曹鈺 蔣臻

(1.四川大學(xué)華西醫(yī)院急診科·急診醫(yī)學(xué)研究室，四川 成都 610041；2.四川大學(xué)災(zāi)難醫(yī)學(xué)中心，四川 成都 610041)

除草劑是指用于殺滅或抑制雜草生長(zhǎng)的一類農(nóng)藥，包括有機(jī)磷類、有機(jī)雜環(huán)類、酰胺類、酚類等13大類[1]。在過去的數(shù)十年間，除草劑在全球得到越來越廣泛的應(yīng)用，其所占農(nóng)藥市場(chǎng)比重自1980年便超過殺蟲劑而躍居首位[2]。同時(shí)，除草劑相關(guān)中毒事件也不斷增多。2006～2018年全球每年報(bào)道約74萬例非故意農(nóng)藥中毒病例[3]；包括除草劑在內(nèi)的農(nóng)藥中毒是自殺的主要原因[4]，并且成為我國(guó)成人因中毒死亡的最常見病因[5]。除草劑種類繁多，其中毒機(jī)制和臨床診療也不相同，目前我國(guó)僅制定急性百草枯[6]和敵草快中毒[7]的專家共識(shí)，對(duì)于常見除草劑中毒仍缺少系統(tǒng)研究，這對(duì)臨床診療造成挑戰(zhàn)的同時(shí)，也為急性中毒提供了更多的研究方向。

1 除草劑中毒的現(xiàn)狀

常見導(dǎo)致中毒的除草劑主要包括百草枯(paraquat，PQ)、敵草快(diquat，DQ)、草銨膦(glufosinate，GLUF)和草甘膦(glyphosate，GLY)等，這也是非選擇性除草劑的主要類型[8]。敵草快、百草枯為聯(lián)吡啶有機(jī)雜環(huán)類除草劑，分別于1958年和1962年上市，由于百草枯中毒無特效解毒劑，病死率高達(dá)50%～70%[6]，我國(guó)已于2016年7月1日起停止百草枯水劑的銷售和使用[7]。敵草快作為與百草枯相似的速效觸殺性除草劑逐漸成為其替代品[8]。草甘膦和草銨膦屬于有機(jī)磷類除草劑，分別于1972年和1986年上市。草甘膦的應(yīng)用雖然因抗藥、致癌等因素限制而逐步減少，但作為全球最大的除草劑和農(nóng)藥品種，在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)仍會(huì)有廣泛應(yīng)用[2,9]。草銨膦由于相比草甘磷在除草方面更具有優(yōu)勢(shì)，其市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)極為迅速，已成為第二大的除草劑品種[2]。

除草劑中毒尚缺乏大規(guī)模的流行病學(xué)研究。在發(fā)表文獻(xiàn)方面，百草枯中毒的臨床研究最多：自1966年首次報(bào)道百草枯中毒[10]以來，世界范圍內(nèi)尤其是農(nóng)業(yè)地區(qū)有大量的中毒案例，1991～2008年我國(guó)便有369篇報(bào)道[11]。2006～2015年其相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)量?jī)H次于有機(jī)磷農(nóng)藥中毒[12]，但隨著百草枯的禁用其中毒案例迅速減少。1969年首次報(bào)道經(jīng)胃腸道敵草快中毒案例[13]，雖然敵草快應(yīng)用早于百草枯，但目前國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)量不多，我國(guó)自2016年起才陸續(xù)見相關(guān)報(bào)道[7]。上世紀(jì)80年代國(guó)外開始有草甘膦[14]和草銨膦中毒[15]的報(bào)道，但案例也相對(duì)較少。通過檢索中文數(shù)據(jù)庫顯示自2003年報(bào)道[16]以來草甘膦中毒相關(guān)文獻(xiàn)僅40余篇，而草銨膦中毒自2017年報(bào)道[17]以來不足20篇，且?guī)缀蹙鶠榘咐龍?bào)道。

