxin der Regel eine Wirkdauer von ca. drei bis sechs Monaten.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>
Neben der Faltenbehandlung wird Botulinumtoxin in der ästhetischen Medizin auch für weitere Anwendungsbereiche genutzt. So kann die Injektion von Botulinumtoxin in den ringförmigen Lippenmuskel auch zur optischen Vergrößerung der Lippen eingesetzt werden (sogenannter „Lip Flip“).<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref> Durch die Muskelrelaxation wölben sich die Lippen nach außen und wirken voller. Eine Entspannung des Lippenhebermuskels kann die übermäßige Sichtbarkeit von Zahnfleisch beim Lächeln (sogenanntes „gummy smile“) korrigieren.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>
Botulinumtoxin darf als verschreibungspflichtiges Arzneimittel nur bei Vorliegen einer ärztlichen oder zahnärztlichen Verschreibung an Verbraucher abgegeben werden. Heilpraktikern ist zwar die Vornahme von Injektionen grundsätzlich gestattet, sie dürfen Botulinumtoxin aber weder beziehen noch verordnen, auch nicht zur Anwendung in der eigenen Praxis.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:Was ist bei der Abgabe von Botox zu beachten? - Deutsche Apotheker Zeitung|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Was ist bei der Abgabe von Botox zu beachten? - Deutsche Apotheker Zeitung}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.deutsche-apotheker-zeitung.de/news/artikel/2021/05/20/was-ist-bei-der-abgabe-von-botox-zu-beachten%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Was ist bei der Abgabe von Botox zu beachten? - Deutsche Apotheker Zeitung}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.deutsche-apotheker-zeitung.de/news/artikel/2021/05/20/was-ist-bei-der-abgabe-von-botox-zu-beachten}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Was ist bei der Abgabe von Botox zu beachten? - Deutsche Apotheker Zeitung}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:{{#if: 2025-05-11 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}
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Zahnärzte dürfen Botulinumtoxin nur „in den Grenzen des Lippenrots“ einsetzen, nicht dagegen im Hals- und Gesichtsbereich.<ref name=":0" /> In einem Fall jahrelanger Verstöße bejahte das Oberverwaltungsgericht für das Land Nordrhein-Westfalen die für den Approbationsentzug vorausgesetzte Unzuverlässigkeit eines Zahnarztes.<ref>Beschluss vom 17. Mai 2017 – Az.: 13 A 168/16. Oberverwaltungsgericht Nordrhein-Westfalen.</ref>
Nach Recherchen des SWR-Investigativformats Vollbild werden Faltenunterspritzungen mit Botulinumtoxin vermehrt auch illegal von Kosmetikstudios und Heilpraktikern angeboten, zum Teil sogar bei minderjährigen Patienten. Die im Rahmen der Recherche angefragten Landeskriminalämter gehen von einer hoher Dunkelziffer aus.<ref name=":1" />
Zugelassene Medikamente mit Botulinumtoxin als Wirkstoff
Das Botulinumtoxin wird als Medikament von verschiedenen Firmen hergestellt:
| Bezeichnung | Wirkstoff | Hersteller | Zugelassene Anwendungsgebiete |
|---|---|---|---|
| Xeomin (D, A, CH u. a.) | Toxin A | Merz | zervikale Dystonie mit überwiegend rotatorischer Komponente „Schiefhals“ (Torticollis spasmodicus), Lidkrampf (Blepharospasmus) und Spastik der oberen Extremitäten bei Erwachsenen, Chronischer, beeinträchtigender Sialorrhoe „vermehrter Speichelfluss“ bei Kindern von 2–17 Jahren und Erwachsenen |
| Bocouture (D, A, CH u. a.) | Toxin A | Merz | Vorübergehende Verbesserung des Aussehens von mittelstarken bis starken Falten der oberen Gesichtshälfte (Glabellafalten, Krähenfüße, horizontale Stirnfalten) bei Erwachsenen unter 65 Jahren bei erheblicher psychologischer Belastung |
