張 鵬綜述，聶時南審校

0 引 言

氧化亞氮(nitrous oxide，N2O)俗稱“笑氣”，在室溫下是一種無色有甜味的氣體。1844年美國牙科醫(yī)師Horace Wells首先將N2O用于臨床牙科鎮(zhèn)痛，目前N2O已經(jīng)成為應(yīng)用最廣泛的全身麻醉藥物之一[1]。由于吸入N2O可產(chǎn)生欣快感，近幾年吸食笑氣為樂的人逐年增加。根據(jù)全球GDS互聯(lián)網(wǎng)調(diào)查(2014年11月)的數(shù)據(jù)顯示，2014年歐洲N2O吸食的流行率為1%～33%[2]。有報道顯示國內(nèi)外吸食N2O致神經(jīng)功能障礙的相關(guān)病例逐年遞增。濫用N2O致神經(jīng)功能損害在臨床上常表現(xiàn)為脊髓亞急性聯(lián)合變性、周圍神經(jīng)病等神經(jīng)系統(tǒng)損害，出現(xiàn)妄想等精神癥狀[3]其發(fā)生機(jī)制考慮與維生素B12的參與有關(guān)。本文將歸納總結(jié)最新的N2O中毒致神經(jīng)損害的文獻(xiàn)資料，對其致病機(jī)制、臨床表現(xiàn)、輔助檢查、診斷及治療作一綜述，以期為臨床診治工作提供一定的參考。

1 發(fā)病機(jī)制

早在1978年Amess等[4]提出并證實(shí)濫用N2O產(chǎn)生的并發(fā)癥與維生素B12(鈷胺素)的復(fù)雜生物化學(xué)反應(yīng)密切相關(guān)。維生素B12是一組相關(guān)化合物的總稱，在人體內(nèi)主要以甲基鈷胺(MetB12)和腺苷鈷胺(AdoB12)兩種形式存在。維生素B12可參與DNA合成，與多種神經(jīng)功能損傷的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)[5]。N2O可氧化維生素B12上的Ⅰ價鈷離子(Co+)使其失去生物活性，進(jìn)而出現(xiàn)相關(guān)神經(jīng)功能癥狀。因此，目前N2O暴露導(dǎo)致維生素B12缺乏的原理被廣泛用于濫用N2O的臨床治療中。為解釋濫用N2O與維生素B12缺乏相關(guān)的臨床和生化異常之間的關(guān)系，研究者們已提出了以下幾種機(jī)制假說。

1.1 MetB12-MTR機(jī)制假說N2O中毒時，輔酶MetB12缺乏，甲硫氨酸合酶(methionine synthase，MTR)的功能障礙直接導(dǎo)致同型半胱氨酸合成甲硫氨酸障礙，同時也阻止了甲基從甲基四氫葉酸轉(zhuǎn)移到同型半胱氨酸的過程，從而抑制四氫葉酸循環(huán)的進(jìn)行。進(jìn)而導(dǎo)致甲硫氨酸轉(zhuǎn)化腺苷蛋氨酸(S-adenosylmethionine,SAM)途徑的減少，而SAM作為通用的甲基供體，在神經(jīng)髓鞘堿性蛋白和髓鞘脂質(zhì)的甲基化中起重要作用。甲硫氨酸或SAM缺乏導(dǎo)致髓鞘甲基化缺陷，髓鞘結(jié)構(gòu)上的變異將直接表現(xiàn)神經(jīng)功能的障礙。在早期多種動物模型(猴子、豬、果蝠)中補(bǔ)充甲硫氨酸對于N2O暴露造成的脊髓病具有顯著作用。這也有效支持MetB12-MTR機(jī)制假說。隨著更多動物實(shí)驗(yàn)中證實(shí)在N2O暴露的環(huán)境下，MetB12、MTR、SAM及SAM/SAH(腺苷甲硫氨酸與腺苷同型半胱氨酸)呈下降趨勢，MetB12-MTR機(jī)制逐漸被大多數(shù)所接受。Jean-Louis Guéant等的研究中證實(shí)MetB12及SAM通過過氧化物酶體增殖物激活受體共激活因子-1(PGC-1alpha)的甲基化/乙?；Ш夂兔撘阴；?SIRT1)表達(dá)降低，影響心肌和肝中能量代謝和脂肪酸β-氧化的表觀基因組失調(diào)。除輔酶MetB12缺乏直接影響機(jī)體外，MetB12還通過內(nèi)部核糖體進(jìn)入位點(diǎn)(IRES)影響MTR的表達(dá)，并下調(diào)多重耐藥性1基因(MDR-1)的表達(dá)，顯著降低組織對細(xì)胞毒的抵抗力[6]。Ghemrawi等[7]證實(shí)維生素B12對N1E115多巴胺能分泌細(xì)胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激具有強(qiáng)烈的調(diào)節(jié)作用，維生素B12利用率的降低也會通過降低SIRT1表達(dá)使熱休克因子蛋白1乙酰化程度更高，從而導(dǎo)致不可逆的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，添加MetB12抑制細(xì)胞內(nèi)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激刺激。以上證實(shí)維生素B12可通過多種機(jī)制影響機(jī)體，也為MetB12-MTR機(jī)制提供了有力的支持。