2 急性百草枯中毒——仍需高度關(guān)注

盡管包括我國(guó)在內(nèi)的部分國(guó)家已禁用百草枯，但需要注意百草枯與其他除草劑(尤其是敵草快)的非法冒用或混用[7,18]。近期一項(xiàng)針對(duì)包裝標(biāo)注為敵草快成分的除草劑檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，28份樣品中有5份為百草枯[19]。筆者也曾在多例因敵草快中毒患者血漿中同時(shí)檢測(cè)到敵草快和百草枯。因此，現(xiàn)階段對(duì)于急性百草枯中毒仍需高度關(guān)注。

百草枯進(jìn)入人體后，可在體內(nèi)廣泛分布，肺臟內(nèi)濃度較高，主要經(jīng)腎臟排泄。其中毒機(jī)制仍不完全清楚，目前認(rèn)為主要為氧化應(yīng)激及誘導(dǎo)全身炎癥反應(yīng)而導(dǎo)致多臟器功能損傷，并以肺損傷及后繼肺間質(zhì)纖維化為突出表現(xiàn)[20]。

急性百草枯中毒嚴(yán)重程度可采用多種手段綜合進(jìn)行評(píng)估[21]，已有學(xué)者分別對(duì)相關(guān)預(yù)測(cè)指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)價(jià)[22-24]，如毒物濃度檢測(cè)、百草枯中毒嚴(yán)重指數(shù)(severity index of paraquat poisoning，SIPP)、乳酸、白細(xì)胞計(jì)數(shù)等。

中國(guó)醫(yī)師協(xié)會(huì)在2013年初步制定專家共識(shí)，為急性百草枯中毒的臨床診療提供指導(dǎo)。急性百草枯中毒無特效治療手段，目前處理措施主要包括早期毒物清除(包括血液凈化)，抗炎癥反應(yīng)(如激素、免疫抑制劑)、抗氧化，甚至是肺移植等治療方案[6]。

3 敵草快中毒——與百草枯中毒的共性和差異

敵草快與百草枯同屬于聯(lián)吡啶有機(jī)雜環(huán)類化合物，其理化性質(zhì)、毒代動(dòng)力學(xué)、中毒機(jī)制、臨床表現(xiàn)、檢測(cè)手段和治療具有較多相似之處[6-7]：①敵草快與百草枯均為小分子環(huán)狀合物，堿性條件下水解，市售多為20%溶液并含顏色和氣味劑；②均可經(jīng)消化道、呼吸道、眼或皮膚黏膜吸收并分布至全身，血漿達(dá)峰時(shí)間較短，經(jīng)口攝入后未吸收原型均主要經(jīng)糞便排出，吸收后均主要由腎臟排出；③均在體內(nèi)通過還原-氧化反應(yīng)導(dǎo)致氧化應(yīng)激；④均可導(dǎo)致消化道、腎、肝、肺等多臟器損傷，早期出現(xiàn)白細(xì)胞及中性粒細(xì)胞增多；⑤均可通過高效液相色譜(high performance liquid chromatography，HPLC)、液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用(liquid chromatography-tandem mass spectrometry，LC-MS/MS)等方法進(jìn)行定量檢測(cè)，以及碳酸氫鈉/連二亞硫酸鹽試驗(yàn)對(duì)尿液進(jìn)行半定量檢測(cè)；⑥均可采用洗胃、導(dǎo)瀉、吸附、補(bǔ)液利尿、血液凈化等方式清除毒物，均可采用抗氧化治療。

