特种危险化学品事故紧急救援与处置关键技术创新研发与应用

岳茂兴 秦锡虎 申捷 汤黎明 刘广军 朱大伟 贾中芝 朱晓瓞 尹进南 刘宁 邵义如 王大明 吴兑

目前全世界化学品已为人知的品种达500万～700万种,每年还有成千上万种新化学品问世[1]。特种危险化学品有易燃、易爆、有毒、有害等特性。在化学品的生产、经营、存储、运输、使用及其废弃物处置过程中,由于对其管理、防护不当,很容易导致重大事故[2]。 1984年印度博帕尔农药厂异氰酸甲酯泄漏事故,致使3 150居民死亡,20 000人中毒,是世界工业史上绝无仅有的大惨案[3]。我国是化工农药大国,也是化学毒物、农鼠药中毒高发地[4]。鉴于特种危险化学品事故具有突发性、群体性、快速性和高度致命性的特点,在瞬间即可能出现大批化学中毒、冲烧毒复合伤等伤员,处理特别困难,一般没有成熟的经验[5]。因此,进行“特种危险化学品突发事故应急救援关键技术创新研发与应用”就显得特别重要[4]。

笔者团队已多次参与危险化学品突发事故现场紧急救援与救治工作,毒物分别鉴定为光气、双光气、四氧化氮、偏二甲基肼、火箭推进剂、氯气、氟化氢、二氧化硫、硫酸二甲脂、瓦斯、氯乙烯、硫化氢、二氯乙烷、氯化氢、氮氧化物、铝粉尘、一氧化碳、溴敌隆、大隆、氰化钠等20种。现将实践处置中的关键创新技术和经验总结如下，以期与广大一线工作者进行学术交流并提高我国特种危化品事故紧急救援的与处置的水平。

一、特种危险化学品突发事故现场紧急救援与处置技术

具有事发突然、危害后果严重、救治时效强、医学处置难度大等特点,一般救援条件艰苦、周围环境复杂等,所以在此情况下,实施“信息化、网络化、整体化、环环相扣无缝隙连接的现场救治”新模式以达到“快速反应、立体救护、有效救治”的目的。所研发的医疗救护装备应具备轻便灵活、使用有效、高度机动、功能多样等特性,以便于在不同应用环境和救援条件下均可快速、有效地发挥最大作用实施“信息化、网络化、整体化现场救治”[6]与“快速反应、立体救护、有效救治”[7]新模式运用于特种危险化学品事故的应急救援,确保伤员在尽可能短的时间内获得最确切的救治,可以明显降低现场危险化学品事故危重伤员的病死率及伤残率。该模式发挥了村医、校医、厂医、交警中队、公安机关、高速公路收费站、公共场所医务室等距离事故现场最近、分布最广、数量最庞大的一批救护力量。这批救护力量先做早期快速反应和基础救治工作,乡镇卫生院再做进一步有效救治和立体救护工作。在出现大批量伤员时,同样可根据检伤分类结果,对不同严重程度的伤员选择就近医疗场所和快速救治方案。当伤员数量超过基层医疗机构负荷或伤员病情严重程度超过基层医疗救治能力时,及时将伤员转运到上级机构,必要时可联合市级、省级医疗机构进行协同救治。同时,远程医学系统的研发与应用亦日趋完善,借助该技术可充分发挥有关专家的业务咨询和技术指导作用。

将“院前急救(流动便携式ICU病房)-急诊室救治-手术救命-院内ICU高级生命支持”形成一个完整体系[8],做好院前急救与院内救治的高效衔接,并创新地将急救中心抢救大厅连接2个手术室开展紧急救命手术,大大缩短伤病员获得确定性治疗的时间。此外,加强现场急救工作,广泛普及心肺复苏现场抢救技术,提高全体人员自救、互救的知识和能力。使急救调动指挥系统成为集有线、无线、计算机网络、卫星定位于一体的现代化数字集群通信系统,与流动便携式ICU救护车形成智能化、自动化、可视化、立体化的快速移动医疗救援[9]。