1.2 AdoB12-MMCoAM機(jī)制假說AdoB12-MMCoAM機(jī)制主要作用于丙酸分解代謝中。在人體內(nèi)丙酸可轉(zhuǎn)化為丙酰輔酶A(acetyl-CoA)，然后通過丙酰輔酶A羧化酶(Propionyl-CoA carboxylase)轉(zhuǎn)化為甲基丙二酰輔酶A(Methylmalonyl Coenzyme A)，甲基丙二酸輔酶A在L-甲基丙輔酶A變位酶(L-methylmalonyl-CoenzymeA mutase，MMCOAM)作用下轉(zhuǎn)化為琥珀酰輔酶A(succinyl-coenzyme A)而參與三羧酸循環(huán)。而5′-脫氧腺苷鈷胺素(5′-deoxyadenosylcobalamin，AdoB12)是MMCoAM發(fā)揮生物活性的重要因素。所以AdoB12-MMCOAM通路的功能障礙往往導(dǎo)致丙酰輔酶A和甲基丙二酰輔酶A不斷在細(xì)胞中積聚。這不僅抑制三羧酸循環(huán)的進(jìn)行也反過來造成異常脂肪酸的形成[8]。丙酰輔酶A的積累會增加奇數(shù)鏈脂肪酸的量，甲基丙二酰輔酶A積累則導(dǎo)致支鏈脂肪酸的增加。維生素B12和濫用N2O的患者均出現(xiàn)血液及尿液中甲基丙二酸水平升高也證實(shí)AdoB12-MMCoAM機(jī)制假說[9-10]。一些早期文獻(xiàn)表明甲基丙二酰輔酶A對正常脂肪酸合成有一定的抑制作用及丙二酰輔酶A導(dǎo)致單鏈脂肪酸合成增加，而正常脂肪酸的減少和異常脂肪酸積累都被認(rèn)為可能破壞神經(jīng)元髓鞘的完整性。在果蝠模型中雖然MMCOAM的活性降低，同時血清和尿液中甲基丙二酸的含量增加，但是腦和脊髓中奇數(shù)鏈或支鏈脂肪酸的分布并無顯著差異。在AdoB12合成障礙或MMCoAM酶遺傳缺陷的甲基丙二酸血癥患者中存在血清和尿中甲基丙二酸顯著升高，并發(fā)展為肌張力降低和智力低下，但是從未出現(xiàn)神經(jīng)亞急性變性的癥狀。所以AdoB12-MMCoAM機(jī)制假說逐漸不再提及。