但同時(shí)二者也有不同之處[6-7,25-26]：①現(xiàn)有研究顯示敵草快的毒性低于百草枯；②敵草快的體內(nèi)清除比百草枯快，經(jīng)口中毒主要分布于小腸、胃、腎臟、骨骼肌等組織，肺組織內(nèi)濃度低；③敵草快的氧化能力可能更強(qiáng)；④敵草快中毒所致的肺內(nèi)病變程度較輕，目前未見導(dǎo)致肺纖維化報(bào)道，但中樞毒性可能更突出；⑤碳酸氫鈉/連二亞硫酸鹽試驗(yàn)顯示的顏色不同(敵草快呈黃綠色，百草枯呈藍(lán)紫色)；⑥敵草快中毒的最佳血液凈化方式尚不清楚，目前也不推薦免疫抑制劑和大劑量糖皮質(zhì)激素治療。

敵草快中毒目前的基礎(chǔ)和臨床研究較少，但可參照百草枯中毒的研究方式，如根據(jù)濃度-時(shí)間關(guān)系評(píng)估中毒嚴(yán)重程度等。

4 急性草銨膦中毒——高氨血癥與神經(jīng)毒性

草銨膦化學(xué)名為(RS)-2-氨基-4-(羥基甲基膦酰基)丁酸銨，是一種廣譜非選擇性有機(jī)磷類除草劑，但其毒理機(jī)制并非抑制膽堿酯酶，而是通過抑制植物的谷氨酰胺合成酶(glutamine synthetase，GS)，導(dǎo)致植物體內(nèi)氮代謝紊亂，銨的過量積累，葉綠體解體，從而光合作用受抑制而死亡[27-28]。

急性草銨膦中毒后可出現(xiàn)胃腸道、神經(jīng)系統(tǒng)、心血管和呼吸道癥狀[29-31]。其中以神經(jīng)系統(tǒng)癥狀最具有特征性，表現(xiàn)為頭昏、頭痛、肌肉震顫、意識(shí)模糊、昏迷、抽搐、短期記憶喪失等。由于具有潛伏期，草銨膦中毒的遲發(fā)性神經(jīng)毒性癥狀極易造成臨床醫(yī)師忽視而導(dǎo)致嚴(yán)重后果。

我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)發(fā)現(xiàn)所有草銨膦中毒患者都存在明顯的高氨血癥[29]，筆者在臨床中收治草銨膦中毒患者同樣存在此種情況。韓國(guó)學(xué)者進(jìn)一步的臨床研究顯示，高氨血癥是出現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)癥狀的最重要預(yù)測(cè)因素[32-36]。草銨膦中毒導(dǎo)致高氨血癥的機(jī)制可能在于通過抑制GS導(dǎo)致體內(nèi)氨代謝障礙[37]。在中樞神經(jīng)系統(tǒng)這一表現(xiàn)更為明顯，其原因在于中樞神經(jīng)系統(tǒng)缺乏尿素循環(huán)，主要存在于星形膠質(zhì)細(xì)胞中的GS對(duì)腦內(nèi)氨的清除至關(guān)重要[38]。高氨血癥可通過合成過多谷氨酰胺導(dǎo)致星形細(xì)胞腫脹、干擾神經(jīng)遞質(zhì)平衡、抑制能量代謝、影響神經(jīng)細(xì)胞膜功能等方面造成肝性腦病[39]。但草銨膦的毒理機(jī)制是抑制GS導(dǎo)致谷氨酰胺生成減少，因此高氨血癥可能是草銨膦中毒的表現(xiàn)而非主要機(jī)制。

有研究顯示草銨膦能夠通過激活N-甲基-D-天門冬氨酸受體(N-methyl-d-aspartate receptor，NMDAR)導(dǎo)致抽搐[40-41]。同時(shí)，草銨膦還能通過氧化應(yīng)激產(chǎn)生毒性作用[42-43]。此外，也有研究認(rèn)為草銨膦除草劑中所含表面活性劑具有心血管毒性[44]。因此，草銨膦中毒導(dǎo)致中樞神經(jīng)癥狀的機(jī)制值得進(jìn)一步研究，并且需要早期預(yù)測(cè)和干預(yù)以避免病情惡化。