研发首辆民用“流动便携式ICU”急救车[9-10],即使在特种危险化学品突发事故现场或在城市交通阻塞的情况下,伤病员也能在车上得到有效救治。在车上可实施全身麻醉下的救命性手术,并可对心搏停止的患者进行不间断的自动心肺复苏,从而将院内急救处置手段前移到第一事故现场,增加了应对突发事故的灵活性[9]。“流动便携式ICU”急救车至今已成功抢救4 286 例危重病患者,对降低重大特种危险化学品突发事故的伤残率和病死率也具有重要的现实意义。针对特种危险化学品事故特征及伤员类型特点,设计研发了应对高速公路重大危险化学品事故的便携式应急救援箱、急救包等。该急救箱具有体积小巧、方便携带与移动、内含应对交通事故伤的救援器材及药品齐全等特点,使救援人员赶到现场的第一时间即可以开始实施有效性救治,可大大提高高速公路危险化学品突发事件的应对和救援效能。成功研制并在村镇地区推广应用“便携式乡村医师急救包、急救箱”[11]。又结合本地村镇实况,进一步改进研发了村镇急救箱/包、家庭应急包。此外,还创新研发了适宜于地市级卫生应急突发事故的TS系列急救背囊系列产品。

研制并应用“便携式瞬锋急救切割器”[12],在数秒内快速剪开危险化学品爆炸伤员的衣物,为大批伤员检伤验伤争取到宝贵时间,降低了危险化学品事故伤员并发创伤脓毒症、凝血病的发生概率,已获实用新型专利(CN202129807)及医疗器械注册证[苏宁食药监械(准)字2013第1010054号]。

成功研制“军民两用防水急救包”,可实现水上漂浮30 min且内部无明显渗水。在户外穿过涉水区域、进行水上救援或高空飞行及运输等需降落于涉水区域时,可避免造成包内医疗物品的污染与侵蚀,从而确保急救包的功能。适用于日常事故或灾害事故涉水区域的民用化救援、空军伞兵及海军作战的军事化救援等特殊环境下的医疗救援[13-14]。此外,本急救包还具备抗震、抗摔和不易燃等特殊性能,在特殊环境下应用能体现出更优的作用。

采用无人机搜索与空投等技术应用于危险化学品事故灾害救援,具有科学、智能、可视、立体、搜索、安全、便携、可控等优点。无人机可在危险化学品事故发生的第一时间迅速到达现场上空,及时传回灾害现场的实际状况与画面,从而帮助了解现场伤员的伤情,评估急需的药品与医疗物资。必要时还可及时快速提供急需的药品与救援物资,大大提高了危险化学品事故特殊状况下救援效率。

二、创新地将国际上危险化学品事故救治指南与我国中西医结合治疗特色两者有机地结合起来

依据“大道至简”的理念,把复杂变简单,用智慧创造奇迹，研发简便、实用、廉价、有效的创新疗法是当务之急。首创具有自主知识产权的中西医结合创新疗法应用于特种危险化学品突发事故伤员的紧急救治,特别是对危险化学品突发事故中的危重病患者的疗效显著,受到全国专家的认可。

在综合治疗基础上,首创 “维生素B6联用20AA复方氨基酸”创新疗法,为危险化学品突发事故各类伤病员提供新陈代谢所需辅酶、底物及强劲的动能,通过其利尿、解毒、促进机体酶代谢、保护大脑及神经系统功能、改善肝功能等作用,在危险化学品事故致复合伤、急性化学性中毒、严重脑外伤、濒死患者等危重病伤员救治方面取得明显效果[15-18]。发明本创新疗法12年来,已在600多家医院临床应用总计超12 000例次。研究证实[15-18],它具有抗休克、抗中毒、抗肺水肿、抗脑水肿、抗多器官功能障碍综合征(multiple organ dysfunction syndrome,MODS)(五抗)及止血、改善凝血功能的功效。已获美国授权发明专利(US 8,952,040 B2)与欧盟授权发明专利3项(EP10855546.7)、(EP 3165221)、(EP 12 882 373.9)及国家授权发明专利3项(ZL2010 1 0248451.9、ZL 2012 1 0272724.2、ZL 2014 1 0315242.X)。主持的《危化品事故现场应急救援与中西医结合救治》项目,创造了救治突发性群体性有毒气体中毒与冲烧毒复合伤2 369例入院治疗无死亡记录,其中年龄最小者仅出生7 d,最大者90岁,达到国内先进水平[19]。课题组结合多年的临床应用经验和多项基础研究结果,已经确定了该疗法的最佳方案,完善了不良反应处置和适应证范围。2019年12月23日,国家药品监督管理局药品评审中心评审委员会的12位专家对创新疗法新药[复方氨基酸维生素B6氯化钠注射液]作沟通交流、审评,并对其疗效与安全性等较肯定。现审批工作正在稳步推进中,具备积极的转化前景。相关成果已入编《突发群体性氯气泄漏事故现场卫生应急救援处置与临床救治专家共识(2017)》[19]、《危险化学品爆炸伤现场卫生应急处置专家共识(2016)》[20]、《混合气体中毒卫生应急处置与临床救治专家共识(2016)》[21],取得显著的经济效益和社会效益。

