百草枯中毒患者脏器损害与血清细胞因子变化的研究

1、(上接第257页Macrocyclic Cu(2tetra2anhydroaminoben2 zal2dehyde com plex2antiproliferative activity in vitro and inviv o.Neoplasma,1998,45:2542260.5王国健,杜浩萍,徐梅,等,铜绿主要成分醋酸铜的抗肝癌作用及对肝肾功能、外周血影响的实验研究.中国中医药信息杂志,1996,3:24226.6Hirata Y.Manganese2induced apoptosis in PC12cells.Neurotoxicol T eratol,2002,24:6392653.

2、7Petit A,M wale F,Zukor D J,et al.E ffect of cobalt andchromium ions on bcl22,bax,caspase23,and caspase28expression in human U937macrophages.Biomaterial,2004,25:201322018.8Z hang J,M ori A,Chen Q,et al.Fermented papaya preparationattenuates2amyloid precurs or protein:2amyloid2mediatedcopper neurotox

3、icity in2amyloid precurs or protein and2amyloid precurs or protein S wedish mutation overex pressing SH2SY5Y cells.Neuroscience,2006,143:63272.9D ovinováI,PaulíkováH,Raukoc P,et al.Main targets oftetraaza macrocyclic copper com plex on L1210murine leukemiacells.T oxicol Vitro,2002,16:

4、4912498.10Fei XF,Chen J,Zheng KY,et al.Apoptotic E ffects ofHypocrellin A on HeLa Cells.Chem Res Chin U,2006,22:7722775.11Zhao F,Y an J,Deng S J,et al.A thioredoxin reductaseinhibitor induces growth inhibition and apoptosis in five culturedhuman carcinoma cell lines.Cancer Lett,2006,236:46253.13Y an

5、g J,Liu X,Bhalla K,et al.Prevention of apoptosis bybcl22:release of cytochrome c from mitochondria blocked.Science,1997,275:112921132.14T immer T,Vries EG,Jong S.Fas receptor2mediated apoptosis:a clinical application?J Pathol,2002,196:1252134.15Peter ME,K rammer PH.The C D95(APO21FasDISC andbey ond.

6、Cell Death Differ,2003,10:26235.(收稿日期:2007-02-01中图分类号:R99文献标识码:A文章编号:1002-3127(200704-0258-04论著百草枯中毒患者脏器损害与血清细胞因子变化的研究张华1,2,菅向东1,郭广冉1,阮艳君1,崔凤玉1,阚宝甜1,张海艇3,王凌2,李兴福1(1.山东大学齐鲁医院风湿科,山东济南250012; 2.山东省枣庄市立医院风湿科;3.山东大学药学院【摘要】目的观察急性百草枯中毒患者脏器损害与血清细胞因子变化。方法15例百草枯中毒患者于服毒后48h采集静脉血10ml,分离血清,取部分血清立即作肝肾功能及有关生化检查,其余

7、置-70冻存,备测细胞因子。采集动脉血2ml行动脉血气检查。所有病人均行高分辨CT检查。对照组为15例健康查体志愿者。肝肾功能和动脉血气分析按照常规方法进行。血清PDF、IG F、T NF2、I L21、I L26和I L210采用酶联免疫吸附法(E LIS A。结果百草枯中毒患者血清丙氨酸转氨酶(A LT、天冬氨酸转氨酶(AST、尿素氮(BUN、肌酐(Cr、总胆红素(T BI L较对照组升高明显(P<0105或P<0101。患者动脉血氧分压(PO2、二氧化碳分压(PC O2下降明显,pH、碱剩余(BE、碳酸氢盐(HC O-3降低明显,与对照组比较差异有统计学意义(P<010

8、1,患者血清细胞因子PDG F、IG F21、T NF2和I L210等较对照组明显升高,差异有统计学意义(P<0105,而I L21、I L26变化不明显。HRCT主要为肺部渗出性病变,表现为片絮状影、磨玻璃样影和肺叶实变等。结论百草枯中毒可造成肺、肝和肾的损害,在百草枯中毒发病机制中细胞因子的变化可能起到了重要作用。【关键词】百草枯;细胞因子;急性肺损伤;肺纤维化Organic injury and changes of cytokines in paraquat poisoning patients ZH ANG Hua1,2,J I AN X iang2dong1,G UO G

