芥子气致肝脾损伤的研究现状

唐金元，褚海波

芥子气（sulfur mustard，SM）是一种战争中最常用的糜烂性毒剂，称之“毒气之王”。SM在全球属于一种高储存毒剂，致伤和致残率高，易让人产生恐惧心理，威慑力大，且伴随着长期的慢性损伤［1］。暖季SM蒸发损伤眼部和肺部，寒季SM接触损伤皮肤［2］。液气态SM对器官损伤部位有明显的不同。据资料统计，两伊战争中SM损伤最常见的部位是呼吸道、眼部、皮肤［3］。 SM 损伤的 3．4 万士兵中，13～20年后其并发症肺部占 42．5%、皮肤39．3%、眼部24．5%［4］。角膜炎和梗阻性细支气管炎是最为难治的并发症［5］。因此，SM呼吸道、皮肤、眼部损伤毒理机制的相关研究报道颇多。鉴于肝脾是人体重要的解毒代谢器官和免疫防御器官，SM损伤肝脾器官也备受人们的关注。本文结合SM的毒理特征，对肝脾损伤的特点作一综述。

1 SM理化性质和毒理特点

SM，化学名：二氯二乙硫醚，又名硫芥。分子式：Cl－CH2－CH2－S－CH2－CH2－Cl。呈微黄色或无色的油状液体，有微弱大蒜气味。SM属于亲脂化合物，对皮肤有较强的渗透性，但水溶性差。SM结构上有两个亲电碳原子，具有较强的烷化作用。SM被吸收体内后可导致DNA损伤，蛋白质代谢障碍，由此影响细胞增殖和细胞死亡［6］。SM的毒理机制共识的有四种假说：①DNA直接损伤：SM可直接羟化DNA鸟嘌呤N7，引起DNA突变、断裂等；DNA的烷化损伤是其细胞毒性和基因损伤突变的物质和理论基础，也 是 机 体 广 泛 损 伤 的 根 源［7］； ② 谷 胱 甘 肽（glutathione，GSH）耗竭／氧化应激：SM可以直接烷化GSH，使其含量减少，继而引发脂质过氧化和氧化应激反应增强，氧自由基清除能力减弱，导致组织细胞损伤［8］；③细胞凋亡：SM的DNA烷化作用，可引起DNA断裂、交联、突变，从而影响诸多酶活性，阻滞DNA复制，导致细胞周期停滞、细胞核浓缩、碎裂，最终引发细胞凋亡；这一作用对其增殖旺盛的组织细胞尤为敏感［9］；④炎症反应：SM的急性和慢性效应均与炎性因子和炎性细胞存在着密切的相关性，包括肿瘤坏死因子、白细胞介素－8、6、1（interleukin，IL－8、6、1）、 粒细胞巨噬集落刺激因子（granulocyte－macrophage colony stimulating factor，GM－CSF）、炎症趋化因子 CX3 等［10］。 可见，SM 所致的机体损伤不是一种单因素作用结果，而是一种复杂的病理生理及生物转化过程所致的复合性损伤，这种机体损伤给防治带来难以逾越的障碍。

2 SM与肝损伤

肝脏是人体新陈代谢和解毒功能的重要器官，具有生物转化作用。SM属脂溶性毒剂，对细胞膜具有高穿透性，其灭活依赖于肝脏生物转化作用。研究发现，小鼠SM染毒吸收后肝脏重量减轻，组织形态学改变为肝脏充血、出血，肝小叶中间带肝细胞空泡变性，中央带脂肪变性，胞质颗粒空泡样变，染色质浓缩聚集，伴有炎细胞的浸润，染毒剂量增大或染毒时间延长，可出现肝小叶中心型坏死。损伤高峰发生在第7天。随着时间延长，肝细胞开始缓慢修复［11］。大鼠肝细胞周期增殖S2期较停滞期P2期核浓缩、核聚集损伤明显［12］。损伤后血 AST、ALT、ALP、凝血功能等生化指标明显升高［13］。实验研究显示，SM对细胞核成分最为敏感，且细胞增殖周期越快影响越大，如免疫系统、生殖系统、肝脏新陈代谢系统等［14］。GSH是肝细胞内的重要物质，参与氧化应激，可直接影响基因转录调节和细胞凋亡，是SM 肝 损 伤 的 重 要 机 制［15］。Vijayaraghavan 等［16］和Sharma等［17］发现，鼠SM染毒后肝细胞GSH含量明显减少，证实氧化应激反应是SM致肝损伤重要环节。研究表明，鼠不同途径（吸入、经皮、皮下、口服、腹腔）SM染毒，均可造成不同程度的肝损伤［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］，则可减轻 SM 肝损伤的程度［19，20］。 由此看来，氧化应激是一个共识的SM诱导肝细胞毒性机制，与GSH水平的下降和丙二醛（malondialdehyde，MDA）的增加有关。其本质是SM的亲电子性和高亲和力，大量消耗体内的GSH。

