芥子氣致肝脾損傷的研究現(xiàn)狀

唐金元，褚海波

芥子氣（sulfur mustard，SM）是一種戰(zhàn)爭中最常用的糜爛性毒劑，稱之“毒氣之王”。SM在全球?qū)儆谝环N高儲存毒劑，致傷和致殘率高，易讓人產(chǎn)生恐懼心理，威懾力大，且伴隨著長期的慢性損傷［1］。暖季SM蒸發(fā)損傷眼部和肺部，寒季SM接觸損傷皮膚［2］。液氣態(tài)SM對器官損傷部位有明顯的不同。據(jù)資料統(tǒng)計，兩伊戰(zhàn)爭中SM損傷最常見的部位是呼吸道、眼部、皮膚［3］。 SM 損傷的 3．4 萬士兵中，13～20年后其并發(fā)癥肺部占 42．5%、皮膚39．3%、眼部24．5%［4］。角膜炎和梗阻性細(xì)支氣管炎是最為難治的并發(fā)癥［5］。因此，SM呼吸道、皮膚、眼部損傷毒理機(jī)制的相關(guān)研究報道頗多。鑒于肝脾是人體重要的解毒代謝器官和免疫防御器官，SM損傷肝脾器官也備受人們的關(guān)注。本文結(jié)合SM的毒理特征，對肝脾損傷的特點(diǎn)作一綜述。

1 SM理化性質(zhì)和毒理特點(diǎn)

SM，化學(xué)名：二氯二乙硫醚，又名硫芥。分子式：Cl－CH2－CH2－S－CH2－CH2－Cl。呈微黃色或無色的油狀液體，有微弱大蒜氣味。SM屬于親脂化合物，對皮膚有較強(qiáng)的滲透性，但水溶性差。SM結(jié)構(gòu)上有兩個親電碳原子，具有較強(qiáng)的烷化作用。SM被吸收體內(nèi)后可導(dǎo)致DNA損傷，蛋白質(zhì)代謝障礙，由此影響細(xì)胞增殖和細(xì)胞死亡［6］。SM的毒理機(jī)制共識的有四種假說：①DNA直接損傷：SM可直接羥化DNA鳥嘌呤N7，引起DNA突變、斷裂等；DNA的烷化損傷是其細(xì)胞毒性和基因損傷突變的物質(zhì)和理論基礎(chǔ)，也 是 機(jī) 體 廣 泛 損 傷 的 根 源［7］； ② 谷 胱 甘 肽（glutathione，GSH）耗竭／氧化應(yīng)激：SM可以直接烷化GSH，使其含量減少，繼而引發(fā)脂質(zhì)過氧化和氧化應(yīng)激反應(yīng)增強(qiáng)，氧自由基清除能力減弱，導(dǎo)致組織細(xì)胞損傷［8］；③細(xì)胞凋亡：SM的DNA烷化作用，可引起DNA斷裂、交聯(lián)、突變，從而影響諸多酶活性，阻滯DNA復(fù)制，導(dǎo)致細(xì)胞周期停滯、細(xì)胞核濃縮、碎裂，最終引發(fā)細(xì)胞凋亡；這一作用對其增殖旺盛的組織細(xì)胞尤為敏感［9］；④炎癥反應(yīng)：SM的急性和慢性效應(yīng)均與炎性因子和炎性細(xì)胞存在著密切的相關(guān)性，包括腫瘤壞死因子、白細(xì)胞介素－8、6、1（interleukin，IL－8、6、1）、 粒細(xì)胞巨噬集落刺激因子（granulocyte－macrophage colony stimulating factor，GM－CSF）、炎癥趨化因子 CX3 等［10］。 可見，SM 所致的機(jī)體損傷不是一種單因素作用結(jié)果，而是一種復(fù)雜的病理生理及生物轉(zhuǎn)化過程所致的復(fù)合性損傷，這種機(jī)體損傷給防治帶來難以逾越的障礙。

2 SM與肝損傷

肝臟是人體新陳代謝和解毒功能的重要器官，具有生物轉(zhuǎn)化作用。SM屬脂溶性毒劑，對細(xì)胞膜具有高穿透性，其滅活依賴于肝臟生物轉(zhuǎn)化作用。研究發(fā)現(xiàn)，小鼠SM染毒吸收后肝臟重量減輕，組織形態(tài)學(xué)改變?yōu)楦闻K充血、出血，肝小葉中間帶肝細(xì)胞空泡變性，中央帶脂肪變性，胞質(zhì)顆粒空泡樣變，染色質(zhì)濃縮聚集，伴有炎細(xì)胞的浸潤，染毒劑量增大或染毒時間延長，可出現(xiàn)肝小葉中心型壞死。損傷高峰發(fā)生在第7天。隨著時間延長，肝細(xì)胞開始緩慢修復(fù)［11］。大鼠肝細(xì)胞周期增殖S2期較停滯期P2期核濃縮、核聚集損傷明顯［12］。損傷后血 AST、ALT、ALP、凝血功能等生化指標(biāo)明顯升高［13］。實(shí)驗(yàn)研究顯示，SM對細(xì)胞核成分最為敏感，且細(xì)胞增殖周期越快影響越大，如免疫系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、肝臟新陳代謝系統(tǒng)等［14］。GSH是肝細(xì)胞內(nèi)的重要物質(zhì)，參與氧化應(yīng)激，可直接影響基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)和細(xì)胞凋亡，是SM 肝 損 傷 的 重 要 機(jī) 制［15］。Vijayaraghavan 等［16］和Sharma等［17］發(fā)現(xiàn)，鼠SM染毒后肝細(xì)胞GSH含量明顯減少，證實(shí)氧化應(yīng)激反應(yīng)是SM致肝損傷重要環(huán)節(jié)。研究表明，鼠不同途徑（吸入、經(jīng)皮、皮下、口服、腹腔）SM染毒，均可造成不同程度的肝損傷［18］。若染毒前口服苯乙硫醚衍生物（249mg／kg）［S－2（2－aminoethylamino） ethyl phenyl sulfide，DRDE－07］，則可減輕 SM 肝損傷的程度［19，20］。 由此看來，氧化應(yīng)激是一個共識的SM誘導(dǎo)肝細(xì)胞毒性機(jī)制，與GSH水平的下降和丙二醛（malondialdehyde，MDA）的增加有關(guān)。其本質(zhì)是SM的親電子性和高親和力，大量消耗體內(nèi)的GSH。

