李 奇,錢 進,黃琪鋒,鄧 堂,李麗華,汪航飛,徐雙琴,吳欣欣,劉笑然,,3
(1.海南醫(yī)學(xué)院急診創(chuàng)傷學(xué)院,海南 ???571199;2.海南醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院急診科,海南 ???570102;3.海南醫(yī)學(xué)院急救與創(chuàng)傷研究教育部重點實驗室,海南 ???571199)
百草枯,即1,1-二甲基-4,4 一聯(lián)吡啶陽離子鹽,無色粉末,一種非選擇性高效除草劑,易溶于水,非揮發(fā)性,在酸性及中性溶液中穩(wěn)定,pH 大于7 時常解離[1]。其在消化道吸收少,經(jīng)胃腸道吸收后2~4 h 血藥濃度達到高峰,24 h 濃度下降;在肝臟中很少降解,大多以原型經(jīng)腸道排泄,少量經(jīng)腎臟排泄。人體口服致死量為30~40 mg/kg,20%百草枯溶液5~15 mL。近年,對百草枯中毒的研究雖然已有較深的認識,但由于中毒后涉及多器官(肺、肝、心、腎、腦、胃腸等)過度炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激、自由基損傷[2],多通路復(fù)雜調(diào)控網(wǎng)絡(luò),中毒者死亡率居高不下,目前仍沒有特效解毒藥物。本文總結(jié)百草枯中毒后涉及主要相關(guān)傳導(dǎo)通路和靶點阻斷劑的相關(guān)文獻,為研發(fā)百草枯中毒解毒藥提供理論依據(jù)。
百草枯經(jīng)消化道吸收入血液循環(huán),激活中性粒細胞、CD4+、T 淋巴細胞、單核巨噬細胞、血管內(nèi)皮細胞等,并釋放血管活性物質(zhì):如IL-1,可促進T、B淋巴細胞增值和分泌;IL-6、IL-8 促進B 淋巴細胞的活化,促進免疫復(fù)合物形成[3];IL-17 參與免疫損傷促進急性炎癥反應(yīng);TNF-α 激活中性粒細胞,產(chǎn)生自由基引起炎癥連鎖反應(yīng)。百草枯也可激活血小板衍生生長因子、IGF-1、NK-b、結(jié)締組織生長因子(connective tissue growth factor, CTGF)[4](促 進 細胞外基質(zhì)形成),血栓素A2和膠原酶、組織胺、白三烯、前列腺素等;這些活性物質(zhì)和酶能使肺微血管內(nèi)皮細胞、基底膜屏障結(jié)構(gòu)損傷,通透性增加,炎性物質(zhì)大量滲出,導(dǎo)致組織變性、壞死和纖維化。IL-4、IL-10 等抗炎因子的相對不足也是損傷嚴重的原因之一。
百草枯吸收進入血液,在濃度梯度壓作用下使大量百草枯從肺微循環(huán)內(nèi)透過單層血管內(nèi)皮細胞和/或基底膜滲入間質(zhì)。肺泡上皮細胞膜存在聚胺類物質(zhì)轉(zhuǎn)運體,由于百草枯與內(nèi)源性聚胺的結(jié)構(gòu)相似,因此被肺泡上皮細胞膜轉(zhuǎn)運蛋白主動轉(zhuǎn)運入胞內(nèi)(百草枯高濃度時也有彌散),其胞內(nèi)濃度高于血漿幾十倍[5]。在線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等細胞器內(nèi)還原酶系作用下,發(fā)生氧化應(yīng)激,生成自由基,致膜結(jié)構(gòu)損傷,并使細胞代謝障礙[6]。受損細胞又加速炎細胞的趨化、聚集、釋放、吞噬過程,進一步加重炎性損傷。同時肺泡腔表面活性物質(zhì)生成障礙,致向心力增加,使血漿或血細胞滲入肺泡腔內(nèi),影響氣血交換[7],造成肺泡塌陷,甚者發(fā)生肺不張,繼發(fā)急性呼吸窘迫綜合征(adult respiratory distress syndrome,ARDS)[8]。百草枯中毒致肺損傷相關(guān)炎癥分子機制主要涉及以下通路:
1.1.1 NF-κB 信號通路 NF-κB 屬核轉(zhuǎn)錄因子[9],正常時與抑制蛋白(IkB)結(jié)合于失活狀態(tài),易受多病原組分激活,對氧化還原反應(yīng)敏感,是多個調(diào)節(jié)通路如p38、TRAF-IKK、PI3K、p65 等的共同樞紐部分。在百草枯中毒誘導(dǎo)的基因表達中,通過與相應(yīng)基因位點結(jié)合調(diào)控基因表達。對急性期反應(yīng)蛋白、細胞因子、細胞黏附分子等有調(diào)控作用[10]。參與免疫、炎癥反應(yīng)、增殖,纖維化、細胞凋亡等多種生物學(xué)過程。百草枯有較強免疫致病性,激活大量炎細胞,通過多途徑使κB 磷酸化,泛素化降解,解離NF-Kb/Rel 復(fù)合體,進一步翻譯后修飾激活,入核,促進TNF-α,IL-1、趨化因子的基因轉(zhuǎn)錄,引起多種下游炎性因子的過表達并釋放,使更多炎癥細胞的激活,形成正反饋級聯(lián)放大效應(yīng);并促進自由基產(chǎn)生;加重組織炎性損傷和肺纖維化。有學(xué)者等敲除血管生成素樣蛋白2 能減弱NF-κB 的表達量,減輕炎癥發(fā)生[11]。相關(guān)實驗證實了NF-κB 信號通路在百草枯中毒起到上調(diào)炎癥反應(yīng)的作用。
1.1.2 p38 MAPK 信號通路 絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)能 被 理化、生物等因素激活。MAPKKK 磷酸化激活MKK3/6,后者激活p38 MAPK,而后者調(diào)節(jié)HSP-27、MAPKAPK-2(MK2)、MAPKAPK-3、轉(zhuǎn)錄因子Stat1、Max/Myc 復(fù)合體、MEF-2、Elk-1 和ATF-2 表達水平,共同調(diào)節(jié)細胞增殖、分化、對環(huán)境的應(yīng)激適應(yīng)能力、炎癥反應(yīng)等多種重要的細胞生理或病理過程[12]。在百草枯引起的肺損傷中,p38 MAPK 信號通路參與細胞應(yīng)激反應(yīng)、炎癥反應(yīng)、死亡等多種過程。有實驗證明此通路的蛋白p38 MAPK 在百草枯中毒肺損傷中表達明顯增高,應(yīng)用抑制劑后上述因子表達減少[13]。百草枯中毒ERK/MAPK 通路也引起組織血管通透性增加,炎細胞浸潤和凋亡增加[14]。JNK 屬 于p38 MAPK 信 號 通 路 的 分 支 通 路下游分子,主要于核內(nèi)調(diào)節(jié)細胞凋亡,也參與百草枯中毒的應(yīng)激反應(yīng)和凋亡的發(fā)生發(fā)展。