9、uang2ran1,RUAN Y an2jun1,C UI Feng2yu1,K AN Bao2tian1,ZH ANG Hai2ting3,W ANGLing2,LI X ing2fu1(1.Qilu Hospital o f Shandong Univer sity,Jinan Shandong250012,China基金项目:山东省科技厅计划项目(B200357作者简介:张华,硕士研究生,研究方向:风湿病和中毒急危重症。通讯作者:菅向东,医学博士,硕士生导师。研究方向,风湿病和中毒急危重症。【Abstract】ObjectiveT o observe the organic injury

10、 and changes of cytokines in acute paraquat pois oning patients.Methods10ml venous blood was drawn from15paraquat pois oning patients48h later after taking pois oning for liver and renal function determination and cytokines detection.Arterial blood gas and lung HRCT were als o been done at the same

11、time.Fifteen v olunteers were invited as control.The determination of liver and renal function,arterial blood gas according to routine methods and the detection of cytokines according to the instruction of kits by enzyme linked immunos orbent assay.R esultsParaquat could induce respiratory system, d

12、igestive system and urinary system manifestation.The serum alanine aminotrans ferase,aspartate aminotrans ferase,total bilirubin,blood urea nitrogen,creatiine were increased by paraquat(P<0105or P<0101.PO2,PC O2,pH,BE,HC O-3were decreased by paraquat (P<0101.Cytokines PDG F,IG F21,T NF2,I L

13、210were increased by paraquat.ConclusionParaquat could induce lung,kidney and liver injury and cytokines may play an im portant role on the pathogenesis of paraquat pois oning.【K ey w ords】Paraquat;Cytokine;Acute lung injury;Pulm onary fibrosis20世纪50年代末,百草枯的除草作用首次被发现,1962年市场上开始出现百草枯产品。百草枯又名克芜踪,是速效触杀

14、型除草剂,喷洒后能够很快发挥作用,接触土壤后迅速失活,在土壤中无残留,它在中国农村广泛使用,促进了农业生产力的提高1。使用这种除草剂可减少耕种作业,促进无需消耗时间和能量的“免耕农业”或“直播农业”的开展,深受广大农民的喜爱224。然而,百草枯对人体具有明显的毒害作用。由于其目前尚无有效的治疗方法5,急性口服中毒的病死率在80%以上,少数存活病例往往也留有严重的肺纤维化,其实际危害程度已超过了有机磷农药和毒鼠强的剧毒灭鼠剂。然而其发病机制尚不清楚。近年来,细胞因子在急性脏器损伤中的作用越来越为人们所重视,在动物实验中我们也观察到百草枯染毒大鼠细胞因子呈现规律性变化627。现重点从临床角度探讨百

15、草枯中毒患者肺、肝脏、肾脏损伤及其细胞因子变化规律。1对象与方法111病例选择15例百草枯中毒患者,男5人,女19人。年龄最小16岁,最大56岁,服药量为40200ml 不等,分别于服药后48h采集静脉血10ml,分离血清,取部分血清立即作肝肾功能及有关生化检查,其余置-70冻存,备测细胞因子。采集动脉血2ml行动脉血气检查。所有病人均行HRCT检查。对照组为15例健康查体志愿者,其性别、年龄及其他情况与病例组比,差异无统计学意义。中毒病人中毒前和对照组人员均无其他基础疾病。112主要试剂及药品血小板衍生生长因子(PDG F、胰岛素样生长因子21(IG F21、肿瘤坏死因子2(T NF2、白细

16、胞介素21(I L21、白细胞介素26(I L26白细胞介素210(I L210试剂盒,美国R&D公司进口分装,上海森雄科技实业有限公司提供等。113观察指标观察急性百草枯中毒患者的主要临床表现,肝肾功能和动脉血气分析按照常规方法进行。血清PDF、IG F21、T NF2、I L21、I L26、I L210采用酶联免疫吸附法(E LIS A,按说明书规程操作。114统计学方法数据以 x±s表示;用SPSS13.0软件进行分析,t检验。2结果2.1百草枯中毒患者主要临床表现如表1所示,百草枯中毒患者以呼吸系统、消化系统和泌尿症状为主。212百草枯中毒患者肝肾功能变化如表2所示