1.3 細(xì)胞因子與生長因子機(jī)制這是一個關(guān)于維生素B12缺乏性脊髓病的較新發(fā)病機(jī)制理論。這一理論基于維生素B12產(chǎn)生的細(xì)胞因子和生長因子的調(diào)節(jié)作用，而獨(dú)立于維生素B12輔酶功能之外。Veber等[11]利用全胃切除的大鼠建立了一個神經(jīng)亞急性聯(lián)合變性模型，通過該動物模型證明維生素B12缺乏導(dǎo)致腦脊液中腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF-α)和可溶性CD40:sCD40配體兩種髓鞘毒性細(xì)胞因子、神經(jīng)生長因子水平升高，同時維生素B12也造成促髓鞘細(xì)胞因子、IL-6、促髓鞘生長因子以及表皮生長因子(epidermal growth factor,EGF)水平降低。通過不斷研究證明細(xì)胞因子和生長因子機(jī)制也是N2O濫用造成神經(jīng)并發(fā)癥發(fā)病機(jī)制的重要組成部分。在Scalabrino等[12]研究中，維生素B12和EGF可增加大鼠脊髓和其他部位正常朊蛋白(PrPC)合成和PrPC水平。當(dāng)維生素B12缺乏時造成大鼠脊髓和腦脊液中PrPC水平升高，也降低了大鼠脊髓PrPC mRNA水平。而抗八肽重復(fù)性PrPC區(qū)域抗體(Abs)的使用不僅預(yù)防性阻止PRPC的升高，也阻止了大鼠脊髓損傷和TNF的升高。證實(shí)維生素B12和PrPC、細(xì)胞因子、生長因子之間的密切關(guān)系。

1.4 其他機(jī)制Misra等[13]通過將成年Wistar雄性大鼠以1∶1的比例暴露于N2O氧氣混合物60 d，結(jié)果中與對照組相比，N2O暴露組的血清高半胱氨酸，谷氨酸和血清丙二醛水平顯著升高，但是血漿谷胱甘肽和總抗氧化劑能力水平降低。發(fā)現(xiàn)與大腦皮層相比，脊髓中星形膠質(zhì)細(xì)胞的表型和活化發(fā)生改變，活性氧水平升高[14]，表明N2O暴露引起的臨床功能障礙可能與星形膠質(zhì)細(xì)胞活性改變、谷氨酸神經(jīng)毒性和氧化應(yīng)激有關(guān)，同時N2O產(chǎn)生活性氧，也會導(dǎo)致多組織發(fā)生DNA損傷[14]。雖然一項(xiàng)Meta分析指出暴露個體的淋巴細(xì)胞胞質(zhì)阻滯微核試驗(yàn)(CBMN)，反映出暴露個體具有DNA損傷增加的證據(jù)[15]。在Saito等[16]研究通過新生大鼠模型得到長期大劑量N2O暴露會增加大鼠齒狀回中異位顆粒細(xì)胞的比例結(jié)果，這也證實(shí)N2O的神經(jīng)毒性作用。因此，星形膠質(zhì)細(xì)胞活性改變及DNA損傷可能是N2O致神經(jīng)功能損傷的潛在機(jī)制。

2 中毒劑量

在娛樂場所中N2O通常以小型加壓濾筒(8 g/支)的形式存在，俗稱“whippit”。在標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力的下可向外界釋放出8升N2O氣體。對于N2O導(dǎo)致的急性損傷如口腔凍傷、窒息、甚至死亡往往與劑量無直接關(guān)系。而濫用N2O造成的神經(jīng)損傷等并發(fā)癥則與N2O的暴露量存在一定關(guān)系。Oussalah等[9]研究發(fā)現(xiàn)，在N2O濫用的病例報道中，患者N2O的暴露量從8～85 g不等。但是當(dāng)N2O暴露量>54.02 g，出現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)損害的風(fēng)險將顯著增加。此外N2O暴露后出現(xiàn)并發(fā)癥的患者個體差異性較大。Gürsoy等[17]研究報道了一位58歲女性接受常規(guī)N2O麻醉(劑量未知)60 min，6周內(nèi)患者出現(xiàn)步態(tài)不穩(wěn)、手腳麻木刺痛等癥狀。通過實(shí)驗(yàn)室檢查和影像學(xué)結(jié)果診斷為N2O中毒致脊髓亞急性神經(jīng)變性及周圍神經(jīng)病。該病例表明，即使相對較短的N2O暴露也可能導(dǎo)致患者出現(xiàn)神經(jīng)并發(fā)癥。這可能與患者體內(nèi)維生素B12儲備不足有關(guān)，萎縮性胃炎、回腸切除等繼發(fā)胃腸道疾病致吸收不良和基礎(chǔ)血清維生素B12低的患者在N2O中毒往往更易出現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥。

