单位：无忧文秘
百草枯毒性强，吸收入血快，病情进展迅速，治疗效果差，病死率极高，虽然２００７年因未达到卫生标准被欧盟禁止使用［１］，但目前仍是世界范围内广泛使用的除草剂之一。百草枯引起中毒的途径主要有口服、吸入、接触中毒等，由于获取成本低、吸收快，每年报道的自杀投毒事件屡见不鲜。在亚洲一些国家，每年可发生约２０００例百草枯中毒事件，病死率高达６０％～７０％［２３］。我国自２０１６年起禁止销售使用后，每年仍有相当数量的急性百草枯中毒患者急救入院。百草枯中毒吸收后主要损伤的是肺、脑、肾等人体重要组织器官，其中因肺泡上皮细胞反复损伤导致的急性肺损伤是百草枯中毒的特征性病变。在致炎因子作用下，成纤维细胞大量增殖，产生大量的细胞外基质，肺损伤短时间内发展为不可逆性肺纤维化，伴随进行性呼吸衰竭夺去患者生命。目前特效的百草枯中毒解毒剂还有待研发，大部分治疗只能缓解病情进展，减轻患者痛苦，属于对症支持治疗和姑息治疗。虽然百草枯中毒后期病死率高，但并不是百分百致死。因此，了解百草枯中毒的损伤机制、常见症状体征和相应的治疗方法对早期正确的临床诊治可提供一定的借鉴。
１ 百草枯中毒机制
百草枯经消化道吸收入血后，血液内的百草枯浓度在１～４ｈ达到顶峰，然后通过肾脏排泄和组织吸收百草枯浓度逐渐下降［４］。此外，许多组织器官通过吸收沉积作用完成百草枯的再分布，如双肺、肝脏、肾脏、体液、肌肉组织等。即使血浆浓度降到很低，肺内百草枯的浓度也能维持在很高的水平，这可能与肺泡细胞对百草枯有主动摄取和蓄积作用有关。至今，学术界关于百草枯的中毒机制尚不完全清楚，目前明确的百草枯中毒致机体损伤可以分为两个阶段：氧自由基的产生和氧化应激反应。
１．１ 氧自由基的产生 百草枯主要由烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸盐（ｎｉｃｏｔｉｎａｍｉｄｅａｄｅｎｉｎｅｄｉｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅｐｈｏｓｐｈａｔｅ，ＮＡＤＰ）、黄嘌呤氧化酶和细胞色素Ｐ４５０还原酶等多种人体酶代谢，产生的百草枯单阳离子自由基（ＰＱ＋）在细胞内被迅速氧化成ＰＱ２＋并生成超氧化物（），整个过程中Ｏ２作为电子受体而ＮＡＤＰ是电子供体［５］。在此基础上产生超氧阴离子和过氧化氢，以及通过过氧化氢歧化反应产生的羟基，以上所有反应产生的这些氧自由基一起构成百草枯中毒损伤的活性氧类（ｒｅａｃｔｉｖｅｏｘｙｇｅｎｓｐｅｃｉｅｓ，ＲＯＳ）。
１．２ 氧化应激反应
１．２．１ 线粒体损伤 线粒体是百草枯损伤的主要靶细胞器，当ＰＱ２＋进入线粒体内时，通过抑制ＮＡＤＨ脱氢酶的活性，阻断呼吸链的正常电子传递，抑制有氧呼吸活动，当无氧呼吸成为产能主力，可以产生大量的酸性物质和氧自由基损伤线粒体膜，使膜通透性提高，导致大量氧自由基通过线粒体膜进入胞质中，进一步损伤细胞。
１．２．２ 脂质过氧化 ＲＯＳ的亲电子自由基可以从膜脂、膜受体相关的多不饱和脂肪酸中提取氢原子，从而引起脂质的过氧化［６］，作为膜脂过氧化终产物之一的丙二醛，其含量高低不仅可以间接反映过氧化的严重程度，还能通过含量的升高引起一定程度的细胞代谢功能紊乱［７］。脂质的广泛过氧化既影响细胞膜的功能，还会改变细胞内膜性细胞器的正常结构，损害细胞正常生理功能，严重时能导致细胞凋亡。