1.1.3 Wnt/β-catenin 信號通路 Wnt 存在于多種真核細胞,實驗證實Wnt 在百草枯中毒肺纖維化形成中起重要作用。Wnt 與膜受體結(jié)合活化下游蛋白β-catenin[15],并入核調(diào)控基因表達,使MMP、TGF-β等生成增加,導(dǎo)致肺上皮細胞發(fā)生間質(zhì)轉(zhuǎn)化,促進纖維化的形成。阻斷Wnt/β-catenin 信號通路能部分抑制百草枯誘導(dǎo)的上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化,這也證實其在百草枯致肺纖維化發(fā)生發(fā)展中起著重要的調(diào)控作用。但仍有其它因子共同參與纖維化過程,如缺氧誘導(dǎo)因子(HIF-1α)和結(jié)締組織生長因子(CTGF)、TGF-β 等。黃 晶 等[16]實 驗 證 實IL-1β、β-catenin、TGF-β1和MMP-2 等細胞因子在百草枯中毒纖維化形成中表達水平顯著升高。 初步證實百草枯中毒后Wnt 信號通路被激活并參與肺纖維化過程。
1.1.4 JAK-Stat 信號通路 JAK 屬非受體酪氨酸激酶家族,發(fā)現(xiàn)四個成員,JAK 的底物為Stat。在百草枯中毒時,致炎因子白介素家族、干擾素、集落刺激因子(CSF)與受體結(jié)合,后者為單次跨膜蛋白,本身不具有酶活性,與配體結(jié)合后發(fā)生二聚化而激活,連接并激活胞內(nèi)酪氨酸蛋白激酶,后者使Stat 磷酸化修飾,并形成二聚體,激活下游基因,血小板源性生長因子(platelet-derived growth factor,PDGF)暴露出入核信號;Stat 可直接入核,調(diào)節(jié)相應(yīng)基因表達[17]。此通路主要參與細胞的增殖、分化、凋亡以及免疫調(diào)節(jié)等許多重要的生物學(xué)過程,能引起多種細胞因子如PI3K、Ras 廣泛激活和相關(guān)基因的表達增高,引起炎癥和后期纖維化修復(fù)。在百草枯中毒肺損傷機制中此通路起到關(guān)鍵作用。使用JAKS 的特異性阻斷劑AG490 阻斷JAK/Stat 信號轉(zhuǎn)導(dǎo),其下游基因PDGF、Stat1的表達減少,肺損傷的程度亦明顯減輕,從而提示JAK/STAT 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路參與百草枯所致肺損傷[18]。對這些阻斷劑的研究成為百草枯中毒治療研究的熱點。
1.1.5 Toll 樣受體(toll-like receptors,TLRs)信號通路 TLRs 是保守的模式受體(PRRs),最初在果蠅中發(fā)現(xiàn),后在哺乳動物細胞表面發(fā)現(xiàn)的跨膜蛋白,參與部分胚胎發(fā)育和形成,多與先天免疫相關(guān)。這些膜分子能識別侵入機體的病原微生物或百草枯,經(jīng)過配體結(jié)合下游接頭蛋白MyD88,磷酸化IRAK、IKK 信號復(fù)合體,致JNK、P38 MAPK、NFκB 活化[19],引起連鎖反應(yīng),使免疫應(yīng)答分子的表達上調(diào),導(dǎo)致炎癥反應(yīng)。另外,百草枯引起的氧化應(yīng)激和自由基損傷間接活化肺上皮細胞膜的TLR-4以及下游IRAK-4、TRAF-6,使得肺部炎癥反應(yīng)加重。在百草枯的大鼠動物實驗中也證實TLR-4 的表達量增高[20]。
