急性敵草快中毒研究及治療現(xiàn)狀

鮮亞斌，楊梅

昆明醫(yī)科大學(xué)附屬曲靖醫(yī)院急診科，云南曲靖655000

敵草快概述 敵草快化學(xué)名為1,1’-亞乙基-2,2’-聯(lián)吡啶，與百草枯同屬聯(lián)吡啶類除草劑[1]，分子量344.05，純品為無特征性氣味黃色結(jié)晶，其水溶劑在中性和酸性條件下穩(wěn)定，在高于pH 9的堿性溶液中容易降解，其半數(shù)致死量(LD50)為235 mg/kg(大鼠)，125 mg/kg（小鼠），敵草快可被土壤中的粘土礦物和有機(jī)物如蒙脫石烈吸附[2]。敵草快可通過消化道、皮膚黏膜、呼吸道或肌肉注射吸收，口服為主要攝入途徑，通過眼、陰道等途徑接觸中毒亦有報(bào)道[2-3]。敵草快經(jīng)皮膚吸率僅為0.3%但隨著皮膚受損其吸收率可升至3.8%，經(jīng)消化道吸收率＜10%[2]，吸收后可迅速分布至全身大部分組織器官，動物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)大鼠敵草快灌胃染毒后0.9 h血漿濃度達(dá)到高峰，血漿平均滯留時(shí)間4.9 h，清除半衰期為19.3 h并且敵草快不會選擇性地聚集于肺組織中[4]。動物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)敵草快染毒24 h后組織中濃度順序?yàn)椋耗I臟＞脾臟＞肝臟＞心臟＞腸＞肺臟[5]。敵草快性質(zhì)穩(wěn)定，在體內(nèi)僅少量在肝臟通過細(xì)胞色素P450酶氧化為毒性較低的單嘧酮和雙嘧酮衍生物，口服攝入后24 h內(nèi)約94%以原型經(jīng)糞便排出，入血的敵草快及其代謝物主要以尿液在48 h內(nèi)排出[2]。

1 中毒機(jī)制

目前機(jī)制未完全闡明，主流觀點(diǎn)為敵草快（Diquat，DQ）進(jìn)入細(xì)胞后，經(jīng)過單電子加成形成不穩(wěn)定的DQ+自由基，DQ+極不穩(wěn)定，將電子轉(zhuǎn)移到分子氧形成超氧陰離子自由基（·O2-），而DQ+失去電子后轉(zhuǎn)化為DQ2+。DQ2+在細(xì)胞色素P450還原酶和NADPH作為輔酶的氧化還原反應(yīng)作用下再次轉(zhuǎn)化為單價(jià)的DQ+，DQ+繼續(xù)和分子氧結(jié)合，持續(xù)產(chǎn)生超氧陰離子產(chǎn)物·O2-，由此形成持續(xù)的氧化還原循環(huán)。此時(shí)細(xì)胞色素P450還原酶和NADPH不斷消耗，阻礙了谷胱甘肽循環(huán)，干擾了細(xì)胞內(nèi)的能量代謝。同時(shí)·O2-則不斷產(chǎn)生，·O2-在超氧化物歧化酶SOD作用下生成過氧化氫。過氧化氫在過氧化氫酶的作用下生成水和二氧化碳，在谷胱甘肽過氧化物酶的作用下生成水，同時(shí)過氧化氫與細(xì)胞內(nèi)Fe2+可轉(zhuǎn)化為更高活性的羥基自由基?！2-和一氧化氮同樣可轉(zhuǎn)化為羥基自由基和過氧化亞硝酸離子。大量·O2-的產(chǎn)生使體內(nèi)過氧化氫酶和谷胱甘肽過氧化物酶過度消耗后，更高活性的羥基自由基則大量蓄積對細(xì)胞造成嚴(yán)重?fù)p害，導(dǎo)致強(qiáng)烈的脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，破壞細(xì)胞膜穩(wěn)定性，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡，破壞DNA，蛋白質(zhì)表達(dá)異常等。并且敵草快氧化還原電位值更高(敵草快E0=-0.33 V，百草枯E0=-0.35 V)，能夠更快地進(jìn)入氧化還原循環(huán)，氧化還原能力強(qiáng)于百草枯[2]。

2 急性敵草快中毒的器官損害

2.1 腎臟

腎臟作為敵草快的主要排泄器官，腎損害為最常見和最突出的改變，動物實(shí)驗(yàn)證實(shí)染毒后1 d即可發(fā)現(xiàn)腎小管上皮細(xì)胞增大，出現(xiàn)腎臟損害，3 d出現(xiàn)部分腎小管上皮細(xì)胞壞死腎間質(zhì)炎癥細(xì)胞浸潤，腎臟損害嚴(yán)重，7 d可見腎小管水腫減輕[4]，腎間質(zhì)少許炎癥細(xì)胞殘留提示腎臟損害好轉(zhuǎn)，吳煜崢[6]實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)染毒后大鼠血清肌酐0.5～24 h即可出現(xiàn)明顯升高。目前查及大部分病例[3,7-9]均出現(xiàn)不同程度的腎臟損害表現(xiàn)為少尿、無尿，肌酐、尿素氮升高。

