对苯二胺染发剂与肾损害的相关性研究进展

梁家瑞，蒋红樱，白彝华，张乐航

(昆明医科大学附属第二医院肾脏内科，云南 昆明 650101)

·综 述·

对苯二胺染发剂与肾损害的相关性研究进展

梁家瑞，蒋红樱，白彝华，张乐航

(昆明医科大学附属第二医院肾脏内科，云南 昆明 650101)

对苯二胺(PPD)是氧化型染发剂中一种重要的成分，随着PPD染发剂的大规模生产及使用，PPD的引起的肾损害不断引起关注。PPD可以通过消化道或皮肤接触进入人体内。苏丹、印度等国报道了大量口服PPD染发剂引起急性肾损伤的病例，且大部分需要肾脏替代治疗。然而通过皮肤进入人体的PPD量较少并经过皮肤及角质细胞乙酰化解毒，因此导致肾损害的报道较罕见，很多研究仍在努力寻找长期皮肤接触PPD与慢性肾损害之间的关联。本文对PPD染发剂和肾损害的相关性研究给予综述。

染发剂；对苯二胺；1,4-二氨基苯；肾损伤；肾疾病

随着全球染发的流行，染发剂的使用规模越来越大。目前市面出售的合成染发剂大部分是氧化型染发剂，其染发原理为氧化剂作用使染料发生氧化聚合反应，生成有色的终产物，其中对苯二胺/1，4-二氨基苯(p-Phenylenediamine/1,4-diaminobenzene，PPD)是氧化型染发剂中的主要功效成分。

随着氧化型染发剂的大规模生产及使用，PPD毒副作用不断引起学者关注。近30年来的研究发现PPD染发剂导致的疾病多种多样，从过敏性皮炎、支气管哮喘到非霍奇金淋巴瘤、膀胱癌等等，肾脏损害也不例外。

1 对苯二胺的特点

对苯二胺/1,4-二氨基苯(p-Phenylenediamine/ 1，4-diaminobenzene，PPD)是一种苯胺衍生物，分子式为C6H4(NH2)2，溶于乙醇、乙醚、氯仿和苯，部分溶于水。纯品为白色，经过氧化颜色会变为深色[1]。PPD作为一种重要的化学染色剂广泛应用于化工染料及化妆品染料生产。工业中PPD用于皮革染色剂、印刷墨水、黑色橡胶生产等，化妆品行业常用于制造染发剂及纹身膏等。PPD中毒多与接触氧化型染发剂相关，所以化妆品中PPD含量被严格限制，我国规定化妆品中PPD最高含量不得超过6%[2]。氧化型染发剂染发三种核心成分为：①起主要功效的1,4-二氨基苯(1,4-diaminobenzene)或2,5-二氨基甲苯(2,5-Diaminotoluene)；②起氧化作用的过氧化氢(H2O2)；③决定最终染发的颜色的耦合剂：多种间位苯胺衍生物，例如：产生红色的耦合剂-间氨基苯酚/3-氨基苯酚(3-aminophenol)，产生蓝色的耦合剂——间苯二胺/1,3-二氨基苯(1,3-diaminobenzene)。

PPD染发的三个基本化学步骤：第一步，PPD在氧化剂作用下形成苯醌二亚胺；第二步，苯醌二亚胺与成色剂发生芳烃亲电取代反应；第三步，最终苯醌二亚胺与成色剂形成的产物氧化形成各种颜色的染发剂。易感人群皮肤局部接触PPD可能导致接触性皮炎、荨麻疹、湿疹、哮喘、关节炎、流泪、突眼等，不慎进入眼中甚至可能造成永久性失明[3]。

急性中毒多与口服PPD有关，常见的症状有：①水肿：发病早期出现严重的面、舌、颈、喉部水肿，吞咽困难、呼吸困难，此时气管切开不可避免。②横纹肌溶解：四肢肿痛，解酱油色小便，伴血肌酸激酶(CPK)增高，尿肌红蛋白阳性。③心脏毒性：可发生心肌炎、恶性心律失常、心脏骤停等导致心源性猝死。④消化道系统损害：可出现多种肝酶增高。⑤血管内溶血：外周血涂片可见不均匀异性红细胞及红细胞碎片，尿血红蛋白阳性，解酱油色小便。⑥神经损害：可发生迟缓性瘫痪。⑦肾损害：少尿、无尿，血肌酐升高[3-12]。PPD导致的肾损伤是我们关注的重点。

慢性中毒常为长期皮肤接触PPD，一般表现为肿瘤发生率增高，与其相关的肿瘤有：非霍奇金淋巴瘤、多发性骨髓瘤、急性白血病和膀胱癌等[13]。

2 临床报道

2.1 急性肾损伤 关于氧化型染发剂导致急性肾损伤(AKI)的报道主要来自亚洲、非洲的发展中国家及经济不发达地区，这些国家和地区的染发剂中PPD浓度较高，苏丹喀土穆市面的染发剂PPD浓度高达10%[14]，并且高纯度PPD可在市场上轻松购得，价格也较便宜[9]。绝大部分病例为口服中毒而导致肾损害，口服的原因大部分为自杀，口服PPD已成为这些国家常见的自杀手段[3]。此外，一些国家的女性不仅用PPD染发剂染发，还将其与散沫花(Henna)染料混合涂抹手脚以作为人体彩绘装饰，但这无疑增加了吸收PPD中毒的概率。