17、,百草枯中毒患者血清丙氨酸转氨酶(A LT、天冬氨酸转氨酶(AST、总胆红素(T BI L、尿素氮(BUN、肌酐(Cr较对照组升高明显(P<0105,P<0101,提示百草枯中毒可造成明显的肝肾损害。213百草枯中毒患者动脉血气分析变化如表2所示,百草枯中毒患者动脉血氧分压(PO2、二氧化碳分压(PC O2下降明显,pH、碱剩余(BE、碳酸氢盐(HC O-3降低明显,以上指标与对照组比较差异有统计学意义(P<0101,提示百草枯中毒可造成低氧血症、过度换气和代谢性酸中毒等。2.4百草枯中毒患者血清细胞因子变化如表2所示,患者血清细胞因子PDG F、IG F21、T NF2和I

18、 L210等较对照组明显升高,差异具有统计学意义(P<0105,而I L21、I L26变化不明显。2.5百草枯中毒患者肺部HRCT变化主要为肺部渗出性病变,表现为片状絮状影、磨玻璃样影、肺叶实变等。表1百草枯中毒患者主要临床表现临床表现咽痛口腔灼伤恶心呕吐腹痛腹部压痛消化道出血消化道穿孔黄疸胸闷胸痛例数1515156515158546百分比(%1001001004033.310010053.333.326.740临床表现憋气呼吸困难发热少尿或无尿蛋白尿血尿休克M ODS头痛昏迷DIC 例数612181214414511百分比(%4080 6.6753.38093,326.793.333

19、.3 6.67 6.67表2百草枯中毒患者肝肾功能、动脉血气和细胞因子变化( x±s组别n A LT(ULAST(ULGG T(ULBUN(mm olLCr(m olLT BI L(m olLTP(gLAG对照组1524193±1116321140±1017029150±161274184±112984193±2013210153±510872160±61921192±0136病例组1585166±291043363140±231403336186±1818212117

20、77;312233127153±331973332129±171073367166±81841188±0150组别n PaO2(mmHgPCO2(mmHgpH BE HCO-3(mm loL对照组1597153±114540126±31307139±01031158±015024160±1163病例组1576193±101013332120±6155337134±010533-4132±11913316186±216933组别n PDG F(gLIG F2

21、1(gLT NF2(gLI L21(gLI L26(gLI L210(gL对照组15178182±53101111122±3219042112±1517518172±316581102±1914926155±5115病例组15332152±1931763170116±85116361153±25143319136±413578168±2415339149±211643与对照组比较,3P<0105,33P<0101。3讨论1966年,英国Bullivant首先描述2

22、例百草枯意外中毒死亡事件,随后世界各地相继报道百草枯中毒病例。百草枯人口服致死量约为510ml20%的原液。口服中毒后除引起消化道糜烂、出血外,还能损害多个重要脏器,尤其肺中浓度较高,可导致急性肺水肿、进行性肺纤维化等临床表现,预后不良829。Y amashita10对存活的百草枯中毒患者进行随访发现,即使是轻微的肺损伤,仍可引起百草枯中毒患者在较长时间内的限制性肺功能损伤,最终导致不可逆的肺间质纤维化,而一旦出现肺间质纤维化,病人预后极差。本品可经消化道和呼吸道吸收,不易经完整的皮肤吸收,易经受损的皮肤吸收。百草枯大鼠经口LD50为100mgkg,小鼠经口LD50为120mgkg,兔经皮LD

23、50236mgkg。百草枯吸收后随血液分布至肺、肾脏、肝脏及甲状腺等器官,但以肺内含量最高,含量可大于血中含量的十至数十倍,且存留时间较久。百草枯在体内很少降解,常以原形随粪、尿排出,少量经乳汁排出。体内细胞有复杂的酶和其他防御机制来防护氧化还原反应中产生的”活性氧”的毒性,当存在高浓度百草枯时,细胞的防御机制破坏,“活性氧”的毒性导致细胞死亡及组织损伤。还有人认为百草枯分子可直接对细胞起毒作用11213。近年来,肺纤维化机制研究取得了许多非常重要的进展,特别是细胞因子在这一复杂过程中所起的作用引人注目14。从而提出了肺细胞及细胞因子网络的概念。产生细胞因子的细胞有肺巨噬细胞(M、肺泡型细胞、

24、中性粒细胞、上皮细胞和毛细血管内皮细胞等。PDG F是刺激细胞生长的主要致分裂原,对成纤维细胞有趋化作用,是参与纤维化进展的细胞因子。IG F21是一组小分子肽类物质,它们在机体各器官内普遍存在,是调节机体胚胎器官生长发育的重要因子之一。近几年发现,在肺纤维化形成过程中肺内的IG F21含量增高,因而认为IG F21肺纤维化的发生发展关系密切15。T NF2、白介素(I L21为肺损伤时M来源的细胞因子,这些细胞生长因子一方面使炎症细胞浸润,M分化和成熟,另一方面促进细胞因子和炎症递质的进一步分泌和表达,形成复杂的细胞因子网络,引起肺泡炎和肺损伤。T NF是一种多肽,主要由激活的肺泡巨噬细胞产

