急性草甘膦除草剂中毒患者临床特征分析

急性草甘膦除草剂中毒患者有逐年增多的趋势,一般病情较轻、预后较好,中老年人、直接口服、中毒剂量高和入院24 h内NEUT%高的患者病情更重,严重中毒更易引起实验室指标变化。

        草甘膦(glyphosate,GLY)于1972年上市,是一种在全球广泛使用的非选择性除草剂,其商业配方称为草甘膦基除草剂(glyphosate-based herbicides,GBHs)。草甘膦对人体低毒性,但中毒后仍有部分患者出现血流动力学障碍、血管内弥散性凝血、心源性休克、呼吸心搏停止、多器官衰竭,甚至死亡[1]韩国、日本等国家和地区汇总数据显示急性GBHs中毒病死率为7.7%[2],扬州大学附属医院报道的2014—2019年收治的40例急性GBHs中毒病死率为17.5%[3]目前急性GBHs中毒的治疗没有特效解毒剂和诊疗指南,国内外尚缺乏GBHs急性中毒的流行病学研究。本研究通过对郑州大学第一附属医院急性GBHs中毒患者临床资料的回顾性研究,分析其流行病学特征,探讨不同严重程度急性GBHs中毒临床特征的差异,以提高对其认识,进而改善治疗水平及预后。

1 资料与方法

1.1 研究对象

回顾性分析郑州大学第一附属医院2014年1月至2020年12月收治的急性GBHs中毒患者的临床资料。纳入标准:①明确有GBHs暴露史的急性中毒患者;②中毒后72 h内至本院就诊。排除标准:①明确病史提供有≥2种毒物中毒或毒物检测含有其他毒物成分;②中毒后至本院就诊超过72 h;③临床资料缺失;④一次中毒多次住院;⑤既往可引起心肝肾等脏器功能损害的疾病,如慢性肾病、冠心病、心功能不全、病毒性肝炎等。本研究严格遵循《赫尔辛基宣言》中人体医学研究的伦理原则,经医院伦理委员会批准(审批号:2021-KY-0048-001)。

1.2 研究方法

收集患者的临床资料,包括性别、年龄、职业、中毒日期、接触时间、GBHs中毒剂量、中毒原因、中毒途径、临床表现、住院期间实验室检查结果、治疗方式、住院时间、预后等,并根据2016年《急性中毒诊断与治疗中国专家共识》的中毒严重程度评分标准进行病情分级(分为无症状、轻度、中度、重度、死亡)[4],以住院期间最高病情分级为最终病情分级,根据病情分级结果,无症状和轻度纳入轻症组,中度、重度和死亡纳入严重组,分析急性GBHs中毒患者的临床特征,探讨不同中毒程度的差异。

1.3 统计学方法

采用SPSS 26.0统计软件进行分析,采用Kolmogorov-Smirnov法对计量资料进行正态性检验,正态分布以均数±标准差(x±s)表示,采用独立样本t检验;非正态分布以中位数(四分位数)[MQ1Q3)]表示,采用Mann-Whitney U检验。计数资料以例数(百分比)表示,采用χ2检验或Fisher精确检验。以P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2014年1月至2020年12月共收治急性GBHs中毒103例,按照排除标准筛选后最终纳入83例患者。其中无症状14例(16.9),轻度中毒47例(56.6%),中度中毒17例(20.5%),重度中毒5例(6.0%),死亡0例(0%)。无症状与轻度中毒者纳入轻症组,共61例;中度、重度中毒及死亡者纳入严重组,共22例(图 1)。

急性草甘膦除草剂中毒患者临床特征分析2.1 急性GBHs中毒患者总体分布特征

急性GBHs中毒患者数量呈逐年增多趋势,2016年以后明显增多(图 2A),2019年最多。中毒患者的月份分布呈季节性差异,多集中于春夏季节(4月~8月),且6月份(16例)明显较高(图 2B)。

急性草甘膦除草剂中毒患者临床特征分析

2.2 急性GBHs中毒患者一般特征

纳入的83例患者均存活,其中男性33例(39.8%),年龄跨度为1~83岁,平均年龄39岁,中毒高峰年龄段为20~29岁(26.5%),其次为40~49岁(21.7%),如图 3所示。严重组平均年龄为51岁,明显高于轻症组平均年龄35岁,差异具有统计学意义(P < 0.05);两组患者性别的差异无统计学意义(P > 0.05)(表 1)。