１．２．３ ＮＡＤＰＨ氧化 ＲＯＳ系统能迅速氧化ＮＡＤＰＨ，增加体内氧化型谷胱甘肽的含量而降低具有还原能力的谷胱甘肽水平，从而损害人体抗氧化应激的能力［８］。而作为机体主要的内源性抗氧化剂之一，超氧化物歧化酶不仅能有效去除超氧阴离子缓解氧化反应，还能明显减轻急性炎症反应［９］。
１．２．４ 核因子κＢ（ｎｕｃｌｅａｒｆａｃｔｏｒκＢ，ＮＦκＢ）激活 正常细胞中ＮＦκＢ与ＮＦκＢ抑制剂α（ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｏｆＮＦκＢα，ＩκＢα）结合，当ＩκＢα被ＮＦκＢ诱导剂磷酸化激活后两者解离，ＮＦκＢ可以转移到细胞核与启动子结合持续表达，诱导参与炎症反应的细胞因子如肿瘤坏死因子（ｔｕｍｏｒｎｅｃｒｏｓｉｓｆａｃｔｏｒ，ＴＮＦ）α和白细胞介素（ｉｎｔｅｒｌｅｕｋｉｎ，ＩＬ）１β等的产生［１０］。ＮＦκＢ不仅是控制炎症反应的重要转录因子，还是氧自由基调控胞内信号转导的第二信使［６］，可间接促进炎症反应的发生。
１．２．５ 炎性因子调节 众多炎性因子参与ＲＯＳ系统的调节，如ＩＬ１β、ＩＬ６、ＩＬ８、ＴＮＦα、ＴＮＦβ、干扰素１、转化生长因子β等。属于ＩＬ１家族的ＩＬ１β通过诱导黏附分子的表达和促进基质细胞释放炎性细胞趋化因子而表现出极强的促炎效应［１１］，多功能细胞因子ＩＬ６在组织损伤后迅速生成且短暂存在［１２］，而ＩＬ８是炎症反应的主要介质，介导中性粒细胞定向游走穿过细胞基质直达损伤部位［１３］。ＴＮＦα和ＴＮＦβ是炎症和免疫防御机制的重要细胞因子，Ｚｈａｎｇ等［１４］研究发现脂多糖诱导斑马鱼急性肺损伤时，ＴＮＦα和ＴＮＦβ的表达均显著上调，ＴＮＦ的激活可能与诱导白细胞表面表达黏附分子有关。转化生长因子β是一种细胞外基质合成的炎症调节因子，可在肺内激活，与肺纤维化和ＲＯＳ的产生有关［１５］。Ｌｉｕ等［１６］研究证实百草枯暴露可能通过上调ＮＦκＢ增加炎性细胞因子的表达，再驱动中性粒细胞到损伤部位，激活巨噬细胞，这个过程中产生的大量ＲＯＳ能进一步损伤靶器官，引起相应的症状和体征。
２ 百草枯中毒的临床表现及诊断
２．１ 临床表现 根据中毒的严重程度急性百草枯中毒的症状和体征分为以下几种［１７］：①轻度中毒，摄入量＜０．０１Ｌ，除少许胃肠道刺激症状外，没有明显症状和体征，经治疗后基本能痊愈；②中度中毒，摄入量０．０１～０．０４Ｌ，有舌痛、口腔溃疡、黏膜糜烂、呼吸急促、躁动不安、腹部不适、心动过速、血清肌酐上升等，伴随不同程度的肝肾功能损害和逐渐加重的不可逆性肺纤维化；③重度中毒，摄入量＞０．０４Ｌ，在中度中毒症状更严重的基础上还有呃逆、黄疸、精神错乱等，多器官功能衰竭发生速度快，病情进展迅速，中毒后数小时或数天死亡。
２．２ 临床诊断
