百草枯中毒致急性肺損傷的作用與機制研究

陳 鳳，赫東蕓，閆百靈

(1.吉林大學中日聯誼醫院 a皮膚科;b.婦產科，吉林 長春130033；2.吉林大學第一醫院 急診內科)

百草枯是我國常用的除草劑，百草枯中毒后的早期死亡原因多數為急性肺損傷。百草枯中毒后早期肺損傷的原因還不十分清楚，但中性粒細胞向肺組織聚集程度與肺損傷嚴重程度密切相關[1,2]。基質金屬蛋白酶(MMPs)是細胞外基質降解過程中重要的蛋白酶，MMPs在支氣管與肺的炎癥損傷中起重要作用[3,4]。本研究通過測定百草枯中毒患者血清中的MMP-9水平，探討百草枯致急性肺損傷的發病機制。

1 材料與方法

1.1 一般資料

收集吉林大學第一醫院急診內科2015年12月至2016年12月期間住院治療的百草枯中毒患者，同時選取健康體檢者作為對照組。中毒組納入標準：所有患者均有明確的服藥史，且服藥后入院時間在6小時以內，住院時間超過3天。既往有肺部疾病如慢性阻塞性肺疾病、慢性支氣管炎、哮喘等患者均不入組。共有54例患者入選中毒組，其中男24例，女30例，年齡24-62(54.1±13.2)歲。對照組均為健康體檢患者，共30例，其中男14例，女16例，年齡28-65(51.2±15.3)歲。

1.2 血清細胞因子測定

1.2.1標本采集與分離 中毒組患者均于入院后第三天晨起空腹抽取靜脈血，檢測血常規并收集血清。對照組采空腹靜脈血分離血清，置于-80℃保存。待標本收集完成后，一次性檢測MMP-9。

1.2.2測定方法與試劑 MMP-9檢測采用酶聯免疫吸附(ELISA)方法檢測。試劑盒購自美國Abcam公司。

1.3 統計學方法

觀察并比較兩組血清MMP-9的水平，并觀測中毒組中MMP-9與中性粒細胞的相關性。數據采用SPSS20.0統計軟件包進行處理，計量資料以均數±標準差表示，病例組與對照之間MMP-9比較采用成組設計資料的t檢驗；中毒組MMP-9水平與外周血中性粒細胞計數間相關性分析采用積差相關分析。P<0.05認為差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 中毒組與健康對照組血清中MMP-9的比較

中毒組血清MMP-9水平為(25.68±6.45)μg/L，健康對照組MMP-9水平為(1.21±0.68)μg/L，中毒組血清MMP-9水平明顯高于健康對照組，見表1。

表1 對照組與中毒組血清MMP-9水平的比較

2.2 中毒組血清MMP-9水平與外周血中性粒細胞計數相關性分析

中毒組血清MMP-9水平為(25.68±6.45)μg/L，外周血中性粒細胞計數為(14.32±6.72)μg/L，二者呈明顯正相關(r=0.87,P<0.001)。

3 討論

百草枯化學名稱為1-1-二甲基-4-4-聯吡啶陽離子鹽，是一種快速滅生性除草劑，具有觸殺作用和一定內吸作用。是世界范圍內廣泛使用的除草劑。由于沒有特效解毒劑，百草枯中毒在很多醫院成為絕對死亡人數最高的毒物。百草枯口服后，吸收迅速，且沒有有效的治療方法，其死亡率高達90%以上。口服1-3克即可導致死亡。其中毒后可引起多個臟器損傷，尤其是肺損傷。百草枯口服吸收后，逆濃度梯度吸收入肺組織，可以在肺內大量聚集引起嚴重的肺損傷，其典型的表現為肺泡結構的破壞以及大量中性粒細胞在肺組織內聚集滲出[2]。

MMPs是細胞外基質降解必不可少的酶，MMP-9也稱為膠原酶，主要降解明膠、IV、V、VII型膠原及纖維連接蛋白、彈性蛋白等，可以降解完整的基底膜。我們的研究發現，百草枯中毒后血清中MMP-9的含量明顯增加，且與中性粒細胞的增加呈明顯正相關，但MMP-9在百草枯致急性肺損傷的具體作用機制并不清楚，我們推測可能與以下機制有關：①百草枯分子直接作用于細胞，促進MMP-9的釋放；②MMP-9趨化中性粒細胞通過基底膜在肺組織聚集，加重局部肺組織損傷；③趨化到局部的中性粒細胞本身也可以釋放MMP-9，通過正反饋進一步聚集更多的中性粒細胞在肺組織內浸潤。

總之，百草枯中毒是一個嚴重的危及生命的病理生理過程，其通過多種機制誘導多種細胞因子的表達和釋放，從而引起多臟器功能障礙，進而導致患者死亡。本研究證實MMP-9在百草枯中毒引起的急性肺損傷中發揮著重要作用，因此可以考慮應用上述細胞因子的特異性拮抗劑治療百草枯中毒，挽救患者生命。

參考文獻：

[1]劉 磊,汪學琴,黃 楊,等.外周血中性粒細胞絕對值/淋巴細胞絕對值比值在急性百草枯中毒早期預后評估中的價值[J].解放軍醫藥雜志， 2017，29(8):10.

[2]Yan B,Chen F,Xu L,et al.HMGB1-TLR4-IL23-IL17A axis promotes paraquat-induced acute lung injury by mediating neutrophil infiltration in mice[J].Sci Rep,2017,7(1):597.

[3]Batra A,Wolcott ZC,Pham L,et al.A Damage-Associated Molecular Pattern (DAMP) and Neutrophil Count are Associated with Plasma MMMP-9 Concentration After Acute Ischemic[J].Stroke,2017,48:AWP188.

[4]周 娜,王莉佳,符 州,等.基質金屬蛋白酶-9與LPS誘導的中性粒細胞性氣道炎癥氣道高反應密切相關[C].中華醫學會第十八次全國兒科學術會議,2013.