急性草甘膦除草剂中毒患者临床特征分析

急性GBHs中毒患者多为农民(71.1%)。中毒原因主要为自杀(71.1%),其中20~29岁有90.9%为自杀,0~9岁均因意外接触引起。中毒途径以直接口服为主[69例(83.1%)],其他包括间接误食喷洒GBHs后食物者8例,皮肤黏膜接触4例,呼吸道接触2例(表 1)。直接口服中毒患者中,3例儿童中毒剂量不详,其余中毒剂量为5~400 mL。口服剂量≤50 mL患者中,15.4%发生严重中毒;口服剂量≥200 mL患者中,66.7%发生严重中毒。

急性草甘膦除草剂中毒患者临床特征分析

两组患者中毒原因和中毒途径存在显著差异,相较于轻症组,严重组因自杀中毒和直接口服中毒者占比更高(P < 0.05);严重组中毒剂量显著高于轻症组中毒剂量,差异有统计学意义(P < 0.05);在职业方面,两组间差异无统计学意义(P > 0.05)。与轻症组相比,严重组住院时间更长(P < 0.05),而到达本院时间的差异无统计学意义(P > 0.05);严重组有2例合并消化道烧伤后遗症,两组患者后遗症的差异无统计学意义(P > 0.05)(表 1)。

患者中毒后84.3%接受洗胃治疗,开始洗胃时间为中毒后10 min~12 h;13.3%接受激素治疗;22.9%接受血液灌流(hemoperfusion, HP)治疗,其中1例同时接受连续肾脏替代治疗;7.2%接受复能剂或抗胆碱能治疗。两组患者HP治疗差异有统计学意义(P < 0.05),严重组HP治疗率明显高于较轻症组;两组洗胃及激素治疗的差异均无统计学意义(P > 0.05),但严重组激素治疗率高于轻症组(22.73%和7.27%)(表 1)。

2.3 急性GBHs中毒患者临床表现

急性GBHs中毒患者临床症状以消化系统症状(71.1%)常见,其他系统症状发生率低。与轻症组相比,严重组消化系统症状的发生率更高,且差异有统计学意义(P < 0.05)。有7例患者继发呼吸道感染或合并肺部炎性改变。两组患者相比,神经、呼吸、心血管和泌尿系统症状发生率的差异均无统计学意义(P > 0.05)(表 2)。

急性草甘膦除草剂中毒患者临床特征分析

2.4 急性GBHs中毒患者的实验室检查

中毒后常见实验室检查异常(与参考值相比)为白细胞计数(white blood cell count, WBC)、中性粒细胞百分比(neutrophil percentage, NEUT%)、D二聚体(D-dimer, D-D)升高和血红蛋白(hemoglobin, Hb)、血钾(serum potassium, K+)降低。肝功能异常发生率较低,可表现为谷丙转氨酶(glutamic-pyruvic transaminase, ALT)、谷草转氨酶(glutamic-oxalacetic transaminase, AST)、总胆红素(total bilirubin, TBIL)、间接胆红素(indirect bilirubin, IBIL)升高和血清胆碱酯酶(cholinesterase, CHE)降低。血清肌酐均无升高,少数患者出现血钙(serum calcium, Ca2+)、肌酸激酶(creatine kinase, CK)、纤维蛋白原(fibrinogen, FIB)降低和肌酸激酶同工酶(creatine kinase-MB, CK-MB)、乳酸脱氢酶(lactic dehydrogenase, LDH)、凝血酶原时间(prothrombin time, PT)、活化部分凝血活酶时间(activated partial thromboplastin time, APTT)升高。严重组WBC、NEUT%、AST、PT、D-D升高和K+降低的发生率高于轻症组,差异有统计学意义(P < 0.05)(表 3)。

严重组入院24 h内NEUT%更高[(73.2±12.8)% vs.(83.4±10.4)%]、K+和Ca2+更低[(3.9±0.5)mmol/L vs.(3.6±0.6)mmol/L;(2.3±0.1)mmol/L vs.(2.2±0.2)mmol/L],差异均有统计学意义(P < 0.05)。两组患者入院24 h内其他实验室指标的差异无统计学意义(P > 0.05)(表 4)。39例患者行动脉血气分析,其中9例低氧血症、3例代谢性酸中毒、15例碱中毒(代谢性碱中毒7例、呼吸性碱中毒5例、混合型碱中毒3例)。

急性草甘膦除草剂中毒患者临床特征分析

3 讨论

本研究回顾性分析急性GBHs中毒发生的年度、季节及年龄分布情况,并比较急性GBHs中毒轻症组和严重组患者的临床资料,发现急性GBHs中毒患者一般病情轻,临床表现以消化系统症状为主,严重中毒者年龄大、中毒剂量高、住院时间长,入院24 h内NEUT%高,其实验室指标异常发生率高等。应尽早识别严重急性GBHs中毒患者,对年龄大、中毒剂量高和入院24 h内NEUT%高的患者予以更加积极治疗。