1.1.6 TGF-β1/Smad 通路 TGF-β1在多數(shù)細胞內(nèi)合成,參與了機體胚胎分化、發(fā)育成熟和凋亡等許多調(diào)控過程,對這些過程相互之間動態(tài)平衡的維持有重要作用。百草枯中毒時,大量炎癥因子包括TGF-F、Wnt 與受體結(jié)合,招募并磷酸化下游分子,調(diào) 控Smad 蛋 白 家 族 或TAK-MKK-JNK、CBP/β-Catenin 等;前 者 與coSamd Samd4結(jié) 合,形 成RSamd/coSamd 復(fù)合體作為轉(zhuǎn)錄因子在細胞核內(nèi)聚集,引起下游連鎖反應(yīng),致肌成纖維細胞活化,細胞外基質(zhì)過度沉積,出現(xiàn)上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化,致肺纖維化,呼 吸 衰 竭[21]。另 外,Notch1因 子 也 通 過TGF-β1/Smad3通路參與上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化,導(dǎo)致成纖維細胞的分化,加速肺纖維化進程。氯沙坦是血管緊張素受體拮抗劑,能減輕百草枯引起的肺急性滲出和纖維化[22]。
1.1.7 cAMP/PKA 信號通路 在百草枯中毒時cAMP/PKA 信號通路也參與了細胞應(yīng)激,炎性損傷和代謝障礙。其為細胞內(nèi)經(jīng)典信號傳導(dǎo)途徑,由G 蛋白偶聯(lián)受體將信號首先傳至腺苷酸環(huán)化酶,它控制cAMP 的含量,cAMP 決定蛋白激酶A 的活性,后者使多數(shù)蛋白磷酸化,如受體、離子通道蛋白、轉(zhuǎn)錄因子等,由此調(diào)節(jié)細胞內(nèi)的生物活性反應(yīng)和平衡[23]。蛋白激酶是催化蛋白質(zhì)磷酸化過程的酶,在細胞中具有多種功能,包括調(diào)節(jié)糖原、糖和脂質(zhì)的代謝。百草枯中毒可使細胞內(nèi)cAMP 含量降低而使細胞的通透性增加,并使細胞代謝障礙。百草枯中毒后此通路cAMP 被表達下調(diào),促進了肺部炎癥的發(fā)生發(fā)展[24]。
1.1.8 PI3K-Akt 信號通路 該途徑可以被激素、生長因子和細胞外基質(zhì)等成份激活。Akt 途徑被PI3K誘導(dǎo)激活,PI3K 繼而激活了mTOR 途徑[25]。Akt 為絲氨酸/蘇氨酸激酶,參與細胞增殖、葡萄糖代謝、細胞存活、細胞周期、蛋白質(zhì)合成,并通過調(diào)節(jié)下游分子,在血管生成中起調(diào)節(jié)作用。還通過與許多參與細胞周期的蛋白質(zhì)相互作用而參與細胞增殖。此通路的激活增加IL-1、TNF-α 表達,并參與百草枯中毒致肺纖維化,降低超氧化物歧化酶含量,具體機制仍需進一步研究[26,27]。
1.1.9 HMGB1-TLR4-IL-23-IL-17A 信 號 通 路HMGB1是染色質(zhì)結(jié)合蛋白,由壞死細胞或炎性細胞合成釋放,作用于輔助性T 細胞、γδT 細胞、NKT細 胞、中 性 粒 細 胞、CD4+T 細 胞,并 與 膜 上toll 樣 受體TLR2、TLR4、TLR9和高級糖基化終產(chǎn)物受體結(jié)合,活化IL-23,促使IL-17A 的生成,導(dǎo)致中性粒細胞和其他免疫細胞向感染部位的聚集。往往在急性炎癥細胞(中性粒細胞)高峰后HMGB1表達明顯升高,加重組織炎性反應(yīng)[28]。除百草枯中毒肺損傷外,此通路炎癥調(diào)控軸也常見于其它多種因素致肺損傷。
1.1.10 Keap1-p65-Nrf2信號通路 百草枯中毒使細胞內(nèi)發(fā)生氧化應(yīng)激,活性氧自由基增多,導(dǎo)致Keap1和Nrf2的復(fù)合物構(gòu)象改變并使后者磷酸化激活,導(dǎo)致Nrf2解離入胞核,與ARE 結(jié)合啟動抗氧化因子基因復(fù)制轉(zhuǎn)錄或抗凋亡蛋白的表達[29]。也可通過其它通路PI3K-AKt 被激活。有實驗表明,低濃度的百草枯中毒增加Nrf2、p65 濃度;高濃度百草枯中毒降低兩者生成,促進損傷和纖維化。