２．２．１ 常规检查 血常规检查可显示白细胞计数上升，动脉血气分析显示血氧饱和度下降，心电图检查可有Ｔ波改变，ＱＴｃ间期延长提示有心律失常［１８］。肝功能损伤时检查中天冬氨酸转氨酶、丙氨酸转氨酶及其比值均可增高，总胆红素、直接胆红素、间接胆红素、血尿素氮及血肌酐的水平增加提示存在一定程度的肾功能损伤，凝血四项中凝血酶原时间延长，其余如活化部分凝血活酶时间、凝血酶时间和纤维蛋白原可正常，但凝血酶原活动度延长，提示存在肝细胞损害。有研究显示，当凝血指标、肝脏指标和肾脏指标联合使用时，灵敏度高于单纯测量血浆百草枯浓度，当血浆百草枯浓度随时间降低时，凝血指标、肝脏指标和肾脏指标均未明显降低［１９］。因此，这三项指标的不断监测对于诊断和预后的判断十分关键。
２．２．２ 体液中百草枯的检测 体液（如血清、血浆、尿液）中百草枯浓度的检测对于判定是否为百草枯中毒有着至关重要的作用。百草枯分布的动力学以三室模型来描述：①中央室，如血浆；②快速摄取及清除的浅外室，如肾；③缓慢摄取及清除的深外室，如肺。通常在百草枯摄入后１ｈ内血浆水平达到峰值，随后由于其他室的快速再分配而急剧下降。
Ｓｅｏｋ等［２０］利用百草枯与连二亚硫酸盐反应后生成蓝色物质，通过吸光度的变化评估血浆百草枯水平，进而确定百草枯中毒严重程度。由于存在颜色改变，百草枯中毒患者的新鲜尿液和连二亚硫酸盐需盛放在无色透明容器内，再加入弱碱碳酸氢钠碱化。虽然连二亚硫酸盐百草枯检测试验的检测限约为０．００１μｇ／Ｌ，不及仪器检验如高效液相色谱法的最低检测限，但因为检测方便和可重复操作的特点，对于病情进展迅速的百草枯中毒患者是一个简便快速的床边筛查工具［１７］。需要注意的是，当百草枯中毒患者抵达抢救室后应立即放置球囊导尿管并排空膀胱，此时取得的尿液样本代表的是前几小时血液内百草枯的平均水平，而之后的第二份尿液样本代表的是当前血液内百草枯水平。
３ 百草枯中毒的治疗
３．１ 清除毒物残留 当确认或怀疑患者有百草枯接触史，在离开中毒环境后，应立即脱去受污染的衣物，并用大量清水或肥皂水冲洗可能受污染的皮肤，冲洗时间不应少于１５ｍｉｎ，百草枯入眼时同样用大量流动清水冲洗眼睛。口服中毒的患者应第一时间行催吐或洗胃治疗以减少百草枯吸收，因百草枯对胃肠道黏膜有强烈的刺激损伤作用，持续胃肠减压留置胃管时动作要轻柔，以防出现消化道穿孔或大出血等危急情况。多次洗胃后可经胃管注入或口服活性炭和漂白土，进一步减少胃肠道对百草枯的吸收。２０１４年的“泰山共识”［２１］建议活性炭和漂白土各３０ｇ分别溶于０．２５Ｌ的２０％甘露醇溶液，当天２ｈ内一次服完，第２天分次服用，第３、４天甘露醇减少一半。此外，朱峻波［２２］通过ＳＤ大鼠实验，推荐早期用硫糖铝冲洗胃肠道能有效减少肺部炎性渗出，并下调细胞因子水平。
３．２ 氧疗 由于进行性肺纤维化是百草枯中毒的特征病变，除早期还未出现明显症状的患者外，气促、缺氧是百草枯中毒患者的首要症状。如前面所述，百草枯中毒时产生的大量氧自由基和一系列氧化应激反应是主要的损伤机制，而肺部本身氧含量比其他组织器官更丰富的特点使其氧化应激反应较其他部位更严重，频繁吸氧只会加速病程进展，故临床上对于轻、中度百草枯中毒患者不建议进行吸氧治疗，必要时应严格控制氧流量，而当重度百草枯中毒导致肺泡腔严重塌陷时可行低流量氧疗以支持肺泡换气功能。