5 草甘膦中毒——重視表面活性劑的毒性

草甘膦化學(xué)名稱為N-膦酸甲基甘氨酸，也是一種廣譜非選擇性有機(jī)磷類除草劑，其通過抑制5-烯醇丙酮莽草酸-3-膦酸鹽合成酶(5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase，EPSP)的活性，抑制芳香族氨基酸的生物合成，使植物因蛋白質(zhì)合成受阻而死亡[45]。由于脊椎動(dòng)物不含EPSP，因此草甘膦被認(rèn)為毒性較低，世界衛(wèi)生組織(WHO)也將其定義為Ⅲ級(jí)毒物[45-46]。但由于草甘膦的理化性質(zhì)特點(diǎn)(常溫下水中溶解度較低、自身的潤(rùn)濕性和展布性較差、有效沉積低)需要添加表面活性劑，如聚氧乙烯胺(polyoxyethylene，POEA)、牛脂胺聚氧乙烯醚(polyethoxylated，POE)。POEA可抑制芳香化酶并導(dǎo)致線粒體呼吸中斷，其毒性為純草甘膦的1200～2000倍；POE在極低濃度的情況下即可對(duì)細(xì)胞呼吸和細(xì)胞膜的完整性造成影響[46]。因此，草甘膦產(chǎn)品中的表面活性劑等輔助成分可能才是導(dǎo)致中毒的主要原因。

臨床研究顯示表面活性劑攝入可導(dǎo)致低血壓、精神惡化、呼吸衰竭、急性腎損傷和心律失常[47]。含有草甘膦鉀鹽相比其他草銨膦鹽更能導(dǎo)致高鉀血癥和心電圖異常，并具有導(dǎo)致致命的心律失?；蛐呐K驟停的風(fēng)險(xiǎn)[48]。此外，國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)(IARC)發(fā)布報(bào)告將草甘膦列入2A類，也可能與表面活性劑有關(guān)[46]。近期有研究顯示最常使用的草甘膦商品農(nóng)達(dá)(Roundup?)中所含表面活性等配方能影響胎兒-胎盤循環(huán)和改變胎盤完整性，從而造成不良妊娠[49]。

6 基于快速、廣譜毒物檢測(cè)的急性除草劑中毒的診斷

毒物檢測(cè)是臨床確診包括除草劑在內(nèi)中毒的關(guān)鍵[50]，準(zhǔn)確的定量檢測(cè)有助于評(píng)估中毒的嚴(yán)重程度[21]以及臨床干預(yù)的效果，傳統(tǒng)的評(píng)估手段如服毒量并不十分準(zhǔn)確，尤其是針對(duì)個(gè)體時(shí)[51]。目前針對(duì)除草劑的定量檢測(cè)方式主要有HPLC、LC-MS/MS、超高效液相色譜(ultra performance liquid chromatography，UPLC)等[52]。上述檢測(cè)方式均具有較高的檢測(cè)精度，但同時(shí)存在以下問題：①設(shè)備、人員要求較高，多數(shù)醫(yī)療機(jī)構(gòu)未開展相關(guān)檢測(cè)；②樣品預(yù)處理較為復(fù)雜，各種類型除草劑難以統(tǒng)一；③檢測(cè)時(shí)間較長(zhǎng)，用于急診快速評(píng)估較為困難。因此，研發(fā)一種簡(jiǎn)便、快速、廣譜的檢測(cè)手段對(duì)于除草劑中毒的篩查、診斷和評(píng)估具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

7 小結(jié)

隨著百草枯逐漸走下歷史的舞臺(tái)，“后百草枯時(shí)代”除草劑中毒事件逐漸增多，其種類繁多、缺少基礎(chǔ)和臨床研究，使臨床醫(yī)師在診斷、評(píng)估和治療方面都面臨著巨大的挑戰(zhàn)。因此，我們應(yīng)該總結(jié)、歸納既往的研究經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)基礎(chǔ)與臨床的合作，開展高質(zhì)量、多中心的臨床研究，為除草劑中毒診治規(guī)范提供依據(jù)。