1.1.11 miR-141-3p-Notch-Nrf2信號通路 miRNA為一段非編碼RNA,調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄,減少下游蛋白HMGB1、Notch1表達,減少炎癥。Notch 受體為跨膜蛋白,激活后調(diào)節(jié)一些基因Myc、p21 表達,與血管增生、分化和發(fā)育有關(guān)。Nrf2是減輕氧化應(yīng)激的主要因子,Notch-Hesr-Nrf2是抗氧化調(diào)控通路[30];已用基因敲除或RNA 干擾實驗證實。百草枯中毒能使miR-141-3p 增多而抑制Notch1-Nrft2的表達,從而減少其對肺損傷的保護,加重肺損傷[31]。
1.1.12 PI3K/Akt/mTOR 信號通路 雷帕霉素靶蛋白(mTOR)屬于絲氨酸或蘇氨酸激酶,其與相應(yīng)生長因子、GTP 酶復(fù)合物等結(jié)合使底物磷酸化以調(diào)節(jié)代謝,調(diào)控細胞生長增值。其上游有PI3K/Akt、Ras、p53 等蛋白通過不同的通路調(diào)控。百草枯中毒能抑制該信號通路的調(diào)節(jié),使氧化應(yīng)激增加,增強肺纖維化的形成。西羅莫司為mTOR 抑制劑,能降低炎癥、抑制增殖和抑制血管生成作用,能減輕百草枯中毒導(dǎo)致的炎癥;能抑制NF-κB、Wnt/β 連環(huán)蛋白信號通路,激活Nrf2信號通路減輕炎癥和肺纖維化。尼達尼布為酪氨酸激酶抑制劑,靶向生長因子受體、成纖維細胞生長因子受體、血管內(nèi)皮生長因子受體,阻斷下游信號,減輕肺纖維化[32]。
1.1.13 NLRP3-ASC-caspase-1 信號通路 NLRP3是炎癥小體,由NLRP 和銜接蛋白組成,后者是凋亡相關(guān)的斑點樣蛋白,含有caspase-1 激活域,在百草枯引起肺損傷中表達增多,并引起IL-1β 和IL-18分泌增高,TLR4或TNFR 、NF-κB 激活,導(dǎo)致炎癥放大反應(yīng)[33]。用炎癥小體阻斷劑格列苯脲能減輕肺泡滲出。
1.1.14 TLR9/MyD88/JNK 信號通路 病原相關(guān)分子,如LPS、mtDNA 等,被肺泡毛細血管內(nèi)皮細胞膜TLR9受體識別并激活下游蛋白髓樣分子(MyD88),磷酸化IL 相關(guān)激酶IRAK、IκB、JNK,導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄因子活化,合成大量炎癥介質(zhì),致肺泡水腫[34]。在百草枯中毒,實驗證實用JNK 等通路分子抑制劑(如SP600125),TLR9抑制劑(ODN2088),基因沉默(siRNA 轉(zhuǎn)染),或基因敲除動物模型[35]證明此通路介導(dǎo)百草枯引起的肺泡炎癥損傷。
1.1.15 Rho/ROCK 信號通路 Rho 是鳥苷酸結(jié)合蛋白,有GTP 活性,為Ras 亞家族成員,對細胞遷移、增值、轉(zhuǎn)錄有重要作用。ROCK 為絲氨酸-蘇氨酸激酶,其結(jié)構(gòu)改變激活可磷酸化底物,參與炎癥和自身免疫疾病,與NF-κB 激活有關(guān)。CTGF 為結(jié)締組織生長因子,正常組織少量表達,主要作用于間充質(zhì)細胞,促進組織纖維化,也參與TGF-β1通路調(diào)節(jié)。在百草枯中毒時,Rho/ROCK 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路參與CTGF 引起組織纖維化過程[36]。選擇性阻斷劑法舒地爾可阻斷CTGF 引起的纖維化程度。