| Botox (D, A, CH u. a.) | Toxin A | Allergan | Symptomatische Behandlung diverser Spastiken (fokale Spastizität von Hand- und Fußgelenk bei Erwachsenen, fokale Spastizität bei Patienten mit Zerebralparese ab 2 Jahren), Spasmen (Blepharospasmus, hemifazialer Spasmus) und Dystonien (zervikal, fokal); Linderung der Symptomatik bei chronischer Migräne) |
| Botox Cosmetics (USA) Vistabel (D, A, CH u. a.) |
Toxin A | Allergan | Vorübergehende Verbesserung des Aussehens von mittelstarken bis starken Falten der oberen Gesichtshälfte (Glabellafalten, Krähenfüße, horizontale Stirnfalten) bei Erwachsenen bei erheblicher psychologischer Belastung |
| Dysport (D) | Toxin A | Ipsen | Symptomatische Behandlung diverser Spastiken (obere Extremitäten und Fußgelenk bei Erwachsenen, untere Extremitäten bei gehfähigen Patienten mit Zerebralparese ab 2 Jahren), Spasmen (Blepharospasmus, hemifazialer Spasmus) und Dystonien (zervikal, fokal) |
| Azzalure (D) | Toxin A | Ipsen | Vorübergehende Verbesserung des Aussehens von mittelstarken bis starken Falten der oberen Gesichtshälfte (Glabellafalten, Krähenfüße) bei Erwachsenen unter 65 Jahren bei erheblicher psychologischer Belastung |
| Nuceiva (CA, EU) Jeuveau (USA) |
Toxin A | Evolus | Behandlung der Falten zwischen den Augenbrauen (Glabellafalten) bei psychologischer Belastung |
| Daxxify (USA) | Toxin A | Revance Therapeutics | Vorübergehende Verbesserung des Aussehens von mäßigen bis schweren Glabellafalten, die mit der Aktivität des Musculus corrugator und/oder Musculus procerus bei erwachsenen Patienten zusammenhängen |
| Letybo (D, A, USA) | Toxin A | Croma Pharma, Hugel | Behandlung von Glabellafalten |
| Myobloc (USA) | Toxin B | Elan | Behandlung von zervikaler Dystonie bei Erwachsenen zur Reduzierung des Schweregrads der abnormen Kopfposition und Nackenschmerzen |
| Neurobloc (EU) | Toxin B | Eisai | Behandlung von zervikaler Dystonie (Torticollis) bei Erwachsenen |
Seit April 2009 müssen alle in den USA verkauften Botulinumtoxinpräparate – nach Festlegung durch die FDA aufgrund von Berichten über Nebenwirkungen – einen Warnhinweis tragen. Für jedes zugelassene Produkt ist weiterhin eine Risk Evaluation and Mitigation Strategy (REMS) notwendig. Die betroffenen Präparate sind Xeomin, Bocouture, Botox und Botox Cosmetic, Myobloc und Dysport.<ref name="fda_warn">FDA Requires Boxed Warning for All Botulinum Toxin Products. FDA News & Events, 30. April 2009.</ref>
Der Hersteller Eisai warnt vor Off-Label-Anwendung von „Neurobloc“ (Toxin B), da dies zu Schluckstörungen und Atembeschwerden führen könne, wenn sich das Nervengift auf benachbarte Strukturen ausbreite.<ref>Mitteilung an die Angehörigen von Heilberufen zu Risiken bei der „Off-Label“ Anwendung von NeuroBloc (Botulinumtoxin Typ B). (PDF; 727 kB) In: akdae.de, 25. Februar 2013.</ref>
Jede Charge von Produktionseinheiten eines Botulinumtoxin-Medikaments muss auf Grund der hohen Giftigkeit routinemäßig einer Prüfung unterzogen werden. Hierbei ist der klassische LD50-Test zugelassen, bei dem mindestens 100 Mäusen das Gift in das Abdomen injiziert wird. Nach 3 bis 4 Tagen wird der LD50-Wert über die Anzahl der getöteten Tiere ermittelt. Die Tiere erleiden Muskellähmungen, Sehstörungen und Atemnot, bevor sie ersticken. Weltweit werden jedes Jahr rund 600.000 Mäuse dazu verwendet.<ref>S. Bitz: <templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20140407081113
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}} In: Altex, 27, 2/2010, S. 114–116.</ref><ref name="kasse">Botox-Mäuse: Qualvoller Tod für weniger Falten. In: Kassensturz, Sendung vom 20. November 2007.</ref>
Im Europäischen Arzneibuch sind folgende alternative Testverfahren beschrieben:<ref>Europäisches Arzneibuch. 8. Ausgabe. Grundwerk 2014, S. 2538 f., Monographie Botulinum-Toxin Typ A zur Injektion.</ref>
- Ein Nervus-phrenicus-Zwerchfell-Präparat, bei dem Nerven aus zuvor getöteten Mäusen oder Ratten herauspräpariert (ex vivo) und als Testobjekt verwendet werden.