在综合治疗的基础上,采用“山莨菪碱联用地塞米松”短程冲击新疗法临床证实有扼止危重状态进展,促进症状缓解,改善微循环﹑防止微血栓形成及良好的降温、抗毒、抗炎、抗休克、抗肺水肿作用,且对重要脏器无损伤,能为下一步治疗赢得时间,降低病死率[22-23]。

独创“肺水肿13步救治法”有效降低严重化学性肺损伤患者的病死率。(1)人血白蛋白10 g静脉点滴完后即用速尿20 mg(或霍姆250 mL静滴):减少组织间液及渗出。(2)0.9%氯化钠注射液250 mL+山莨菪碱20 mg+地塞米松40 mg,bid(或山莨菪碱0.33 mg/Kg/次;地塞米松0.33 mg/Kg/次,Tid,静滴/静推,共3 d):扼止危重状态进展,促进症状缓解,改善微循环,降温、抗毒、抗炎、抗休克,减少渗出。(3)0.9%等渗盐水200 mL+维生素B65 g+维生素C 2 g(0.9%氯化钠注射液500 mL+10%氯化钾注射液10 mL):解毒和抗氧化。(4)0.9%氯化钠注射液250 mL+奥克40 mg:防治应急性溃疡。(5)肌注盐酸异丙嗪50 mg及钠洛酮0.8 mg:抗过敏、促醒、抗休克作用。(6)0.9%氯化钠注射液50 mL+氨茶碱0.25 g缓慢静注:强心、利尿、扩张支气管。(7)紫绀时,1%美蓝5 mL+维生素C 2 g+0.9%氯化钠注射液20 mL缓慢静推:抗高铁血红蛋白。(8)心率快者0.2 mg西地兰静推,循环衰竭时可缓慢注射25%葡萄糖溶液20 mL+毒毛旋花子苷K 0.125～0.25 mg:支持循环功能。(9)0.9%氯化钠注射液100 mL+血必净50 mL:抗炎性介质。(10)青霉素皮试后,抗生素罗氏芬2 g抗感染治疗。(11)0.9%氯化钠注射液100 mL+10%葡萄糖酸钙10 mL:抗过敏。(12)根据不同病情采用其它支持治疗。(13)待病情平稳后服用中医药如解毒固本汤、茶多酚、人参二醇等调理治疗，防止肺纤维化等远期效应。

三、研制具有自主知识产权的系列中药

“解毒固本颗粒、柴黄参祛毒固本新药”救治严重化学性肺损伤96例均治愈,随访3年未发现肺纤维化及肺癌患者。已获授权国家发明专利(ZL 2011 1 0157186.8)。2017年又研制表里双解、气血同治、清热解毒、扶正固本、通经活脉的新药膏剂,获第六次世界中西医结合大会壁报优秀论文奖柴黄参祛毒固本新药组方来源:本方为临床经验方,为汉·张仲景《伤寒论》柴胡汤与血府逐瘀汤、三黄泻心汤合方化裁而成,是表里双解、气血同治之剂,具有清解少阳阳明、清热解毒、通腑泄热、扶正固本、调理气血的作用。