2.2 消化道

口服敵草快造成口腔局部化學(xué)性損傷，對食道、胃和腸道黏膜同樣造成損害，導(dǎo)致出現(xiàn)惡心、嘔吐、腹瀉、腹痛等癥狀。相關(guān)學(xué)者對仔豬腹腔注射敵草快染毒后研究發(fā)現(xiàn)敵草快誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激可使腸道線粒體內(nèi)活性氧大量增加損害線粒體功能并且降低空腸黏膜緊密連接蛋白的豐度和上皮細(xì)胞活性，導(dǎo)致腸上皮完整性受損進(jìn)而增加腸道通透性[10]。部分病例出現(xiàn)腸梗阻[11]。腸梗阻亦可阻礙全胃腸灌洗、導(dǎo)瀉等促進(jìn)毒物排出的治療。

2.3 肺臟

與百草枯中毒不同，敵草快中毒未發(fā)現(xiàn)引起快速肺纖維化的直接證據(jù)但仍對肺臟造成損害[12]。動物實(shí)驗(yàn)證實(shí)染毒后與其他臟器相比肺組織中僅存在較少量敵草快并且不會長時(shí)間富集[5-6]。孫藝青等[13]動物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)染毒后12 h肺臟Nrf2因子明顯表達(dá)，3 d到達(dá)最高，7 d后肺損傷開始減輕，說明敵草快導(dǎo)致肺臟氧化應(yīng)激損害存在滯后現(xiàn)象。臨床上敵草快中毒仍可引起不同程度呼吸衰竭，胸部CT發(fā)現(xiàn)肺部滲出、胸腔積液等臨床表現(xiàn)[7,11-12]，同樣有嚴(yán)重ARDS病例報(bào)道并且使用ECMO成功救治[14]。劉露等[15]對24例敵草快中毒患者回顧性研究發(fā)現(xiàn)后期（服毒2～3周）遠(yuǎn)期（服毒3周以后）可出現(xiàn)肺纖維化，但其納入標(biāo)準(zhǔn)為敵草快服毒史患者，診斷并不完全可靠。專家共識[12]建議若肺部損害明顯應(yīng)進(jìn)一步明確暴露史或毒物檢測明確診斷。

2.4 肝臟

國外學(xué)者動物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)染毒后肝非血紅素鐵20 h內(nèi)保持不變[16]。肝游離鐵在至少6 h內(nèi)明顯升高，導(dǎo)致嚴(yán)重的肝毒性，持續(xù)20 h。隨后這些游離鐵被氧化應(yīng)激條件下的鐵蛋白合成所隔離，從而限制了鐵的氧化反應(yīng)。血漿鐵濃度則在染毒6～20 h下降，血漿IL-6在染毒3～20 h維持在較高水平。肝臟鐵調(diào)素mRNA的表達(dá)在3 h和6 h顯著上調(diào)，而膜鐵轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白mRNA在20 h表達(dá)略下調(diào)。轉(zhuǎn)鐵蛋白受體1mRNA表達(dá)在3 h、6 h和20 h明顯上調(diào)。這些結(jié)果表明，通過對白細(xì)胞介素6－鐵調(diào)素－鐵轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白軸的刺激，增強(qiáng)了由轉(zhuǎn)鐵蛋白受體1介導(dǎo)肝細(xì)胞對鐵的攝取導(dǎo)致血清鐵下降。故而臨床報(bào)道病例大部分患者均發(fā)現(xiàn)不同程度肝功能損害，表現(xiàn)為ALT AST膽紅素不同程度升高[3,7,9,17]。

2.5 中樞神經(jīng)系統(tǒng)

動物實(shí)驗(yàn)[4]證實(shí)大鼠染毒后1 h即可在腦中發(fā)現(xiàn)敵草快，說明敵草快可透過血腦屏障但百草枯則不能。有證據(jù)表明氧化應(yīng)激和線粒體功能障礙在帕金森病發(fā)病機(jī)制中的作用，流行病學(xué)和毒理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)環(huán)境因素（敵草快）是與帕金森病相關(guān)的神經(jīng)毒物[18]。Aeri Park[19]等使用PC12細(xì)胞研究發(fā)現(xiàn)敵草快通過增加活性氧的方式誘導(dǎo)PC12細(xì)胞凋亡，表現(xiàn)為PC12細(xì)胞活性以及多巴胺下降。國內(nèi)報(bào)道了一例腦橋脫髓鞘病變的24歲男性患者，具體機(jī)制尚不清楚但提示臨床上及時(shí)行腦部影像學(xué)檢查的必要性[20]。尚有報(bào)道20例患者中7例出現(xiàn)不同程度神經(jīng)系統(tǒng)癥狀，表現(xiàn)為頭痛、煩躁、興奮、昏迷[7,9,11]。