- Der Endopeptidase-Test, ein molekularbiologisches in-vitro-Verfahren, bei dem das Gift ein synthetisches Protein SNAP-25 spaltet.
- Eine lokale Muskellähmung, bei der das Gift den Mäusen in die Hautfalte zwischen Bauch und Hinterbein gespritzt und das Ausmaß der Lähmungen des Hinterbeins beurteilt wird (Bestimmung der Wirksamkeit an der Maus mit paralytischem Endpunkt).
- Bestimmung in Zellkulturen
Weitere Verfahren sind:<ref name="ÄgT" />
- Zellkulturtests mit einer Zelllinie aus Mäusekrebszellen (Neuroblastoma)
- Der immunchemische ELISA-Test mit Antikörpern aus Versuchstieren<ref name="hager" />
Das Tierversuchsverbot für Kosmetika greift nicht, da Botulinumtoxin-Produkte als Medikamente zugelassen sind sowie für die Anwendung injiziert und nicht bloß aufgetragen werden.<ref name="ÄgT">Botox – Tierqual für eine fragwürdige Schönheit. In: Ärzte gegen Tierversuche.</ref>
Bei Tierversuchen mit Mäusen und Ratten wurde festgestellt, dass sich Botulinumtoxin im Zentralnervensystem verbreitet.<ref>Study Finds Botulinum Toxin Spreads to CNS Tissue in Mice. In: journals.lww.com.</ref><ref>Gisela Telis: <templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20110913115920
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}}
}} In: sciencemag.org, 2. April 2008.</ref>
Gewinnung und Lagerung
Botulinumtoxin A wird aus Kulturen von Clostridium botulinum gewonnen. Bei einem pH-Wert von 3,5 wird das Protein aus dem Kulturmedium ausgefällt; durch eine Abfolge mehrerer Zentrifugations-, Fällungs- und Adsorptionsschritte wird das Toxin gereinigt. Die Gewinnung weiterer Botulinumtoxine erfolgt analog aus anderen Clostridium-Arten und -Stämmen. Das gereinigte Toxin kann bei −70 °C für längere Zeit gelagert und ohne Aktivitätsverlust aufgetaut werden. Eine aus dem festen Protein und steriler isotonischer Kochsalzlösung hergestellte Injektionslösung kann im Kühlschrank für maximal 24 Stunden aufbewahrt werden.<ref name="hager" /> Danach müssen Lösungsreste sowie nicht verwendete Injektionslösungen entsorgt werden, da diese keine Konservierungsmittel enthalten.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:Botox entsorgen - Abfallmanager Medizin|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Botox entsorgen - Abfallmanager Medizin}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.abfallmanager-medizin.de/abfall-abc/botox-entsorgen/%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Botox entsorgen - Abfallmanager Medizin}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.abfallmanager-medizin.de/abfall-abc/botox-entsorgen/}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Botox entsorgen - Abfallmanager Medizin}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:2023-03-01{{#if: 2023-11-02 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}
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Einsatz als Kampfstoff
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Im Rahmen der UNSCOM-Inspektionen nach dem 2. Golfkrieg stieß man im Irak auf Programme zur Herstellung von biologischen Waffen, u. a. auch Botulinumtoxin.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref> In Deutschland unterliegt Botulinumtoxin dem Kriegswaffenkontrollgesetz.<ref>{{#switch: buzer
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Nachweis
