劉 菲，王 菲，褚海波

芥子氣是一種親脂和烷化的化學糜爛性毒劑，以液滴態(tài)、霧態(tài)、蒸汽態(tài)長期儲存。戰(zhàn)爭狀態(tài)可通過多途徑中毒，穿透能力強，病程長，易導致大量戰(zhàn)斗減員和長期傷殘[1]。據(jù)資料記載，兩伊戰(zhàn)爭中芥子氣眼部損傷率高達77.61%～92.6%[2]。本文就芥子氣體內(nèi)代謝與毒理、眼部損傷的特征及角膜損傷的研究現(xiàn)狀作一綜述。

1 芥子氣體內(nèi)代謝與毒理作用

芥子氣主要通過呼吸道、眼及皮膚等多種途徑吸收，可引起局部損傷和全身中毒。全身吸收作用與組織器官的敏感性相關。因其脂溶性擴散、被動性吸收，游離狀態(tài)的芥子氣在血液中存留一般不超過30 min。芥子氣作為雙功能烷化劑，在體內(nèi)它能與靶組織中多種大分子（如核酸、蛋白質(zhì)、脂類）及小分子代謝產(chǎn)物（谷胱苷肽）發(fā)生反應。通過烷化亞細胞成分，破壞新陳代謝，引起氧化應激和活性氧的增加。歸納芥子氣的毒理機制如下：

1.1 對機體DNA的烷化作用是芥子氣損傷的生物學基礎即芥子氣極易與生物大分子的親核性原子S、N、O等起烷化反應，形成以共價鍵結合的不可逆性的烷化產(chǎn)物[3]。

1.2 細胞毒性和遺傳毒性是芥子氣作用的物質(zhì)基礎 ①芥子氣的細胞毒性作用：處于不同生長周期的細胞，對芥子氣敏感性不同，S期細胞（DNA合成期）和G2期細胞（合成后期）敏感性最強，處于分裂期（M期）細胞則相對不敏感，因此，增殖旺盛的淋巴細胞、骨髓造血細胞、腸黏膜上皮細胞、睪丸生精細胞等對芥子氣最為敏感，且呈現(xiàn)“無生殖能力”狀態(tài)[4]；此外，處于不同分化階段的血細胞敏感性也不同，造血干細胞最敏感，幼稚細胞其次，成熟細胞則較不敏感；②芥子氣的遺傳毒性作用：芥子氣抑制細胞有絲分裂，引起染色體損傷，包括斷裂、缺失、交換以及各種細胞的突變、癌變、畸變等[5]。

1.3 芥子氣對DNA和蛋白質(zhì)的敏感性不同 芥子氣可抑制DNA的合成，延遲細胞分裂。在此期間，蛋白質(zhì)可繼續(xù)合成，二者失衡，出現(xiàn)細胞增大，最終導致細胞崩解死亡[6]。

1.4 芥子氣體內(nèi)的毒性作用依賴于離子環(huán)境，與細胞內(nèi)pH值異常有關 脂多糖和炎性介質(zhì)有增強芥子氣的毒性作用[7]。眾所周知，芥子氣與一般酸堿腐蝕劑、蛋白凝固劑或燒傷的細胞毒作用不同。前者與細胞生化成分作用雖然迅速，但導致細胞損傷和死亡卻需要一個過程；后者則迅速殺死細胞。這就是芥子氣損傷存有潛伏期的原因。