PPD中毒的病人大多数在服毒后1～2 d内出现少尿等肾损害症状，肾脏病理改变多为肾小管坏死，大部分患者肾功能进行性恶化，需要肾脏替代治疗。发生AKI的机制可能是PPD直接损伤肾脏、血红蛋白尿、肌红蛋白尿及肾灌注减少等综合作用的结果。PPD中毒目前尚无特效的解毒药，治疗方面只能靠对症支持，经1周以上血液透析等治疗后大部分患者肾功能恢复正常[15]。

Abdelraheem等[3]回顾分析了苏丹Soba大学医院小儿肾病科2006年6月到2008年6月之间所有染发剂中毒的病例，一共有17例患儿，12例发展为AKI，其中9例患儿需要肾脏替代治疗，4例因病情无明显改善而行肾活检，50%为典型的肾小管坏死。Reddy等[8]统计了印度Sri Venkateswara大学医学部从2007年1月到2011年8月间诊治的所有急性PPD中毒的病例，4年半里共有247例病例，81位患者确诊AKI，其中66例患者需要肾脏替代治疗。Shigidi等[15]的队列研究纳入了喀土穆教学医院中2012年4月到2013年3月间染发剂中毒的患者，30例中26例肾功能损伤需要肾脏替代治疗。

2.2 慢性肾损伤 苏丹及印度等地的病例报道提示口服PPD中毒是导致急性肾损害的重要原因，而有学者怀疑慢性接触PPD染发剂可能与慢性肾损害有关，此类患者有氧化型染发剂或者高纯度PPD(染发、纹身彩绘)的长期接触史，肾损害表现为水肿、蛋白尿、血尿等。Hamdouk等[14]在喀土穆的美发沙龙中研究美发师的肾损害与PPD染发剂职业暴露的关系。一共调查了72例美发师，PPD职业暴露中位时间为6年，40%研究对象的职业暴露史都超过了10年。调查结果示：10例血肌酐值＞2 mg/dL(176.8 umol/L)，19例有蛋白尿，发病与PPD浓度及暴露时间长短呈正相关；10例反复尿检血尿阳性，发病与PPD暴露时间长短呈正相关。对8例持续存在肾损伤的调查对象行肾活检，其主要病理变化为系膜细胞增生，少数可见小管萎缩，提示长期PPD接触可能会导致慢性肾损伤。Brown等[16]报道了2例可能与PPD染发剂有关的慢性肾功能衰竭病例。2例都是老年女性，有长期使用PPD染发剂的病史，两者均有关节结节病变，结节活检提示血管炎，肾活检提示新月体肾炎。另有Aburaya等[17]报道了一例因使用PPD染发剂致使病情反复的膜性肾病。患者在2年内反复出现蛋白尿加重5次，其中2次发病前30 d内肯定使用过1%PPD染发剂，其余3次不能确认。未予药物治疗，观察病情，患者在接下来停止染发的14个月里再未出现蛋白尿加重。关于PPD导致的慢性肾损伤，报道和研究较少，缺乏两者因果关系的直接证据，目前只能怀疑PPD可能加重已有的肾小球疾病。

3 人体及动物实验

Sandeep等[8]采用不同浓度PPD通过喂食及腹腔注射两种方式处理小鼠，最后进行肾组织活检。可见肾小球、肾小管充血、肾小管坏死等病理改变，病理改变严重程度与PPD用量呈正相关，而且相近PPD浓度下腹腔注射较口服造成的损害更严重。

Hueber Becker等[18]用放射性同位素碳14(14C)标记的PPD配制2%PPD染发剂，然后用这种染发剂对8名男性志愿者进行试验。每位志愿者头发剪短至相同长度，然后进行染发、清洗、吹干、剃光头发，回收。回收内容包括头发、染发相关用品(毛巾等)、第1次冲的洗废水、24 h后再次洗头的废水测定未吸收的[14C]-PPD放射活性。收集患者120 h内的血液、尿液及粪便标本测定吸收的[14C]-PPD放射活性。结果发现[14C]-PPD总放射回收率为95.7+/-1.5%，未吸收的占总量的95.16+/-1.46%，尿液排出量0.50+/-0.24%，粪便排出量 0.04+/-0.04%，相当于人体吸收7.0+/-3.4 mg[14C]-PPD，血浆中最高[14C]-PPD浓度峰值为0.087 μg/mL，24 h内绝大部分[14C]-PPD被排出体外。作者认为小剂量的PPD不会对人体健康构成威胁。Nohynek等[19]做了相似的实验，[14C]-PPD染发剂配成1%及2%浓度两组，[14C]-PPD总放射回收率分别为94.3%和96.21%，人体吸收率分别为0.72%及0.88%，血浆最高[14C]-PPD浓度峰值分别为132.6 ng/mL和97.4µg/mL。两组实验的结果基本一致，PPD的皮肤吸收率小于0.9%。Stenbäck等[20]使用10%及5%的PPD对小鼠及兔子进行终身实验，每周涂染2次，在两种动物身上均没有发现有体重减轻、体液生化指标异常以及致癌性。Burnett等[21]在小鼠身上实验了9种氧化型染发剂含PPD染发剂以及3种非氧化型染发剂，每周涂染一次，持续20个月，最后进行组织病理学评估，实验组与对照组差异无统计学意义。胡怡秀等[22]通过零售染发剂及三种不同浓度的PPD溶液涂染小鼠皮肤，持续3个月，各实验组小鼠均未出现血肌酐增高。肾病理活检提示各组有不同程度轻微肾病理改变(肾小管扩张、肾组织水肿、管型)，但与PPD浓度关联不明显。目前没有任何实验证据证明皮肤局部应用PPD染发剂会直接引起肾损害。