25、生和分泌,是一种具有广泛生物活性的细胞因子,与肺纤维化和间质性炎症有关。I L26是肺纤维化中主要的炎症细胞因子之一,它可以调节免疫反应、急性期反应和血细胞生成,并在宿主防御机制中起关键作用,由多种细胞产生,其主要功能诱导B 细胞生长、分化并产生免疫球蛋白,形成免疫复合物,造成肺损伤。I L210可减轻炎症反应,减少胶原的产生,维持机体的稳态,是损伤的一种代偿反应16219。本次研究发现,急性百草枯中毒后48h,可出现呼吸系统、消化系统、泌尿系统相应的症状和体征。肝肾损伤表现A LT、AST、T BI L、BUN和Cr升高。动脉血气分析结果主要表现为低氧血症、低碳酸血症和代谢性酸中毒,说明百草

26、枯中毒患者早期即可出现过度换气和酸碱平衡失调。肺部HRCT检查表现渗出性病变。细胞因子PDG F、IG F21、T NF2和I L210明显升高,而I L2 1、I L26与对照组比变化不明显,说明细胞因子PDG F、IG F21、T NF2、I L210系百草枯中毒所致的损伤早期敏感指标。我们在以往的动物实验研究中发现,I L21、I L26在百草枯中毒动物模型中也升高7,与患者的变化不一致,造成这种结果的原因可能是由于人体中毒是一个极其复杂的病理生理过程,与单纯的动物实验不同,它受毒物摄入量、救治时间与方式、患者本人情况等多种因素的影响,因此,每个中毒患者的表现均具有明显的个体性。本研究提

27、示,在百草枯中毒发病过程中,某些细胞因子可能发挥重要作用。参考文献:1Chu JJ,Ding Y,Zhuang Q J.Invasion and control of waterhyacinth(E ichhornia crassipesin China.J Zhejiang Univ SciB,2006,7:6232626.2Bismuth C,Hall AH,Baud F J,et al.Pulm onary dys function insurviv ors of acute paraquat pois oning.Vet Hum T oxicol,1996,38:2202222.3K

28、urniawan AN.Product stewardship of paraquat in Indonesia,Int Arch Occup Environ Health,1996,68:5162518.4Hart T B.Paraquata review of safety in agricultural andhorticultural use.Hum T oxicol,1987,6:13218.5Lin JL,Lin2T an DT,Chen K H,et al.Repeated pulse ofmethylprednis olone and cyclophosphamide with

29、 continuousdexamethas one therapy for patients with severe paraquatpois oning.Crit Care Med,2007,35:3302331.6隋宏,菅向东,楚中华,等.急性百草枯中毒血清细胞因子动态变化的实验研究.毒理学杂志,2007,21:21223. 7张政伟,菅向东,阮艳君,等.血必净注射液治疗急性百草枯中毒的实验研究.毒理学杂志,2007,21:23226.8M ohammadi2K arakani A,G hazi2K hansari M,S otoudeh M.Lisinopril ameliorates

30、paraquat2induced lung fibrosis.Clin ChimActa,2006,367:1702174.9Bismuth C,Hall AH,Baud F J,et al.Pulm onary dys function insurviv ors of acute paraquat pois oning.Vet Hum T oxicol,1996,38:2202222.10Y amashita M,Y amashita M,Ando Y.A long2term follow2up oflung function in surviv ors of paraquat pois o

31、ning.Hum ExpT oxicol,2000,19:992103.11G ray J P,Heck DE,M ishin V,et al.Paraquat increasescyanide2insensitive respiration in murine lung epithelial cells byactivating an NAD(PH:Paraquat Oxidoreductase:Identification of the enzyme as thioredoxin reductase.J BiolChem,2007,282:793927949.12T akizawa M,K om ori K,T am po Y et al.Paraquat2inducedoxidative stress and dys function of cellular redox systemsincluding antioxidative defense enzymes glutathione peroxidaseand thioredoxin reductase.T oxicol In Vitro,2007,21:3552363.13K evin L.G riffith,Ishita M.Shah,T odd E,et al.E