補體是一種血清蛋白,具有酶活性,存在于人和脊椎動物血清及組織液中,不耐熱,主要通過3 條的途徑被激活,可介導(dǎo)免疫應(yīng)答和炎癥反應(yīng)[37]。百草枯中毒激活炎癥細胞,釋放炎癥因子,繼而激活補體系統(tǒng),又正反饋使炎癥細胞活化和釋放;如發(fā)揮調(diào)理吞噬、裂解細胞、介導(dǎo)炎癥、清除免疫復(fù)合物等多種生物學(xué)效應(yīng)。具體包括激活中性粒細胞并增強吞噬作用和趨化性;增加血管的通透性;中和病毒;細胞溶解作用;免疫調(diào)節(jié)作用。百草枯中毒早期激活的補體系統(tǒng)又促進炎癥細胞的激活,增強炎癥因子白介素、干擾素、腫瘤壞死因子、膠原蛋白酶、水解酶、金屬蛋白酶、組織胺,凝血因子等過度釋放,引起炎癥因子風(fēng)暴、彌散性血管內(nèi)凝血,加重組織損傷[38]。用C3抑制劑或C5a抗體能有效的減輕百草枯中毒致肺部炎癥反應(yīng)[39]。對這些關(guān)鍵因子的靶向阻斷的研究是目前減輕肺炎癥損傷的新方向。
自由基即“游離基”,化合物或分子在光熱、紫外線等條件下,共價鍵發(fā)生斷裂而生成。具有不成對電子的原子或基團,具有強氧化性如氫原子(H·)、羥自由基(·OH)、活性氧ROS[40]。百草枯被肺上皮細胞聚胺轉(zhuǎn)運體主動轉(zhuǎn)運胞內(nèi),在還原型輔酶Ⅱ(NADPH)作用下生成PQ2+,后者與O2反應(yīng)生成PQ+和O2-。O2-被活化后,在超氧化物歧化酶(SOD)、細胞色素P450單加氧酶、黃嘌呤氧化酶、線粒體電子轉(zhuǎn)移酶、還原型谷胱甘肽、一氧化氮合酶等作用下生成過氧化氫(H2O2)、后者在Fe 還原劑等作用下生成.OH,最終生成毒性更大的羥自由基[41],有更強的氧化性。PQ+再與還原型輔酶Ⅱ反應(yīng)生成PQ2+,重復(fù)循環(huán),導(dǎo)致生成更多自由基[42],還原酶系減少,氧化還原平衡紊亂[43]。這些自由基能和外周單電子的組織化學(xué)基團如不飽和脂肪酸和磷脂、脫氧核糖核酸等以共價鍵或離子鍵交聯(lián)聚合,損傷膜結(jié)構(gòu)和功能,發(fā)生脂質(zhì)過氧化,并致線粒體腫脹、膜破裂,ATP 合成減少,細胞內(nèi)還原酶系消耗,物質(zhì)代謝系統(tǒng)障礙,甚至影響DNA 復(fù)制,轉(zhuǎn)錄和蛋白表達。最終導(dǎo)致細胞水腫,加重炎癥反應(yīng),細胞凋亡、核碎裂死亡[44]。用抗氧化劑N-乙酰半胱氨酸、Vit D、依達拉奉、Vit E、超氧化物歧化酶、氨磷汀等可減少自由基和抗脂質(zhì)過氧化[45]。
百草枯進入細胞引起炎癥反應(yīng),脂質(zhì)過氧化,氧化還原反應(yīng)失衡,自由基產(chǎn)生,使組織細胞膜結(jié)構(gòu)損傷,導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體等膜水腫,通透性增加,鈣內(nèi)流,鈣庫釋放,細胞內(nèi)鈣濃度增加[46]。影響細胞多種代謝過程、膜功能。除加重上述損傷過程外,ATP 合成減少,使細胞膜的離子、物質(zhì)交換障礙進一步加重,影響細胞內(nèi)酶活性和功能,影響細胞電活動和骨架結(jié)構(gòu),微管結(jié)構(gòu),影響細胞器如線粒體呼吸鏈,高爾基體復(fù)合體結(jié)構(gòu),DNA 結(jié)構(gòu)功能等。并影響精氨酸代謝,促進NO 及過氧亞硝基的形成,氧化氨基酸、核苷酸、多肽,加重細胞不可逆損傷[47]。有實驗證明用螯合劑乙二胺四乙酸后細胞內(nèi)鈣降低,損傷減輕。