3 臨床表現(xiàn)

3.1 癥狀N2O急性中毒后往往出現(xiàn)口腔黏膜凍傷、窒息及血壓下降，甚至危及生命。N2O慢性中毒的臨床表現(xiàn)常常因累及系統(tǒng)的不同而表現(xiàn)各異。累及中樞及周圍神經(jīng)系統(tǒng)時出現(xiàn)脊髓損傷(脊髓亞急性聯(lián)合變性)、周圍神經(jīng)損傷(多發(fā)性神經(jīng)病)、小腦共濟(jì)失調(diào)等癥狀，首發(fā)癥狀常以神經(jīng)癥狀為主，最初出現(xiàn)神經(jīng)癥狀包括感覺異常、本體感覺和振動覺減弱，隨后可能出現(xiàn)運(yùn)動無力。感覺異常通常從足部開始，同時伴隨不同程度的共濟(jì)失調(diào)擴(kuò)散。兒童的典型神經(jīng)癥狀是脊髓后柱感覺障礙伴隨肌肉無力，下肢往往受累更大，肌腱反射減弱，上下肢反射分離。Gürsoy等[17]報道的3例病例均出現(xiàn)周圍神經(jīng)功能損傷，而自主神經(jīng)功能損傷、記憶力、智力或行為障礙等癥狀則并未出現(xiàn)。累及自主神經(jīng)系統(tǒng)時常出現(xiàn)性功能障礙、括約肌功能障礙等癥狀，在王云云等[18]報道的10例N2O慢性中毒患者的回顧性分析中出現(xiàn)4例以排尿障礙為主要表現(xiàn)的自主神經(jīng)功能障礙。累及精神方面時則容易出現(xiàn)不同程度的記憶力及智力減退、認(rèn)知障礙、抑郁、躁狂及嚴(yán)重出現(xiàn)伴幻聽幻視的偏執(zhí)型精神病，嚴(yán)重者出現(xiàn)癲癇發(fā)作。一項(xiàng)有關(guān)N2O中毒的Meta分析中所有患者都出現(xiàn)肌肉無力及隨后出現(xiàn)的步態(tài)障礙(54.1%伴隨神經(jīng)影像學(xué)改變)，青少年組常見癥狀為麻木、肌肉無力和共濟(jì)失調(diào)，很少出現(xiàn)不自主運(yùn)動、排尿困難、便秘和認(rèn)知障礙。成人組和青年組相比更易出現(xiàn)認(rèn)知障礙[19]。這可能與N-甲基-天冬氨酸受體拮抗劑毒性和相關(guān)細(xì)胞死亡有關(guān)。N2O中毒導(dǎo)致的步態(tài)障礙是由感覺輸入喪失造成的，所有輕度形式的步態(tài)障礙是可通過肌肉力量補(bǔ)償?shù)?，臨床上需要注意往往會漏診。

此外，N2O慢性中毒也可累及血液系統(tǒng)，當(dāng)血液系統(tǒng)受累時往往出現(xiàn)巨幼紅細(xì)胞性貧血、血小板減少癥狀及粒細(xì)胞減少癥，甚至全血細(xì)胞減少。其機(jī)制可能與N2O抑制甲硫氨酸合成酶活性、干擾細(xì)胞內(nèi)部DNA及葉酸的合成。同時，N2O也可累及其他系統(tǒng)器官致其受損，出現(xiàn)腎功能不全、蛋白尿、視力下降、黃斑變性和擴(kuò)張性心臟病等。極少數(shù)N2O中毒患者出現(xiàn)手指皮膚色素沉著，據(jù)報道色素沉著與維生素B12缺乏造成的谷胱甘肽降低密切相關(guān)[20]。

