百草枯中毒的毒理機制及治療進展

史曉峰，張玥，王勇強(天津市第一中心醫院，天津300000；天津醫科大學第二醫院泌尿外科研究所)

百草枯中毒的毒理機制及治療進展

史曉峰1，張玥2，王勇強1(1天津市第一中心醫院，天津300000；2天津醫科大學第二醫院泌尿外科研究所)

摘要：目的百草枯中毒發病急，吸收快，致死率高，且無特異性解毒藥。百草枯中毒的毒理機制仍不十分明確，可能主要通過氧化應激、炎癥反應、DNA和線粒體損傷導致細胞凋亡、影響細胞信號轉導等途徑對機體造成不可逆損傷。目前，除常用基礎治療外，還可采用血液凈化、激素及免疫抑制劑、抗氧化應激藥物、百草枯抗體、吡非尼酮、血管緊張素轉換酶抑制劑等藥物治療。中醫藥在百草枯中毒治療中有一定應用前景。對于發生晚期肺纖維化的患者，肺移植為理論上惟一可行的方案。

關鍵詞：百草枯；中毒機制；治療進展

急性百草枯中毒是臨床上常見的農藥中毒之一[1]。百草枯是有機雜環類接觸性脫葉劑及除草劑，對人畜具有強毒性，可經皮膚、呼吸道和消化道進入人體，引起多系統毒性反應[2]。百草枯目前尚無特異性解藥，仍采取洗胃、導瀉、灌腸、補液、利尿、糾正水電解質紊亂等對癥處理方法，國內外均無統一的急性百草枯中毒診療方案或指南。現就百草枯中毒的毒理機制、治療方法的研究進展作以綜述。

1百草枯的體內代謝特點

1.1吸收百草枯中毒途徑主要為口服，在胃腸刷狀緣通過載體介導的轉運系統吸收，生物利用度在14.6%左右[3]。空腹口服后2 h血藥濃度即達峰值，主要在空腸吸收。經6～12 h后，毒物大部分進入血液并分布至全身，24 h后血藥濃度明顯下降，進入組織，其中以肺臟和腎臟濃度最高，肝臟次之，心臟最低，肺組織內百草枯濃度可達血藥濃度的10～90倍[4]。這主要因為在Ⅰ型、Ⅱ型肺泡上皮細胞和Clara細胞膜上存在多胺攝取系統，百草枯與多胺化學結構類似，可與其競爭通過Ⅱ型肺泡上皮細胞的多胺攝取途徑而選擇性地在肺內蓄積[5]。

1.2排泄百草枯在體內不被代謝，以原型經腎臟排出[6]，腎臟排出百草枯的效率較低，除腎小球濾過和腎小管主動分泌外，近曲小管可對百草枯重吸收。早期治療方案中補液、利尿可降低原尿中百草枯濃度，減少重吸收。腎功能與血中百草枯濃度密切相關，百草枯中毒后保護腎臟尤為重要[7]。此外，口服未被吸收的百草枯可經消化道與糞便一起排出。有學者在百草枯中毒死亡患者的膽汁中檢出少量百草枯，提示可能存在肝腸循環，但在百草枯排泄中起的作用有限[8]。

2百草枯中毒的毒理機制

百草枯中毒主要通過氧化應激、炎癥反應、DNA和線粒體損傷導致細胞凋亡、影響細胞信號轉導等途徑對機體造成不可逆損傷。

2.1氧化應激百草枯進入細胞后，參與了一系列氧化還原反應。在這個過程中，百草枯消耗了細胞內包括煙酰胺腺嘌呤二核苷磷酸(NADPH)及細胞色素P450還原酶在內的多種酶，導致超氧陰離子和過氧化氫水平升高，并通過歧化過氧化氫生成羥自由基[9]，誘導脂質過氧化反應等一系列連鎖反應，引起細胞膜結構和功能改變[10]。

2.2炎癥反應所致損傷百草枯吸收入體后，以巨噬細胞為主的效應細胞釋放大量炎性因子，包括TNF-α、IL、IFN-γ、磷脂酶A2(PLA2)等。炎性介質、趨化因子等使中性粒細胞、單核巨噬細胞等在組織內聚集、浸潤、活化，進一步釋放氧自由基、蛋白水解酶等加重組織損傷。