3 SM与脾损伤

脾脏是人体最大的淋巴器官，机体细胞免疫和体液免疫的中心，是SM极易损伤的体内靶器官。Zuhair等［10］SM损伤的动物模型发现，脾损伤的主要组织学特征为，白髓中央区结构丧失，大量淋巴滤泡灶性坏死、增生，T细胞聚集，巨噬细胞和基质细胞浸润。 Manoj等［11］对鼠经皮给予 SM 1．0LD50（8．1mg／kg），脾脏严重充血，脾内造血前体细胞增加，白髓内细胞减少、变形坏死。暴露至7 d，脾损伤的程度明显增加，证实SM损伤具有时间依赖性。研究显示，染毒后第4天脾脏重量明显下降，至第8天稳定。外周血白细胞计数在第4天和第8天仍显著下降［18］。 赛燕等［21］则发现，SM 染毒后脾脏出现萎缩，颜色浅红或暗黄。组织结构不完整，淋巴组织疏松，白髓和边缘区内出现较多呈散在或灶状分布的凋亡细胞，凋亡淋巴细胞的形态以胞核浓集或聚集于四周多见。淋巴细胞的数量减少，并随时间延长减少更明显。Venkateswaran等［22］对鼠采用经皮途径SM 染毒 （15．5mg／kg、7．75mg／kg、3．88mg／kg），7 d后脾脏质量减少，脾内出现组织退行变和细胞结构紊乱。Yamano 等［23］鼠皮下途径 SM 染毒（1．2mg／kg，3次／周，共4周），发现脾内纤维组织增生，并随剂量增加脾损伤加剧。鼠实验研究表明，经吸入和皮肤渗透SM染毒，脾脏最易发生损伤［24］。大鼠SM染毒后1 d，脾脏可出现caspase－3的mRNA和前体蛋白表达及caspase－3酶的活化，即发生脾淋巴细胞凋亡［21］。鼠体外脾淋巴细胞SM染毒研究发现，淋巴细胞线粒体跨膜电位显著下降。说明SM作用过程中产生的信号分子会导致线粒体结构和功能的损伤，引发细胞氧化功能障碍［25］。 曾惠等［26］通过小剂量（0．6 LD50 1．92mg／kg）皮下途径 SM 染毒发现，氧化型谷胱甘肽（oxidized glutathione，GSSG）6 h 后增加，MDA水平2 h达到高峰，超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）2 h 后急剧升高， 这些参数均提示SM诱导的氧化应激反应参与脾细胞线粒体损伤。近期实验研究表明，SM对脾脏的损伤依赖于溶于SM的不同溶剂，给予DRDE－07可降低SM 脾损伤［27］。

总之，SM对机体器官的损伤是一种复合型损伤，肝脾是SM损伤最易累及的靶器官。SM肝脾损伤机制尚未完全明确，研究仍处于动物实验阶段。DNA损伤、GSH耗竭／氧化应激、细胞凋亡、炎症反应是研究SM肝脾损伤的思路与轴线。SM染毒后体内生物标志物检测的灵敏性、特异性、实用性仍面临着挑战［28］。如何发现防治SM损伤的特效药物和解毒功效评价的特异性指标，应是SM肝脾损伤研究的主攻方向与目标。

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