方义方解:君:柴胡为少阳专药,气味轻清,善于宣透,能疏解少阳郁滞,助少阳之气外达,为君药。臣:黄芩苦寒,善清少阳相火,为臣配合柴胡,一散一清,共解少阳之邪。在柴胡外引下,使血中之热清,络中之滞通,亦为臣药。黄连清热燥湿,泻火解毒,与黄芩、大黄相配即为三黄泻心汤,苦寒泻火,清泄三焦;连翘、双花为疮家圣药,善于清热解毒,散结消肿,亦共为臣药使积聚热毒消散。佐:玄参补元气、固脱生津、益损安神;生地黄清热凉血,养阴生津,加玄参凉血滋阴,泻火解毒,以治疗热病汗后耗气伤阴劫液,复加活血祛瘀、养血安神、凉血消肿、功同四物的丹参共为佐药以使祛邪不伤正,清下仍存津,气血不淤滞,并能培补耗损元气,稳定内热扰动之元神,以保攻伐之后不伤身。使:甘草补脾益气,清热解毒,祛痰止咳,缓急止痛,调和诸药,合宣散外引之防风共为使药,更助柴胡宣散半表半里之邪毒。诸药合用:通过多靶点、多途径发挥药理作用,双向免疫调节、促进机体自稳,达到救治严重化学性肺损伤患者的作用,对扭转病情发展效果较好。

基本方剂加减:柴胡10 g、丹参10 g、党参10 g、玄参10 g、黄芩10 g、黄柏10 g、黄连10 g、葛根10 g、生地黄10 g、金银花15 g、麦冬10 g、枳壳6 g、当归10 g、五味子10 g、桔梗10 g、远志10 g、防风10 g、甘草6 g。

功能主治:本方能和解少阳,内泻热结,疏风散邪,清热解毒,通过有寒有热、有清有补、有消有散、有行有缓的调节途径实现祛邪不伤正、补虚不留邪的双向调节作用。用于治疗外感风热邪毒,里有实热内结,表里俱实证见恶寒发热或寒热往来,胸胁胀满,咳嗽气急,腹胀腹痛,咽喉肿痛,痰涎壅盛之证。在临床中可用于因各种有毒气体中毒引起风热疫毒侵袭引起的喘憋、胸闷、咳嗽气急、咽喉肿痛、痰涎壅盛之证。采用中西医结合治疗可使临床效果更佳:缩短患者的痊愈病程,防治化学性肺纤维化发生[24-26]。

四、数不清的狭窄空间意外造成了非常惨痛的人员伤亡

其根本的原因就在于相关人员未能清楚地认识到狭窄空间内部或邻近区域存在的危险或潜伏的危险,使得狭窄空间成为一个又一个“安静的杀手” 。

特种危险化学品事故发生在狭窄空间中,危害就更大,应急救援更困难。科研团队创新提出“狭窄空间医学”的概念及狭窄空间事故的分型和特点,制定出一整套狭窄空间事故的应急救援与处置策略,提高了狭窄空间事故伤员的抢救成功率,已经在全国推广应用[27-28]。

五、针对光气具有剧毒并可作为化学武器使用,首次建立更稳定的大鼠光气吸入性肺损伤模型

首次发现其损伤机制与肺气血屏障损伤有关,创新开展间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)对光气吸入性肺损伤的保护与机制研究。在原文献基础上,通过改进吸入浓度和时间建立更为稳定的大鼠光气吸入性肺损伤模型。首次发现了其病理生理机制与肺气血屏障损伤有关,且MAPK(ERK、JNK/SAPK、p38)信号通路,Ang-1、Ang-2,氧化应激,KGF-2,NLRP3炎性小体在其中也发挥了作用。研究还首次发现了，MSCs可通过干预肺气血屏障、炎症反应发挥保护与治疗作用,且干预Wnt/β-catenin信号通路及MSCs归巢可提高疗效。此外,肺miR-28-5p可促进MSCs的活性,从而提升疗效;MSCs源性外泌体对光气吸入性急性肺损伤同样有保护作用。内外源性干细胞可通过不同途径发挥作用:肺内源性干细胞Club细胞在光气肺损伤中发挥作用,而外源性MSCs则通过影响肺内源性干细胞Club细胞进一步发挥保护作用。已发表本系列论文13篇[29-41]。

