芥子氣致肝脾損傷的研究現狀

唐金元，褚海波

芥子氣（sulfur mustard，SM）是一種戰爭中最常用的糜爛性毒劑，稱之“毒氣之王”。SM在全球屬于一種高儲存毒劑，致傷和致殘率高，易讓人產生恐懼心理，威懾力大，且伴隨著長期的慢性損傷［1］。暖季SM蒸發損傷眼部和肺部，寒季SM接觸損傷皮膚［2］。液氣態SM對器官損傷部位有明顯的不同。據資料統計，兩伊戰爭中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年后其并發癥肺部占 42．5%、皮膚39．3%、眼部24．5%［4］。角膜炎和梗阻性細支氣管炎是最為難治的并發癥［5］。因此，SM呼吸道、皮膚、眼部損傷毒理機制的相關研究報道頗多。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注。本文結合SM的毒理特征，對肝脾損傷的特點作一綜述。

1 SM理化性質和毒理特點

SM，化學名：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，對皮膚有較強的滲透性，但水溶性差。SM結構上有兩個親電碳原子，具有較強的烷化作用。SM被吸收體內后可導致DNA損傷，蛋白質代謝障礙，由此影響細胞增殖和細胞死亡［6］。SM的毒理機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的烷化損傷是其細胞毒性和基因損傷突變的物質和理論基礎，也 是 機 體 廣 泛 損 傷 的 根 源［7］； ② 谷 胱 甘 肽（glutathione，GSH）耗竭／氧化應激：SM可以直接烷化GSH，使其含量減少，繼而引發脂質過氧化和氧化應激反應增強，氧自由基清除能力減弱，導致組織細胞損傷［8］；③細胞凋亡：SM的DNA烷化作用，可引起DNA斷裂、交聯、突變，從而影響諸多酶活性，阻滯DNA復制，導致細胞周期停滯、細胞核濃縮、碎裂，最終引發細胞凋亡；這一作用對其增殖旺盛的組織細胞尤為敏感［9］；④炎癥反應：SM的急性和慢性效應均與炎性因子和炎性細胞存在著密切的相關性，包括腫瘤壞死因子、白細胞介素－8、6、1（interleukin，IL－8、6、1）、 粒細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 所致的機體損傷不是一種單因素作用結果，而是一種復雜的病理生理及生物轉化過程所致的復合性損傷，這種機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，具有生物轉化作用。SM屬脂溶性毒劑，對細胞膜具有高穿透性，其滅活依賴于肝臟生物轉化作用。研究發現，小鼠SM染毒吸收后肝臟重量減輕，組織形態學改變為肝臟充血、出血，肝小葉中間帶肝細胞空泡變性，中央帶脂肪變性，胞質顆粒空泡樣變，染色質濃縮聚集，伴有炎細胞的浸潤，染毒劑量增大或染毒時間延長，可出現肝小葉中心型壞死。損傷高峰發生在第7天。隨著時間延長，肝細胞開始緩慢修復［11］。大鼠肝細胞周期增殖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明顯升高［13］。實驗研究顯示，SM對細胞核成分最為敏感，且細胞增殖周期越快影響越大，如免疫系統、生殖系統、肝臟新陳代謝系統等［14］。GSH是肝細胞內的重要物質，參與氧化應激，可直接影響基因轉錄調節和細胞凋亡，是SM 肝 損 傷 的 重 要 機 制［15］。Vijayaraghavan 等［16］和Sharma等［17］發現，鼠SM染毒后肝細胞GSH含量明顯減少，證實氧化應激反應是SM致肝損傷重要環節。研究表明，鼠不同途徑（吸入、經皮、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，氧化應激是一個共識的SM誘導肝細胞毒性機制，與GSH水平的下降和丙二醛（malondialdehyde，MDA）的增加有關。其本質是SM的親電子性和高親和力，大量消耗體內的GSH。

3 SM與脾損傷

脾臟是人體最大的淋巴器官，機體細胞免疫和體液免疫的中心，是SM極易損傷的體內靶器官。Zuhair等［10］SM損傷的動物模型發現，脾損傷的主要組織學特征為，白髓中央區結構喪失，大量淋巴濾泡灶性壞死、增生，T細胞聚集，巨噬細胞和基質細胞浸潤。 Manoj等［11］對鼠經皮給予 SM 1．0LD50（8．1mg／kg），脾臟嚴重充血，脾內造血前體細胞增加，白髓內細胞減少、變形壞死。暴露至7 d，脾損傷的程度明顯增加，證實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天穩定。外周血白細胞計數在第4天和第8天仍顯著下降［18］。 賽燕等［21］則發現，SM 染毒后脾臟出現萎縮，顏色淺紅或暗黃。組織結構不完整，淋巴組織疏松，白髓和邊緣區內出現較多呈散在或灶狀分布的凋亡細胞，凋亡淋巴細胞的形態以胞核濃集或聚集于四周多見。淋巴細胞的數量減少，并隨時間延長減少更明顯。Venkateswaran等［22］對鼠采用經皮途徑SM 染毒 （15．5mg／kg、7．75mg／kg、3．88mg／kg），7 d后脾臟質量減少，脾內出現組織退行變和細胞結構紊亂。Yamano 等［23］鼠皮下途徑 SM 染毒（1．2mg／kg，3次／周，共4周），發現脾內纖維組織增生，并隨劑量增加脾損傷加劇。鼠實驗研究表明，經吸入和皮膚滲透SM染毒，脾臟最易發生損傷［24］。大鼠SM染毒后1 d，脾臟可出現caspase－3的mRNA和前體蛋白表達及caspase－3酶的活化，即發生脾淋巴細胞凋亡［21］。鼠體外脾淋巴細胞SM染毒研究發現，淋巴細胞線粒體跨膜電位顯著下降。說明SM作用過程中產生的信號分子會導致線粒體結構和功能的損傷，引發細胞氧化功能障礙［25］。 曾惠等［26］通過小劑量（0．6 LD50 1．92mg／kg）皮下途徑 SM 染毒發現，氧化型谷胱甘肽（oxidized glutathione，GSSG）6 h 后增加，MDA水平2 h達到高峰，超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）2 h 后急劇升高， 這些參數均提示SM誘導的氧化應激反應參與脾細胞線粒體損傷。近期實驗研究表明，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對機體器官的損傷是一種復合型損傷，肝脾是SM損傷最易累及的靶器官。SM肝脾損傷機制尚未完全明確，研究仍處于動物實驗階段。DNA損傷、GSH耗竭／氧化應激、細胞凋亡、炎癥反應是研究SM肝脾損傷的思路與軸線。SM染毒后體內生物標志物檢測的靈敏性、特異性、實用性仍面臨著挑戰［28］。如何發現防治SM損傷的特效藥物和解毒功效評價的特異性指標，應是SM肝脾損傷研究的主攻方向與目標。

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