对于病程后期肺纤维化导致严重呼吸衰竭的患者是否行气管插管术尚存一定的争议。支持者认为因肺纤维化导致的急性呼吸衰竭符合气管插管术的手术指征，而反对者认为大部分回顾性队列研究证实百草枯中毒患者出现呼吸衰竭后院内病死率高达１００％，预后极差［２３］。对于意识清醒的患者，气管插管术会给他们带来严重不适，从姑息治疗和临终关怀角度考虑弊大于利。面对这种情况，医师应结合具体情况及患者本人诉求，向患者和家属详细解释沟通，提供更多的选择。
３．３ 血液灌流 当百草枯吸收入血后再清除是相当困难的，肾脏排泄虽然早期有效但常导致后续的急性肾损伤［２４］，只有通过不断的血液净化才可以安全降低血内百草枯浓度。常用的血液净化技术包括透析、置换和灌流，其中血液灌流被认为是比较有效的消除血液内毒物的方法［２５］。临床研究表明中毒后２～４ｈ是首次血液灌流的最佳时间［２６］，并且２０ｈ内进行第２次血液灌流同等重要［２７］。Ｌｉ［２８］将１１０例具有相似人口统计学和临床特征的患者分为两组，结果显示连续性静脉静脉血液滤过联合血液灌流治疗组发生缺氧和急性肾损伤的概率低于常规组。
Ｚｈａｏ等［２９］认为监测尿液中百草枯浓度对早期血液灌流治疗有指导意义。Ｗａｎｇ等［３０］发现当患者血浆百草枯水平为０．００１～０．００５μｇ／Ｌ时，血液灌流联合连续肾脏替代治疗可以提高百草枯中毒患者的存活率。Ｓｕｎ等［３１］回顾分析了１９例百草枯中毒患者的病例资料，发现血液灌流对轻度至中度百草枯中毒患者具有避免肾脏损伤的积极作用，而对重度百草枯中毒患者影响甚微。血液灌流治疗只能除去血浆内毒物，对于已经被组织器官吸收的毒物作用不大。有学者通过近３００例百草枯中毒患者的随机对照试验发现连续静脉静脉血液滤过并不会明显降低百草枯中毒患者的病死率，但可以延长患者的生存时间并提高循环系统的稳定性，为进一步治疗做好准备［３２］。
３．４ 抗氧化治疗 百草枯中毒虽然的具体机制还不明朗，但氧化应激反应是目前公认的诱导急性肺损伤的机制之一。Ⅰ型和Ⅱ型肺泡上皮细胞是氧化应激期间主要受损的靶细胞，肺部百草枯的大量积聚不仅严重损伤肺泡上皮细胞正常生理结构和功能，还能造成气体交换功能障碍以及肺泡表面活性物质的缺乏。Ｓｈｅｎ等［３３］研究发现，氯喹可增加超氧化物歧化酶活性，上调抗氧化蛋白核因子相关因子２、血红素氧合酶１、人醌ＮＡＤＨ脱氢酶１的表达，降低肺组织丙二醛水平，６组小鼠中地塞米松组和氯喹组比较发现，高剂量的氯喹在抗氧化能力方面比地塞米松更有效。
３．５ 糖皮质激素 临床上用于百草枯中毒患者激素抗炎治疗的糖皮质激素主要包括甲泼尼龙、地塞米松等，早期尽早尽快使用糖皮质激素大剂量冲击治疗是提高百草枯中毒患者救治成功率的关键。虽然相关研究很多，但百草枯中毒患者治疗时糖皮质激素的使用剂量和治疗持续时间尚有争议。早期研究推荐地塞米松前两周每天给药０．０２４ｇ，后两周每天给药０．００１５ｇ［３４］，或者是前３ｄ甲泼尼龙每天给药１ｇ，再换成地塞米松每天给药０．００１５～０．０３ｇ持续１～２周［３５］。一项荟萃分析证实每天１ｇ持续３ｄ的甲泼尼龙冲击治疗是安全且能耐受的［３６］。Ｇａｏ等［３７］通过回顾性研究评估冲击治疗后长时间甲泼尼龙治疗对中度至重度百草枯中毒患者病死率的影响，结果发现冲击治疗后延长甲泼尼龙的治疗虽然有效，但具体剂量和有效时间还需进一步研究。
