百草枯中毒致急性肺损伤的作用与机制研究

陈 凤，赫东芸，闫百灵

(1.吉林大学中日联谊医院 a皮肤科;b.妇产科，吉林 长春130033；2.吉林大学第一医院 急诊内科)

百草枯是我国常用的除草剂，百草枯中毒后的早期死亡原因多数为急性肺损伤。百草枯中毒后早期肺损伤的原因还不十分清楚，但中性粒细胞向肺组织聚集程度与肺损伤严重程度密切相关[1,2]。基质金属蛋白酶(MMPs)是细胞外基质降解过程中重要的蛋白酶，MMPs在支气管与肺的炎症损伤中起重要作用[3,4]。本研究通过测定百草枯中毒患者血清中的MMP-9水平，探讨百草枯致急性肺损伤的发病机制。

1 材料与方法

1.1 一般资料

收集吉林大学第一医院急诊内科2015年12月至2016年12月期间住院治疗的百草枯中毒患者，同时选取健康体检者作为对照组。中毒组纳入标准：所有患者均有明确的服药史，且服药后入院时间在6小时以内，住院时间超过3天。既往有肺部疾病如慢性阻塞性肺疾病、慢性支气管炎、哮喘等患者均不入组。共有54例患者入选中毒组，其中男24例，女30例，年龄24-62(54.1±13.2)岁。对照组均为健康体检患者，共30例，其中男14例，女16例，年龄28-65(51.2±15.3)岁。

1.2 血清细胞因子测定

1.2.1标本采集与分离 中毒组患者均于入院后第三天晨起空腹抽取静脉血，检测血常规并收集血清。对照组采空腹静脉血分离血清，置于-80℃保存。待标本收集完成后，一次性检测MMP-9。

1.2.2测定方法与试剂 MMP-9检测采用酶联免疫吸附(ELISA)方法检测。试剂盒购自美国Abcam公司。

1.3 统计学方法

观察并比较两组血清MMP-9的水平，并观测中毒组中MMP-9与中性粒细胞的相关性。数据采用SPSS20.0统计软件包进行处理，计量资料以均数±标准差表示，病例组与对照之间MMP-9比较采用成组设计资料的t检验；中毒组MMP-9水平与外周血中性粒细胞计数间相关性分析采用积差相关分析。P<0.05认为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 中毒组与健康对照组血清中MMP-9的比较

中毒组血清MMP-9水平为(25.68±6.45)μg/L，健康对照组MMP-9水平为(1.21±0.68)μg/L，中毒组血清MMP-9水平明显高于健康对照组，见表1。

表1 对照组与中毒组血清MMP-9水平的比较

2.2 中毒组血清MMP-9水平与外周血中性粒细胞计数相关性分析

中毒组血清MMP-9水平为(25.68±6.45)μg/L，外周血中性粒细胞计数为(14.32±6.72)μg/L，二者呈明显正相关(r=0.87,P<0.001)。

3 讨论

百草枯化学名称为1-1-二甲基-4-4-联吡啶阳离子盐，是一种快速灭生性除草剂，具有触杀作用和一定内吸作用。是世界范围内广泛使用的除草剂。由于没有特效解毒剂，百草枯中毒在很多医院成为绝对死亡人数最高的毒物。百草枯口服后，吸收迅速，且没有有效的治疗方法，其死亡率高达90%以上。口服1-3克即可导致死亡。其中毒后可引起多个脏器损伤，尤其是肺损伤。百草枯口服吸收后，逆浓度梯度吸收入肺组织，可以在肺内大量聚集引起严重的肺损伤，其典型的表现为肺泡结构的破坏以及大量中性粒细胞在肺组织内聚集渗出[2]。

MMPs是细胞外基质降解必不可少的酶，MMP-9也称为胶原酶，主要降解明胶、IV、V、VII型胶原及纤维连接蛋白、弹性蛋白等，可以降解完整的基底膜。我们的研究发现，百草枯中毒后血清中MMP-9的含量明显增加，且与中性粒细胞的增加呈明显正相关，但MMP-9在百草枯致急性肺损伤的具体作用机制并不清楚，我们推测可能与以下机制有关：①百草枯分子直接作用于细胞，促进MMP-9的释放；②MMP-9趋化中性粒细胞通过基底膜在肺组织聚集，加重局部肺组织损伤；③趋化到局部的中性粒细胞本身也可以释放MMP-9，通过正反馈进一步聚集更多的中性粒细胞在肺组织内浸润。

总之，百草枯中毒是一个严重的危及生命的病理生理过程，其通过多种机制诱导多种细胞因子的表达和释放，从而引起多脏器功能障碍，进而导致患者死亡。本研究证实MMP-9在百草枯中毒引起的急性肺损伤中发挥着重要作用，因此可以考虑应用上述细胞因子的特异性拮抗剂治疗百草枯中毒，挽救患者生命。

参考文献：

[1]刘 磊,汪学琴,黄 杨,等.外周血中性粒细胞绝对值/淋巴细胞绝对值比值在急性百草枯中毒早期预后评估中的价值[J].解放军医药杂志， 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.基质金属蛋白酶-9与LPS诱导的中性粒细胞性气道炎症气道高反应密切相关[C].中华医学会第十八次全国儿科学术会议,2013.