3 SM與脾損傷

脾臟是人體最大的淋巴器官，機(jī)體細(xì)胞免疫和體液免疫的中心，是SM極易損傷的體內(nèi)靶器官。Zuhair等［10］SM損傷的動物模型發(fā)現(xiàn)，脾損傷的主要組織學(xué)特征為，白髓中央?yún)^(qū)結(jié)構(gòu)喪失，大量淋巴濾泡灶性壞死、增生，T細(xì)胞聚集，巨噬細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞浸潤。 Manoj等［11］對鼠經(jīng)皮給予 SM 1．0LD50（8．1mg／kg），脾臟嚴(yán)重充血，脾內(nèi)造血前體細(xì)胞增加，白髓內(nèi)細(xì)胞減少、變形壞死。暴露至7 d，脾損傷的程度明顯增加，證實(shí)SM損傷具有時間依賴性。研究顯示，染毒后第4天脾臟重量明顯下降，至第8天穩(wěn)定。外周血白細(xì)胞計數(shù)在第4天和第8天仍顯著下降［18］。 賽燕等［21］則發(fā)現(xiàn)，SM 染毒后脾臟出現(xiàn)萎縮，顏色淺紅或暗黃。組織結(jié)構(gòu)不完整，淋巴組織疏松，白髓和邊緣區(qū)內(nèi)出現(xiàn)較多呈散在或灶狀分布的凋亡細(xì)胞，凋亡淋巴細(xì)胞的形態(tài)以胞核濃集或聚集于四周多見。淋巴細(xì)胞的數(shù)量減少，并隨時間延長減少更明顯。Venkateswaran等［22］對鼠采用經(jīng)皮途徑SM 染毒 （15．5mg／kg、7．75mg／kg、3．88mg／kg），7 d后脾臟質(zhì)量減少，脾內(nèi)出現(xiàn)組織退行變和細(xì)胞結(jié)構(gòu)紊亂。Yamano 等［23］鼠皮下途徑 SM 染毒（1．2mg／kg，3次／周，共4周），發(fā)現(xiàn)脾內(nèi)纖維組織增生，并隨劑量增加脾損傷加劇。鼠實(shí)驗(yàn)研究表明，經(jīng)吸入和皮膚滲透SM染毒，脾臟最易發(fā)生損傷［24］。大鼠SM染毒后1 d，脾臟可出現(xiàn)caspase－3的mRNA和前體蛋白表達(dá)及caspase－3酶的活化，即發(fā)生脾淋巴細(xì)胞凋亡［21］。鼠體外脾淋巴細(xì)胞SM染毒研究發(fā)現(xiàn)，淋巴細(xì)胞線粒體跨膜電位顯著下降。說明SM作用過程中產(chǎn)生的信號分子會導(dǎo)致線粒體結(jié)構(gòu)和功能的損傷，引發(fā)細(xì)胞氧化功能障礙［25］。 曾惠等［26］通過小劑量（0．6 LD50 1．92mg／kg）皮下途徑 SM 染毒發(fā)現(xiàn)，氧化型谷胱甘肽（oxidized glutathione，GSSG）6 h 后增加，MDA水平2 h達(dá)到高峰，超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）2 h 后急劇升高， 這些參數(shù)均提示SM誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激反應(yīng)參與脾細(xì)胞線粒體損傷。近期實(shí)驗(yàn)研究表明，SM對脾臟的損傷依賴于溶于SM的不同溶劑，給予DRDE－07可降低SM 脾損傷［27］。

總之，SM對機(jī)體器官的損傷是一種復(fù)合型損傷，肝脾是SM損傷最易累及的靶器官。SM肝脾損傷機(jī)制尚未完全明確，研究仍處于動物實(shí)驗(yàn)階段。DNA損傷、GSH耗竭／氧化應(yīng)激、細(xì)胞凋亡、炎癥反應(yīng)是研究SM肝脾損傷的思路與軸線。SM染毒后體內(nèi)生物標(biāo)志物檢測的靈敏性、特異性、實(shí)用性仍面臨著挑戰(zhàn)［28］。如何發(fā)現(xiàn)防治SM損傷的特效藥物和解毒功效評價的特異性指標(biāo)，應(yīng)是SM肝脾損傷研究的主攻方向與目標(biāo)。

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