３．６ 免疫抑制剂 肺纤维化的病理变化特征是肺泡上皮细胞的反复损伤，伴随修复功能失调，成纤维细胞大量增殖和细胞外基质的大量积聚，导致肺损伤短时间内发展为不可逆性肺纤维化，最终演变为进行性加重的呼吸衰竭［３８］，免疫抑制剂通过抑制机体的免疫反应一定程度上可缓解炎症进展。在百草枯诱导的上皮间充质转化（ｅｐｉｔｈｅｌｉａｌｍｅｓｅｎｃｈｙｍａｌｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ，ＥＭＴ）的机制研究中，Ｖｏｎｇｐｈｏｕｔｔｈａ等［３９］发现百草枯能显著上调Ｗｎｔ１、低密度脂蛋白相关蛋白５、低密度脂蛋白相关蛋白６和β联蛋白的表达水平，提示雷帕霉素通过抑制Ｗｎｔ／β联蛋白信号转导途径发挥抑制百草枯诱导肺ＥＭＴ的能力。Ｃｈｕｎｇ等［４０］使用小鼠模型证明雷帕霉素治疗后能减少Ⅱ型肺泡上皮细胞中炎性细胞因子的表达和细胞外基质的产生，并且还能防止辐射诱导的肺纤维化。一项研究证明雷帕霉素可以通过激活核因子相关因子２的信号通路抑制百草枯诱导的ＥＭＴ［４１］。然而也有研究学者比较２９９例百草枯中毒患者后发现接受免疫抑制治疗和安慰剂组的病死率差异无统计学意义［４２］。
３．７ 其他治疗 在由病毒、细菌和包括百草枯中毒在内的有毒物质引起的全身炎症反应综合征中，补体激活产物Ｃ５ａ具有重要作用，Ｓｕｎ等［４３］通过猕猴的百草枯中毒模型研究发现，中性抗人Ｃ５ａ抗体通过靶向抑制百草枯中毒患者血浆中Ｃ５ａ的活化，可以抑制粒细胞上ＣＤ１１ｂ的激活，缓解全身炎症性反应。而同样拥有较强抗炎能力的血必净静脉注射液作为一种中药合成制剂，具有保护微循环系统和血管内皮细胞的作用，研究表明血必净可以预防包括全身炎症反应综合征和脓毒血症内的严重炎症反应性疾病［４４４５］。Ｘｕ等［４６］发现血必净可以降低许多炎性反应因子如ＩＬ１β、ＩＬ６和ＴＮＦα的表达，对减少炎症反应造成的肾损伤、保护肾功能有明显效果。
除炎症反应外，肺组织损伤还与促凋亡基因Ｂａｘ的上调和抗凋亡基因Ｂｃｌ２的下调有密切联系，Ｈｕ等［４７］通过百草枯诱导的小鼠急性肺损伤模型实验后发现肝Ｘ受体激动剂ＴＯ９０１３１７对百草枯诱导的急性肺损伤有显著保护作用，这可能与其抑制ＮＦκＢ和ｃＪｕｎ氨基端激酶／ｐ３８促分裂原活化的蛋白激酶信号途径有关。百草枯诱导产生的髓过氧化物酶和一氧化氮与氧化应激反应密切相关，ＡｌｉｚａｄｅｈＴａｂｒｉｚｉ等［４８］通过聚合酶链反应和Ｗｅｓｔｅｒｎ印迹法研究Ｔｏｌｌ样受体４在ｍＲＮＡ和蛋白质水平上的表达，发现阿托伐他汀可以下调百草枯相关ｍＲＮＡ和蛋白质的表达，下调幅度约为６０％，从而可以抑制经百草枯诱导产生的髓过氧化物酶活性，达到对百草枯诱导损伤细胞保护的目的。虽然上述新型治疗方法在动物实验中已取得一定成功，但由于数据较少，其临床应用的有效性与安全性还需进一步评估。
４ 结 语
急性百草枯中毒病程进展迅速、治疗效果差、病死率极高，是目前全世界口服毒物病死率占比最高的疾病之一，尽管大多数发达国家对百草枯中毒进行了大量研究，但在该研究领域仍存在一些研究空白［４９］。严控百草枯生产量、禁止百草枯销售使用是降低百草枯中毒患者病死率的关键，而早期综合治疗、减少毒物吸收是提高救治成功率的关键。虽然百草枯中毒病死率高，但不是百分百致死，加深对百草枯中毒机制的研究、研发更有效的治疗药物、用毒性更低的新型除草剂代替百草枯才能从本质上解决问题。