4 体外细胞实验

Bai等[23]使用不同浓度的PPD、对氨基苯酚(PAP)、PPD与过氧化氢(H2O2)混合液、PPD与H2O2混合液作用于体外培养的人肾小管上皮细胞，观察细胞损伤及凋亡的情况。提示PPD、PAP均可抑制人肾小管上皮细胞增殖并造成细胞损伤，并呈浓度依赖性，与H2O2混合后更加明显，这可能是氧化性染发剂造成急性肾损伤的机制之一。虽然此实验具备了染发过程必备的三种成分：PPD、氧化剂、成色剂，但PPD浓度最低为0.4 μg/mL，仍高于国外测得染发后人体内PPD峰值水平的4倍，而且进入人体的PPD会经皮肤及角质细胞乙酰化解毒[24-25]，H2O2还会被人体组织的过氧化氢酶分解。

哺乳动物的皮肤以及角质细胞含有丰富的N-乙酰转移酶1(NAT1)，在使用PPD染发剂过程中，不到1%PPD穿透皮肤，80%的PPD在NAT1的作用下会形成无毒的单乙酰化对苯二胺(Monoacetyl-PPD/MAPPD)和N,N'-二乙酰化对苯二胺(N,N'-diacetyl-PPD/ DAPPD)，剩下的未能乙酰化的PPD可能在体内参加毒理效应[24-25]。在Nohynek等[19]进行的[14C]-PPD染发试验中，所有受试者的血液和尿液标本里面只检测出了无毒性的DAPPD，没有发现PPD以及MAPPD。作者提出，没有理由相信日常低频率的染发会对人类健康产生任何影响。

5 总 结

根据临床及实验研究，在一定条件下接触PPD染发剂可能会导致肾脏损害。短时间内口服一定量的PPD会引起AKI，肾损害的严重程度与PPD浓度相关。大部分出现AKI的患者需要肾脏替代治疗。虽然个别临床研究怀疑长期应用PPD染发剂染发或者皮肤局部接触PPD会导致慢性肾损害，但是大量基础研究并不支持这一说法，相关实验证明通过皮肤接触进入体内的PPD含量极少，并且经过乙酰化形成DAPPD后可以排出体外，而且染发间隔长达数月，使这一怀疑更站不住脚，要彻底解决这一问题还需要更多的临床证据及流行病学研究。

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Correlation of p-Phenylenediamine-containing hair dye with kidney injury.

LIANG Jia-rui,JIANG Hong-ying,BAI Yi-hua,ZHANG Yue-hang.Department of Nephrology,the Second Affiliated Hospital of Kumming Medical University, Kumming 650101,Yunnan,CHINA

p-Phenylenediamine(PPD)is one of the most important ingredients in oxidative hair dyes.Kidney diseases induced by PPD have caused increasing concern because of the mass manufacture and application of PPD-containing hair dye.PPD can be absorbed into human body through digestive tract or skin.Sudan and India reported a lot of cases of acute kidney injury(AKI)induced by oral intake of PPD,most of which require renal replacement treatment. However,only a small quantity of PPD is absorbed through skin,and the absorbed PPD is detoxicated by N-Acetylation in skin and keratinocytes.Consequently,the related reports of kidney injury through skin are very rare.Still,lots of researches have been conducted to find the correlation between long-term exposure to PPD-containing hair dye and chronic kidney injury.In this paper,the studies of PPD-induced kidney injuries are summarized.

Hair dye;p-Phenylenediamine;1,4-diaminobenzene;Kidney injury;Kidney disease

R692

A

1003—6350（2016）14—2325—04

10.3969/j.issn.1003-6350.2016.14.030

2015-12-03)

云南省科技厅-昆明医科大学应用基础研究联合专项资金项目（编号：2012FB047）；云南省教育厅科学研究基金重点项目（编号：2012Z083)

蒋红樱。E-mail：1627248965@qq.com