2.3DNA及線粒體損傷導致細胞凋亡百草枯一方面能直接導致DNA嚴重損傷，細胞立即死亡；若損傷相對較輕，但機體不能修復，便可誘導細胞凋亡。Takeyama等[11]用人肺上皮樣細胞系L132進行體外實驗，發現百草枯可導致DNA結構破壞，阻止細胞從G1期進入S期。此外，百草枯還可誘導線粒體內膜脂質過氧化反應，造成線粒體功能障礙，并能誘導體外培養的人肺A549細胞肌動蛋白骨架不可逆性破壞，使線粒體內膜通透性改變，線粒體內膜異常去極化，解耦聯和基質腫脹，造成細胞凋亡。

2.4對細胞信號轉導通路的影響

2.4.1絲裂素活化蛋白激酶(MAPKs)通路MAPKs可通過轉導細胞外信號引起細胞凋亡、分化、增殖等一系列效應。劉明偉等[12]發現正常大鼠肺組織僅有少量磷酸化p38MAPK表達，但百草枯中毒鼠肺組織內，磷酸化p38MAPK活性明顯增強，且支氣管肺泡灌洗液中炎性細胞及TNF-α、IL-6增高，而抑制MAPKs通路后，肺組織損害減輕，提示MAPKs通路參與了百草枯中毒性肺損傷的發生。

2.4.2核因子κB(NF-κB )通路NF-κB參與多種炎性疾病的發生、發展，其表達異常與肺損傷、肺間質纖維化密切相關。NF-κB作為氧化應激敏感型轉錄因子，可被百草枯誘導產生的大量活性氧簇激活[13]。一方面，NF-κB活化后可使宿主炎性細胞因子基因轉錄增加，并啟動其他細胞合成IL-6、IL-8等因子，放大炎癥反應；另一方面，NF-κB對誘導型一氧化氮合酶、黏附因子、生長因子及其他轉錄調節因子的基因轉錄均有調控作用，而這些因素與百草枯中毒性肺損傷有關。

3百草枯中毒的臨床表現

口服百草枯后可致口腔、舌咽及胃、食道黏膜糜爛或潰瘍，嚴重者可出現穿孔，同時有發熱、惡心、嘔吐、腹痛、呼吸困難等表現。口服百草枯<20 mg/kg時，臨床癥狀不典型或僅限于胃腸道癥狀，預后較好；達到20～40 mg/kg時，患者出現腎衰竭及肺纖維化，多數2～3周后死亡；若>40 mg/kg，患者可迅速出現包括循環衰竭在內的多臟器功能衰竭[14]。

百草枯中毒本質屬于彌漫性肺泡損傷，肺組織腫脹、變性、壞死。基本病變為增殖性細支氣管炎、肺泡炎和肺纖維化[15]。患者肺部影像學改變隨時間進展呈現出從毛玻璃影或實變影向肺纖維化影轉變的過程，與臨床呼吸衰竭進展過程基本吻合，且肺部影像學表現與中毒劑量有關[16]。

4百草枯中毒的治療

4.1基礎治療盡快脫離中毒環境，皮膚接觸者褪去衣服，以肥皂水徹底清洗皮膚。誤入眼睛者應以清水反復沖洗干凈。口服中毒患者予洗胃、灌腸導瀉并持續胃腸減壓，吸出胃液及殘留毒物。王占青等[17]發現予百草枯中毒大鼠思密達灌胃，可高效吸附胃腸道內毒物，幫助受損胃黏膜修復。因百草枯遇土吸收，劉衛軍[18]采用漂白土洗胃配聯合血液灌流治療，取得較好療效。此外，還應予以大量補液、補充維生素、糾正水電解質紊亂及酸堿失衡等支持治療，合并感染者給予抗生素。

4.2血液凈化血液凈化措施包括血液灌流、血液透析、血漿置換等。早期血液凈化可減少血中毒物向組織擴散，減輕器官損害[19]。其中血液灌流使用活性炭或離子交換樹脂吸附，其毒物清除能力是血液透析的6～7倍，可做為臨床首選治療措施。血液灌流時間越早越好，一般建議于中毒后4 h內開始[20]。但劉鵬等[21]發現，血液灌流只有在血中百草枯濃度處于臨界水平以下(<8 mg/L)時才有效，如超過30 mg/L，血液灌流已無法奏效。