傳統(tǒng)治療仍然是搶救百草枯中毒成功的關(guān)鍵之一,對重癥中毒患者強調(diào)綜合治療。促進毒物排泄,盡早多次充分洗胃直至洗胃液連續(xù)幾天檢測陰性;盡早徹底通便減輕腸麻痹再行吸附劑(藥用炭)加瀉藥(大黃)高滲透壓瀉藥(20%甘露醇)行全消化道清洗,并使洗出液連續(xù)檢測百草枯陰性。同時靜脈營養(yǎng)支持。在消化道清洗時要用弱堿性液促進百草枯分解[48]。與此同時,對已吸收的百草枯要盡早血液灌流加透析或血漿置換清除。呼吸衰竭盡早PEEP、體外膜氧合治療等[49]。一些通路靶點抗體或阻斷劑(普萘洛爾、法舒地爾、西羅莫司等)的應(yīng)用和還原劑的應(yīng)用可減輕細胞損傷。心理治療也不容忽視。
百草枯中毒的損傷機制復(fù)雜,涉及多系統(tǒng)多通路參與。主要表現(xiàn)以上幾大方面,首先百草枯進入循環(huán)后造成大量炎癥細胞和炎癥因子過度釋放,補體激活,多通路網(wǎng)絡(luò)的正反饋放大效應(yīng),炎癥因子風(fēng)暴,多臟器急性炎癥反應(yīng)損傷;百草枯進入細胞后引起氧化還原失衡、自由基損傷,脂質(zhì)過氧化膜系統(tǒng)損傷,代謝紊亂,DNA 損傷,鈣超載等形成惡性循環(huán)。另外還涉及一氧化氮損傷;細胞凋亡;小凹蛋白激活引起損傷;Notch1通路等導(dǎo)致肺發(fā)生上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化,肺纖維化形成;mTOR 蛋白激活等;這些機制相互作用引起中毒后多臟器的嚴重損害,出現(xiàn)較高的死亡率[50]。
本課題組前期研究一種強還原劑氫醌AH2QDS(anthrahydroquinone-2,6-disulfonate),體外實驗?zāi)芎桶俨菘萁Y(jié)合發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成沉淀,明顯降低反應(yīng)體系中百草枯濃度,并且能提高大鼠的生存率,但具體機制需要進一步研究,有望明顯提搞百草枯中毒患者的生存率。隨著分子生物學(xué),生物標記技術(shù),納米技術(shù),蛋白組學(xué),有機化學(xué)等多學(xué)科發(fā)展相互應(yīng)用,對這些中毒機制和通路功能的研究逐漸明了,通路靶點阻斷劑的研發(fā)開拓出解毒藥物新領(lǐng)域。膜聚胺類轉(zhuǎn)運體的結(jié)構(gòu)及阻斷劑的研究也是新的方向,如普萘洛爾與百草枯競爭聚胺類轉(zhuǎn)運體,是減少肺損傷的關(guān)鍵[51]。目前尚未發(fā)現(xiàn)特效的解毒藥,但針對一些重要相關(guān)炎癥因子(C3、C5a、TGF-β、Akt、JNK、p38mapk 等)的抑制劑或拮抗劑、抗體(百草枯抗體等)或干擾RNA,基因敲除的研究以及還原劑的研究應(yīng)用成為百草枯中毒治療研究新突破[52],加強多學(xué)科相關(guān)方面的合作研究,期望提高患者的生存率。