3.2 體征患者可出現(xiàn)四肢深、淺感覺異常(以下肢遠(yuǎn)端對稱性感覺異常為主)，四肢肌力減退(遠(yuǎn)端較為明顯)，深部腱反射亢進(jìn)、雙側(cè)跟-膝-脛實(shí)驗(yàn)欠穩(wěn)準(zhǔn)，Romberg征(閉目難立征)陽性，Lhermitte征(前核間型眼肌麻痹綜合征)陽性，Babinski征(巴氏征)陽性。臨床上患者體征不盡相同，進(jìn)行性加重的四肢感覺及運(yùn)動異常往往是最明顯的體征，具體表現(xiàn)為行走困難、跌倒和難以維持平衡。部分患者也出現(xiàn)腸道或膀胱功能障礙和性功能障礙等少見體征。

3.3 輔助檢查

3.3.1 MRI檢查典型脊髓病變在T2加權(quán)MRI上具有對稱高信號強(qiáng)度，往往累計三個以上頸胸脊髓節(jié)段，脊髓后索損傷較大。部分患者在脊髓側(cè)索和彌散加權(quán)成像下的后索也同樣出現(xiàn)對稱高信號。極少患者出現(xiàn)縱向廣泛性脊髓損傷表現(xiàn)為倒置“V”或“反兔耳”征[21]。在一項(xiàng)Meta分析中75例具有神經(jīng)癥狀的患者中，51例(68%)例患者脊髓MRI中出現(xiàn)T2高強(qiáng)度信號[9]。

3.3.2 神經(jīng)電生理檢查N2O中毒引起神經(jīng)病通常被認(rèn)為是一種長度依賴性的軸突型神經(jīng)病變，其特點(diǎn)主要表現(xiàn)復(fù)合運(yùn)動和感覺神經(jīng)動作電位的遠(yuǎn)端潛伏期和F波潛伏期延長，傳導(dǎo)速度減慢，電位波幅降低。尤其是下肢復(fù)合動作電位顯著變化較為常見。一項(xiàng)研究中32例(97%)患者至少有一條感覺或運(yùn)動神經(jīng)電位出現(xiàn)異常，其中腓神經(jīng)和脛神經(jīng)復(fù)合動作電位平均波幅分別降至81%和76%[22]。

3.3.3 實(shí)驗(yàn)室檢查N2O中毒的典型血清學(xué)指標(biāo)是維生素B12及甲硫氨酸水平下降、同型半胱氨酸和甲基丙二酸水平上升。目前的薈萃分析中75%N2O中毒患者出現(xiàn)低水平維生素B12(<150 pmol/L)狀態(tài)，但正常水平維生素B12水平并不能排除維生素B12失活的可能。同時90%以上N2O中毒患者高水平的同型半胱氨酸(>15 μmoL)和甲基丙二酸(>0.4 μmoL)也可證明維生素B12的缺乏狀態(tài)[9]。其中同型半胱氨酸水平的下降對N2O中毒更具有診斷意義。由于維生素B12的缺乏，N2O中毒患者往往同時出現(xiàn)巨幼紅細(xì)胞性貧血的可能。一項(xiàng)Meta分析中100例N2O中毒患者平均紅細(xì)胞體積(MCV)正常的比例為41.8%，其中男性為55.8%,女性為52.4%[9]?；颊叩钠骄?xì)胞體積大小由于吸食N2O劑量、時間等多種因素常常在臨床診斷中可正?；蛟龃?；腦脊液蛋白、白細(xì)胞可輕度升高，也可完全正常。