2 芥子氣眼部損傷特征

眼是芥子氣最易攻擊的靶組織之一。動物實驗發(fā)現(xiàn)，濃度 370～420 μg/L 的芥子氣接觸兔眼 2 min，2～6 h 會出現(xiàn)眼瞼腫脹、結膜充血、角膜腐蝕、炎細胞浸潤，24～72 h反應達到高峰。4 h房水會發(fā)生炎細胞反應和氧化應激反應，28 h反應緩解。組織病理學顯示，48 h出現(xiàn)角膜上皮細胞脫落、基質(zhì)水腫、炎細胞浸潤。72 h上皮細胞可再生，恢復期1～2周，且依賴于芥子氣劑量。3～5周后出現(xiàn)角膜遲發(fā)損傷，角膜復發(fā)糜爛浸潤和新生血管形成分別為25%和40%[8]。芥子氣屬高度脂溶性，易溶于淚液油性部分，引起功能障礙的主要靶組織是角膜，可與角膜上皮細胞長時間作用[9]。芥子氣眼部損害具有潛伏期,潛伏期長短與接觸方式密切相關，與接觸時間關系次之，越是密切接觸者潛伏期越短。眼睛對芥子氣的傷害非常敏感，大概是皮膚的10倍，這緣于眼表黏液界面和角膜上皮細胞高代謝率[10]。芥子氣人眼損傷的臨床表現(xiàn)呈多樣化：慢性瞼炎、瞼板腺異常、干眼、角膜緣缺血、角膜緣干細胞丟失、結膜血管異常、角膜新生血管形成、繼發(fā)退行性變（脂質(zhì)和淀粉樣沉積、角膜不規(guī)則、變形、瘢痕化）。Ghasemi等[11]分析149例芥子氣眼部損傷患者，發(fā)現(xiàn)畏光、視力減退、干眼、眼異物感、眼燒灼感、眼痛。裂隙燈檢查：瞼板腺異常、瞼腺炎、倒睫、結膜紊亂、角膜緣血管異常改變、角膜緣組織缺失、角膜云翳形成。角膜的變化：上皮細胞和基質(zhì)紊亂、鈣沉積、壞死液化。芥子氣眼部損傷可分為三個階段：急性期持續(xù)1～2周，包括結膜炎和角膜水腫；慢性期即角膜傷害的潛伏期；遲發(fā)期可造成不可逆的視力損傷或失明。芥子氣暴露1 h眼部會出現(xiàn)癥狀，包括砂粒感、疼痛感及結膜充血。2～6 h角膜上皮細胞開始脫落，導致角膜水腫和視力損傷。芥子氣急性損傷后2 d上皮出現(xiàn)再生，基底上皮層需要4～5 d恢復，中度損傷患者可在數(shù)周內(nèi)無典型癥狀[12]。芥子氣損傷患者約1/4～1/2常常產(chǎn)生一種延遲潰爛的角膜病變形式，據(jù)報道，潛伏期在1～40年。其致病機理尚不明確。但最通常的臨床并發(fā)癥包括慢性上皮損害，角膜新生血管化，角膜潰爛加重或視力的喪失[13]。芥子氣液滴進入眼內(nèi)2～3 min可透過角膜上皮層進入實質(zhì)層，6～7 min侵及虹膜。主要表現(xiàn)為漿液性和化膿性炎癥、虹膜炎或虹膜睫狀體炎，重者為角膜潰瘍、穿孔或全眼球炎及永久性失明。

3 芥子氣角膜損傷研究現(xiàn)狀

芥子氣損傷角膜傷口愈合是一個復雜的過程，涉及角膜上皮和細胞因子相互介導的免疫反應，其中白介素-1占主導作用。角膜細胞凋亡是初期上皮伴隨基質(zhì)損傷及全部傷口愈合反應對靶器官的調(diào)節(jié)過程，包括上皮細胞有絲分裂和遷移、基質(zhì)細胞壞死、角膜細胞增生、肌纖維母細胞增殖、膠原沉積、炎細胞浸潤。細胞因子調(diào)節(jié)來源于角膜細胞、淚腺或免疫細胞，較長時間內(nèi)部分角膜難以恢復正常狀態(tài)[14]。裂隙燈檢查，見雙側(cè)角膜緣血管呈彎曲改變，角膜全層及鄰近周邊出現(xiàn)潰瘍性角膜病。顯微鏡下見不規(guī)則上皮和基底上皮細胞，前者基質(zhì)見明顯仿錘狀角膜細胞，纖維彌漫不均一，并有高反應物質(zhì)存在[15]。因此，目前國外的主要研究方向是探索慢性和遲發(fā)性芥子氣角膜?。╩ustard gas keratopathy，MGK）的基礎病理機制和各種治療的有效性。Kanavi等[16]對MGK患者采用病理和免疫組化（CD31和CD68）研究，認為角膜上皮不規(guī)則增厚、退行性改變、上皮基底膜增厚、角膜細胞缺失、角膜Bowman層破壞是角膜組織病理學特征，淀粉樣變是角膜最常見的退行性變。所有患者角膜上皮和角膜內(nèi)皮均有輕、重度受損，前角膜層比后角膜層明顯。一組MGK患者測量中央角膜平均厚度、上皮細胞平均厚度、上皮細胞平均密度、角膜細胞平均密度研究，發(fā)現(xiàn)上皮細胞前部和基質(zhì)的角膜細胞明顯缺失。顯微鏡下見基底下神經(jīng)叢缺乏，基質(zhì)內(nèi)出現(xiàn)神經(jīng)高敏結節(jié)，基質(zhì)神經(jīng)顯著增厚，異常的角膜細胞增多，且伴有淀粉樣變，脂質(zhì)角膜病，后部基質(zhì)皺褶和上皮細胞多形變[17]。急性期中央角膜損傷嚴重，角膜緣干細胞正常。2～4周角膜緣基質(zhì)持續(xù)炎癥反應，角膜緣干細胞逐漸開始缺失[18]。