六、在国际上首创通过生物激波管及吸入中毒建立冲毒复合伤动物模型,并进一步成功复制急性化学性肺损伤动物模型,在基础研究方面有较大突破

冲毒复合伤动物模型的制作存在极大危险,所以国内外一直未建立起该模型。笔者采用生物激波管造成冲击伤并吸入中毒,建立冲毒复合伤和急性化学性肺损伤动物模型,解决了无此类动物模型的困境[42-43]。采用连续血气测定[44]、血液动力学检测[45]、骨髓细胞姐妹染色单体互换(sister chromatid exchange,SCE)频率[46]、分子病理学观察等[47-49]探索其致伤规律并总结出救治预案。用中医中药、NOS抑制剂、细胞膜稳定剂及呼吸系统保护剂等进行救治,找到了一些特异性解毒药物和救治方案[50-55]。并对其进行近、中、远期研究,基本阐明血气、血流动力学、SCE频率及分子病理学变化规律:伤后2～6 h是伤情最严重时期。实时监测心钠素及高铁血红蛋白,及时反映氮氧化物中毒后肺水肿变化,可用于指导临床救治。化学性肺损伤远期效应明显,可致肺纤维化、恶性肿瘤等,且SCE频率明显增加。此外,还进一步研究了维生素B6联用丰诺安新疗法[15-18]、山莨菪碱联用地塞米松短程冲击疗法[22-23]、肺水肿13步治疗法救治化学中毒的机制[50-55]。

七、经多年来临床实践证实，提高了危险化学品事故卫生应急医疗救援效率，尤其是卫生应急较为薄弱的地市级和农村地区

多年来,具有自主知识产权的特色中西医结合创新疗法与便携式新装备新技已联合应用于15次危险化学品事故现场的紧急救治,尤其是在大批量烧伤创伤中毒伤员的检伤验伤与救治中获得显著受益,大大缩短了伤病员接受确定性治疗的时间,提高了危险化学品事故卫生应急医疗救援效率,尤其是卫生应急较为薄弱的地市级和农村地区。2008年7月3日湖南省某地发生工业混合气体中毒事故86名患者均抢救成功(毒物鉴定为氟化氢、二氧化硫)，2009年5月11日在江苏省某地化工厂发生双光气泄漏事故(所波及586名中学生无1例伤亡)，2010年3月广州地区发生二氯乙烷中毒事件、白城市某地危险化学品大爆炸致28例患者受伤,岳茂兴教授率领专家组抢救大爆炸伤员(28例患者救治成功,荣立三等功)，2017年5月13日河北省某地发生氯气泄漏事故(30例患者无1例伤亡)，2018年11月28日张家口某地发生一起氯乙烯气柜发生泄漏爆炸事故，2019年3月4日山西省某市煤矿发生瓦斯爆炸事故(2例重症患者救治成功)，2020年6月5日山西省某地发生的光气泄漏事故(波及28例患者无1例伤亡)，2021年4月28日常州市某地一废弃厂区拆迁工地发生残液氯气泄露事故(19例患者无1例伤亡)等,由于实施“快速反应、立体救护、有效救治”卫生应急救援与处置新模式,在常州某地发生二次氯气泄漏事故中,总计波及1 336例群众到医院接受治疗,年龄最小者仅出生7 d,最大者90岁,全部救治成功,随访无并发症发生[56]。完成救治严重化学性肺损伤96例均治愈,随访3年未发现肺纤维化及肺癌患者[24]。处置3人以上伤亡事故361起,均获满意效果,确保突发事件意外情况下患者的安全。创造了临床救治突发性群体有毒气体中毒、爆炸致伤2 039例入院治疗无死亡记录,其中最小者仅出生7 d,最大90岁,达国内领先水平[19]。特种危险化学品亊故必须实施六抗二预防:即“抗休克、抗中毒、抗肺水肿、抗脑水肿、抗感染、抗MODS”、“预防迟发性肺水肿与肺纤维化”。具体治疗方案:(1)现场救护需实施“一戴二隔三救出”原则。(2)通过几十次突发事件中救治体会,采用“维生素B6联用丰诺安创新疗法”及“柴黄参袪毒固本新药”的中西医结合新疗法是有效的,符合“大道至简”的理念,实施“治病必求于本”的原则,把复杂变简单,用智慧创造简单等。

八、总结

总之，具有突发性、群体性、快速性和高度致命性等特点的特种危化品事故的危害极大，在瞬间即可能出现大批化学中毒、冲烧毒复合伤等伤员。通过建立危险化学品突发事故医学应急救治体系，并针对处置预案、实施救援、事后恢复等全线段的关键薄弱环节不断研发与转化危险化学品突发事故医学应急救治关键技术，才能使我国的特种危险化学品事故卫生应急救援与处置水平不断提升。