Der Nachweis des Toxins wurde früher meist aufwendig über eine Kulturbestimmung des Bakteriums C. botulinum (Erregerisolierung aus Stuhl oder Wundmaterial) durchgeführt; eine schnellere Nachweismethode ist die RT-PCR.<ref>U. Messelhäusser, R. Zucker, H. Ziegler, D. Elmer-Englhard, W. Kleih, C. Höller, U. Busch: Nachweis von Clostridium botulinum Typ A, B, E und F mittels real-time-PCR. (Abstract). In: Journal für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit, Mai 2007, Vol. 2, Iss. 2, S. 198–201; doi:10.1007/s00003-007-0174-y.</ref> Ein direkter Nachweis des Botulinumtoxins aus Blut, Stuhl, Mageninhalt oder Erbrochenem ist über Bioassay-Methoden (ELISA oder Maus-Bioassay) möglich, das heißt, es wird die Wirkung von Proben auf Labortiere wie Mäuse bestimmt.<ref><templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20160925212453
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}}
}}
}} Landeszentrum Gesundheit Nordrhein-Westfalen; abgerufen am 5. März 2013.</ref>
Dokumentarfilm
- Antje Christ: Botox – ein Gift macht Karriere. D, 2010, 55 Minuten<ref>Botox – Ein Gift macht Karriere. Dokumentation Deutschland 2010.</ref>
Literatur
- {{#if: S1|S1-|}}Leitlinie Ästhetische Botulinumtoxin-Therapie{{#if: Deutschen Dermatologischen Gesellschaft (DDG)| der Deutschen Dermatologischen Gesellschaft (DDG)|}}. In: AWMF online {{#if: 2018|(Stand 2018)|}}
- Dirk Dressler: Botulinum toxin therapy, 31 tables, Foreword by Mitchell F. Brin, Thieme Verlag, Stuttgart, New York 2000, Andere Ausgabe: Dt. Ausg. u.d.T.: Dressler, Dirk: Botulinum-Toxin-Therapie, ISBN 978-3-13-117691-2, ISBN 978-0-86577-816-0 (New York).
- Matthias auf dem Brinke et al.: Therapeutenhandbuch Botulinumtoxin und Spastik. Thieme, Stuttgart 2011, ISBN 978-3-13-166791-5.
- Boris Sommer, Dorothee Bergfeld, Gerhard Sattler: Botulinumtoxin in der ästhetischen Medizin. Thieme, Stuttgart 2015. 5. akt. Aufl., ISBN 978-3-13-137675-6.
Weblinks
|1|= – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen |0|-= |X|x= |#default= –
}}{{#if:| {{#ifeq: {{{lang}}} | de | {{#ifeq: 0 | 0 | }} | ({{#invoke:Multilingual|format|{{{lang}}}|slang=!|shift=m}}) }}}}{{#invoke:TemplatePar|check
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- Bewegungsstörungen - M. Parkinson / Botulinum-Toxin Therapie / Tiefe Hirnstimulation, Klinik für Neurologie mit Experimenteller Neurologie, Charité
- S. Krupa, G. Gopinathrao / reactome: Botulinum neurotoxicity.
- Arbeitskreis Botulinumtoxin: Therapeutische Anwendungen des Botulinumtoxins
Anmerkungen
Anmerkungen zur Tabelle Botulinumtoxin-Serotypen
<references group="A">
<ref group="A" name="simpson 1989">
Das Botulinumtoxin Typ C2 zählt nicht zu den Neurotoxinen. Vgl. Lance Simpson (Hrsg.): Botulinum Neurotoxin and Tetanus Toxin, Academic Press, 1989, S. 7. ({{#if: fIwBX6oBDCMC
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| Es darf nur genau einer der beiden Parameter „Suchbegriff“ oder „BuchID“ ausgefüllt werden. Bitte beachte die in der Vorlage:Google Buch befindliche Dokumentation und prüfe die verwendeten Parameter.{{#ifeq: 0 | 0 | }}}}
| Es muss mindestens einer der beiden Parameter „Suchbegriff“ oder „BuchID“ ausgefüllt werden. Bitte beachte die in der Vorlage:Google Buch befindliche Dokumentation und prüfe die verwendeten Parameter.{{#ifeq: 0 | 0 | }}}}{{#invoke:TemplatePar|check
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Ab 1959 wurden alle Botulinum-Neurotoxin (Typ A-G) produzierenden Clostridien der Art C. botulinum zugerechnet. Phäno- und genotypischer Heterogenitäten innerhalb der Spezies führten 1988 zu Neuklassifizierung der Clostridium-botulinum-Typ-G-Stämme zu der neue Art C. argentinense. Vgl. J.C. Suen et al.: Clostridium argentinense sp.nov.: a genetically homogeneous group composed of all strains of Clostridium botulinum type G and some nontoxigenic strains previously identified as Clostridium subterminale or Clostridium hastiforme. Int. J. Sys. Bacteriol, Band 38 (1988), S. 375–381. doi:10.1099/00207713-38-4-375
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Einzelnachweise
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