3 敵草快中毒治療

3.1 減少毒物吸收與加快排出

快速脫離毒物環(huán)境，口服敵草快后引起消化道黏膜刺激損傷導(dǎo)致胃排空加快，故建議攝入后1 h內(nèi)洗胃，6 h內(nèi)可考慮洗胃[12]，多次洗胃不能降低病死率[21]，蒙脫石散、活性炭等吸附劑可以減少胃腸道對敵草快的吸收。洗胃后應(yīng)充分導(dǎo)泄，注意患者洗胃、導(dǎo)泄后電解質(zhì)丟失內(nèi)環(huán)境情況以免合并或加重麻痹性腸梗阻[12]。強(qiáng)化補(bǔ)液、利尿?yàn)榇龠M(jìn)敵草快排出的快速方法之一。血液灌流、床旁持續(xù)腎臟替代（CRRT）、血液透析均為加快血中毒物排出的常用方法[22]。賈俊娥[5]對染毒犬進(jìn)行血液灌流前后組織中敵草快測定證實(shí)早期血液灌流可降低血液中敵草快濃度而分布至組織中的敵草快一部分則擴(kuò)散至血液中從而降低組織中敵草快濃度。血液凈化僅可清除血液中敵草快并通過間接的方式降低組織中敵草快濃度，故爭取早期血液凈化理論上可對靶器官起到保護(hù)作用。然而吳雨璇等[21]對使用血液凈化治療敵草快中毒患者統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)血液灌流、血液透析治療對敵草快中毒預(yù)后影響差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

3.2 藥物治療

針對敵草快中毒圍繞其發(fā)病機(jī)理，藥物以抗氧化劑，抗炎癥反應(yīng)治療為主。還原型谷胱甘肽是細(xì)胞中產(chǎn)生的最重要的小分子抗氧化劑，在不同因素導(dǎo)致的氧化應(yīng)激時(shí)參與還原和共軛反應(yīng)，從而起到保護(hù)細(xì)胞的作用，同時(shí)還原型谷胱甘肽也是維生素E、維生素C抗氧化酶促反應(yīng)的底物之一[23]。敵草快中毒后因大量過氧化氫產(chǎn)生嚴(yán)重消耗GSH，所以補(bǔ)充GSH對機(jī)體的抗氧化防御至關(guān)重要。N-乙酰半胱氨酸本身具有的自由巰基（-SH）能與親電子的氧化基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)具有直接的活性氧清除作用同時(shí)其去乙酰基后成為谷胱甘肽合成的前體，在氧化應(yīng)激時(shí)補(bǔ)充細(xì)胞內(nèi)耗盡的谷胱甘肽而達(dá)到抗氧化作用[24]。N-乙酰半胱氨酸可有效阻斷敵草快誘導(dǎo)的PC12凋亡[19]。細(xì)胞褪黑素抗氧化機(jī)制有多種，可減少體內(nèi)如超氧陰離子、過氧化氫、一氧化氮、過氧亞硝酸鹽等自由基[25]。但Roman等[26]研究發(fā)現(xiàn)低劑量的褪黑素具有抗氧化作用而高劑量的褪黑素則具有促氧化作用。維生素C作為臨床常用的抗氧化劑可用于敵草快中毒治療。糖皮質(zhì)激素作為急性和慢性炎癥經(jīng)典的常用藥物，理論上對于敵草快中毒后所引起的急性炎癥反應(yīng)采取抗炎策略是適宜的，近年大多患者采取了百草枯中毒治療中的激素策略，國內(nèi)報(bào)道病例中攝入量較大病例[7,17,21,27]大多采取了大劑量甲強(qiáng)龍沖擊治療，但吳雨璇等[21]對17例使用糖皮質(zhì)激素的敵草快中毒患者統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)糖皮質(zhì)激素使用與預(yù)后影響差異并無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。專家共識[12]不推薦使用大劑量激素與免疫抑制劑治療敵草快中毒。

3.3 綜合治療

敵草快中毒導(dǎo)致腎損傷患者，建議腎功能損害達(dá)到AKI 1級時(shí)進(jìn)行CRRT治療直到腎功能好轉(zhuǎn)[12]。理論上氧療可能加重?cái)巢菘鞂?dǎo)致的氧化還原反應(yīng)[2]，但敵草快中毒患者氧療是否加重病情目前并無研究提供確切證據(jù)。專家共識[12]不推薦主動氧療但患者若出現(xiàn)低氧血癥、呼吸衰竭時(shí)氧療無法避免。

4 小結(jié)

敵草快化學(xué)成分與百草枯類似，氧化還原能力較百草枯更強(qiáng)，大劑量攝入敵草快后導(dǎo)致危及生命的循環(huán)衰竭或多臟器衰竭。國內(nèi)已有專家共識提供臨床治療建議，治療方案與百草枯中毒相似但激素使用上存在較大爭議。敵草快同樣對各臟器造成不同程度損傷，兩者在肺臟以及中樞神經(jīng)系統(tǒng)分布代謝特點(diǎn)不同故所造成損害存在差異。各臟器損害機(jī)制仍需更多更深入的研究。未來尋找到敵草快進(jìn)入細(xì)胞的潛在誘導(dǎo)因素或機(jī)制并加以阻斷或抑制或許能成為研究的一個(gè)方向。