Tamar Kadara等[19]認為角膜上皮干細胞最初不是被芥子氣損害，而是由附近發(fā)生的次發(fā)反應導致。這就提示持續(xù)的角膜神經(jīng)支配的損害和慢性炎癥的損害起了主要的作用。神經(jīng)纖維的變性在損傷后數(shù)小時從神經(jīng)末梢以Wallerian變性方式開始。這與Blodi在第一次世界大戰(zhàn)和Pleyer在兩伊戰(zhàn)爭中對人類芥子氣受害者的表現(xiàn)和角膜感覺缺失的報道相符，芥子氣傷亡者中神經(jīng)營養(yǎng)性角膜炎確實與角膜感覺的下降有關。相對于角膜上皮的快速修復，角膜神經(jīng)的修復過程被描述得相對緩慢，大約需要數(shù)月至數(shù)年。最近有報道顯示神經(jīng)生長因子除了對神經(jīng)再生有影響外對角膜緣干細胞更加垂愛[20]。這樣角膜緣神經(jīng)支配的病損可能會誘導干細胞龕生長因子的缺乏，從而引發(fā)凋亡和級聯(lián)的第二次病理過程。這提示了不論是慢性炎癥還是病損的神經(jīng)引起的生長因子的缺乏都會造成病理性上皮干細胞龕，從而導致了一個持續(xù)性的死亡。上皮干細胞的缺失隨著時間延長激發(fā)了一個級聯(lián)的二次病程，表現(xiàn)為結膜化、新生血管形成和上皮的損害最后導致視力受損。目前還不清楚病理過程中的每個因素的作用和對于遲發(fā)性損傷的發(fā)展是否必須。當抗炎治療減輕了芥子氣的急性損傷和延遲了遲發(fā)損傷，另外的治療需要阻止芥子氣受害者的視力損失。

近年來，隨著人們對MGK的認識和重視，許多專家在努力攻克芥子氣預防與治療的技術難題。建立芥子氣兔角膜損傷模型，應用組織染色、基底膜電鏡、免疫熒光進行基質(zhì)金屬蛋白酶-9檢測，實驗表明，土霉素或水凝膠可加快芥子氣損傷角膜的愈合速度[21]，使基質(zhì)金屬蛋白酶-9減少，角膜厚度恢復和新生血管范圍縮小，傷口愈合明顯改善。據(jù)文獻報道，胸腺素β4可加快角膜傷口愈合，有助于表皮細胞再生和抗炎介質(zhì)調(diào)節(jié)，可用于治療MGK和眼外傷[22]。體外試驗發(fā)現(xiàn)，胸腺素β4可刺激結膜上皮細胞遷移，導致粘著斑形成和細胞外層粘連蛋白-5沉積。細胞遷移的增加可能與粘連蛋白-5產(chǎn)生有關[23]?，F(xiàn)已初步共識，對MGK的最有效的治療是板層角膜移植術和角膜緣干細胞移植術[24]。

總之，呼吸道、眼部及皮膚是芥子氣吸收的主要入徑。對機體DNA的烷化作用及細胞毒性和遺傳毒性是芥子氣重要的毒理機制。芥子氣角膜損傷可分為急性期、慢性期、遲發(fā)期，這是芥子氣角膜損傷獨有的臨床特征。芥子氣角膜損傷的病理生理機制尚不清楚，預防和治療目前仍是難以克服的技術難題。

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