4.3激素及免疫抑制劑百草枯中毒早期的毒理機制為炎癥反應，因此激素和免疫抑制劑廣泛應用于臨床治療[22,23]。但這些治療方法均無明確循證醫學證據，而且，激素長期使用易出現感染、股骨頭壞死、肝腎功能損害等不良反應，確切療效尚需進一步探討。

4.4抗氧化應激治療百草枯的毒性作用主要由氧化應激所致，故早期使用抗氧自由基藥物非常必要。高劑量N-乙酰-5-甲氧基色胺可通過清除自由基、減輕谷胱甘肽消耗從而減輕細胞氧化損傷。

4.5中藥近年來，關于中藥治療百草枯中毒的報道逐漸增多。付國強等[24]發現血必凈注射液可明顯降低百草枯中毒大鼠血漿及肺內TNF-α、IL-10水平，減輕百草枯中毒引起的炎癥反應。有學者[25]研究表明，姜黃素可通過減輕氧化應激反應，改善百草枯中毒大鼠肝臟功能。中醫藥為百草枯中毒治療提供了新思路和方法，應用前景廣闊。

4.6百草枯抗體有學者[26]制作了百草枯中毒小鼠模型，并體外培養肺泡Ⅱ型細胞，發現百草枯抗體可顯著減少百草枯在肺泡內的聚集，說明其治療百草枯中毒有一定療效。但是，該藥尚未正式進入臨床應用，同時相關文獻報道較少，有待進一步研究。

4.7其他藥物

4.7.1吡非尼酮吡非尼酮是一種新型抗纖維化藥物，可治療特發性肺纖維化。Tian等[27]采用不同劑量的吡非尼酮處理博來霉素所致大鼠肺纖維化動物模型，結果表明吡非尼酮有很好的抗肺纖維化作用。

4.7.2血管緊張素轉換酶抑制劑肺纖維化可能與血管緊張素刺激成纖維細胞增殖及膠原合成增加有關，其機制可能為血管緊張素Ⅱ通過激活血管緊張素Ⅰ、上調TGF-β表達從而刺激纖維細胞增生。趙燊等[28]研究發現，貝那普利能延長百草枯中毒患者的生存時間并改善腎功能及血氣指標，可能與貝那普利抑制肺組織腎素—血管緊張素—醛固酮系統、降低血管緊張素Ⅱ水平、減輕肺纖維化有關。

4.7.3重組人Ⅱ型腫瘤壞死因子受體—抗體融合蛋白有學者[29]發現，應用該藥后可防止百草枯對肺臟進一步損害，原因可能與其抑制TNF表達、提高機體對毒物的耐受力、穩定溶酶體膜、降低炎癥反應時毛細血管通透性、減少炎性滲出、減輕肺間質及肺泡水腫等作用有關。

4.8肺移植百草枯中毒患者一旦發生肺纖維化則過程不可逆轉，目前無根治方法。肺移植為理論上惟一可行的方案。但由于供體難求及手術復雜等原因，臨床上很少有報道。如過早進行肺移植，患者體內殘存的百草枯可造成移植肺損傷，導致早期肺移植失敗。近年來，隨著移植手術技術的日益成熟及人們器官捐贈意識的提高，關于肺移植治療晚期肺纖維化百草枯中毒患者的報道會逐漸增多。

綜上所述，百草枯中毒的毒理機制仍不十分明確，搶救成功率低，病死率高。為減少百草枯中毒病死率，一方面需加強基礎研究，努力尋找治療方法；另一方面應呼吁有關部門對百草枯生產、銷售、使用環節加強監管，并盡快生產替代產品，同時加強對民眾的宣教工作。

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(收稿日期：2014-10-19)

通信作者：王勇強

中圖分類號：R595

文獻標志碼：A

文章編號：1002-266X(2015)02-0099-03

doi：10.3969/j.issn.1002-266X.2015.02.040