4 診斷及鑒別診斷

既往N2O接觸史，臨床癥狀及體征出現(xiàn)神經(jīng)損傷，血清學(xué)上高同型半胱氨酸及甲基丙二酸水平，低水平維生素B12和維生素B12吸收實(shí)驗(yàn)(Schilling實(shí)驗(yàn))陽性，典型MRI表現(xiàn)，可幫助診斷[23]。鑒別診斷：①營養(yǎng)性疾病，如銅缺乏性脊髓病、胃腸道疾病、營養(yǎng)不良等，銅缺乏性脊髓病可伴貧血和粒細(xì)胞減少，癥狀和影像學(xué)特征與亞急性脊髓損傷類似，可通過血清銅及銅藍(lán)蛋白水平檢測相鑒別。胃腸道疾病應(yīng)注意維生素B12及內(nèi)因子水平的檢測加以鑒別。②脫髓鞘病變，如多發(fā)性硬化，多見女性發(fā)病，主要癥狀為肢體深感覺障礙和進(jìn)行性痙攣性截癱，應(yīng)通過腦脊液中寡克隆IgG區(qū)陽性加以鑒別，同時多發(fā)性硬化臨床癥狀分布無對稱性，病情遷延不愈反復(fù)發(fā)作，激素治療有效。

5 治療及預(yù)后

5.1 治療N2O中毒患者的治療目前尚無標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)化方案，其治療目的主要是停止N2O接觸并攝入維生素B12。普遍使用的一種方案是肌肉或靜脈注射維生素B121000 μg，持續(xù)5 d，然后間斷使用直至神經(jīng)癥狀消失。另一種方案是口服1000～2000 μg的維生素B12，持續(xù)1～2周，然后每日500 μg，持續(xù)服用3個月[24]。有報道口服甲硫氨酸、葉酸與高壓氧治療可作為輔助治療的藥物或方法。對于維生素B12治療效果不佳的患者血漿置換后再行補(bǔ)充維生素B12可能具有一定作用。

5.2 預(yù)后N2O中毒患者預(yù)后取決于脊髓損害程度，由于脊髓損傷與N2O吸入量或持續(xù)時間之間無明確的關(guān)系，大量或長時間吸入N2O患者的治療效果和預(yù)后往往呈現(xiàn)明顯的個體差異。如果出現(xiàn)感覺異常、Romberg征和Babinski征陽性往往提升預(yù)后不良，Johnson等[25]報道的1例21歲診斷為N2O中毒致脊髓亞急性損傷及周圍神經(jīng)病的女性病例，該病例出現(xiàn)典型下肢感覺異常、步態(tài)共濟(jì)失調(diào)等臨床癥狀及體征，患者確診后每日肌注1000 μg維生素B12持續(xù)1個月，隨后2個月每周給藥1次。3個月后復(fù)查中患者已經(jīng)能夠在器械的輔助下獨(dú)立活動，但下肢仍有輕度本體感覺障礙及遠(yuǎn)端無力。而年齡較小、MRI提示病灶較小、無貧血或MCV<100 fL往往提示預(yù)后良好，一項(xiàng)臨床病例研究中，約50% N2O中毒患者在MRI上呈現(xiàn)影像學(xué)異常，治療4個月后完全消失，同時臨床癥狀明顯緩解。表現(xiàn)較少的脊髓損傷、貧血和早期治療是預(yù)后良好的重要影響因素[26]。對于N2O中毒后出現(xiàn)認(rèn)知功能障礙等意識狀態(tài)改變，高壓氧輔助治療后可有效緩解臨床癥狀[27]。

6 結(jié) 語

對于首診醫(yī)師來說，濫用N2O患者由于N2O的特殊性往往選擇隱瞞或拒絕承認(rèn)N2O吸食史。尤其面對出現(xiàn)感覺異常和肢體肌力下降、共濟(jì)失調(diào)的年輕病人時，除典型臨床癥狀和體征的鑒別外，進(jìn)行脊髓MRI檢查和同型半胱氨酸等典型實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)檢測是十分必要的。N2O中毒患者確診后首先要做到盡早脫離有毒物質(zhì)，早期治療，早期功能鍛煉，避免神經(jīng)系統(tǒng)出現(xiàn)不可逆損傷。