GBHs是世界范围内使用最广泛的除草剂,本研究发现急性GBHs中毒数量于2016年呈爆发式增加,且呈逐年增多趋势,这一现象可能与我国推广抗GLY转基因作物和2016年开始禁用百草枯有关,GBHs的需求量因此持续增加[5]。此外,结果提示急性GBHs中毒的发生具有季节性,多发生于春夏(以6月为著),考虑此阶段为农忙季节,接触GBHs机会更多,因此加强农村地区在生产生活中对GBHs毒性的认识是有必要的。另外,发生急性GBHs中毒的年龄分布有20~29岁和40~49岁两个高峰,其中20~29岁患者均为经口服中毒,且90.9%为自杀,精神心理因素可能是该年龄段发病率高的主要原因。Roberts等[2]和Talbot等[6]发现年龄越大,急性GBHs中毒死亡的可能性越大,我们的研究提示随着年龄增大,严重中毒发生率明显增加,这与前者的研究结果基本一致。

本研究中急性GBHs中毒大多数病情较轻、预后好,病死率为0%,既往文献报道急性GBHs中毒病死率0%~29.3%不等[7]。既往研究提示GBHs毒性最可能与其佐剂中的表面活性剂有关[89],因此不同研究的病死率差异可能是由于不同国家品牌GBHs的配方不同,其佐剂成分存在差异,从而引起GBHs中毒死亡率的区域差异。本研究中严重组均为直接口服,随着中毒剂量的增多,严重中毒的发生率增加,中毒剂量与病情严重程度呈正相关关系,既往的研究也证实了这种剂量-效应关系[210]。但本研究发现摄入剂量≥200 mL时,严重中毒的发生率仅为66.7%,中毒剂量与病情程度并不完全匹配,这可能与中毒剂量多为患者或家属估计而不完全可靠有关。除此之外,虽然本研究显示两组患者性别差异无统计学意义,但Turkmen等[11]在动物模型中发现雌性大鼠在摄入草甘膦异丙胺盐24 h和48 h后半数致死量均低于雄性大鼠,这提示性别也可能影响中毒严重程度,可在以后的临床研究中进一步分析。

急性GBHs中毒临床表现以消化系统症状为主,多为轻度消化道刺激症状,这些症状通常具有自限性[26]。消化道损伤严重者可出现呕血、喉损伤,甚至食管瘘、消化道狭窄等,曾有GBHs中毒后出现喉气管支气管炎、幽门狭窄的报道[712]。本研究发现无论轻症组还是重症组,均以消化系统症状为主,与既往报道一致[23]。严重组较轻症组消化系统症状发生率更高,这可能与其摄入量大相关。由于部分恶心呕吐、腹痛腹泻等症状可能由洗胃、催吐、导泻治疗等引起,可能在一定程度上导致本研究中消化系统症状发生率增高。除消化系统症状外,急性GBHs中毒也可出现心、肺、肾、中枢神经损害等临床表现[313],本研究发现消化系统外的症状发生率在两组间虽然差异无统计学意义,但严重组发生率均较轻症组偏高,这是因为GBHs对胃肠道以外器官的影响也随着摄入量升高而增加[6],其中低血压、肺水肿或肺炎、少尿和意识水平改变等是严重中毒的标志[2]

本研究发现WBC、NEUT%升高是急性GBHs中毒主要的实验室检查变化,与多项研究结果相似[610]。其毒性机制可能与GBHs诱导炎症反应和氧化应激有关。值得注意的是,本研究发现Hb和K+降低的发生率同样较高,这可能与胃肠道症状发生率高相关,因为食欲减退、恶心呕吐、口腔黏膜炎等消化系统症状会干扰机体营养素摄入,可导致营养不良和内环境紊乱[414]。但有研究表明,Hb降低也可能与GBHs作用于红细胞可诱导溶血及巨幼红细胞性贫血[1516]有关。另外本研究观察到约30%患者中毒后D-D升高,严重中毒患者更常见,中毒后卧床诱导的血液高凝状态可能是主要原因。GBHs虽被归为有机磷类除草剂,但GBHs中毒后一般不影响ChE活性,因为GLY被认为是乙酰胆碱酯酶的弱抑制剂[1718]本研究发现严重组WBC、NEUT%、AST、PT升高和K+降低的发生率更高,提示中毒严重程度越高,GBHs诱导的毒性反应可能越严重;严重组患者入院24 h内NEUT%更高,提示该指标越高,发生严重中毒的可能性更大,应当尽早采取更为积极的治疗措施。尽管两组间入院24 h内血K+和Ca2+差异也有统计学意义,但因其较参考值波动小或在正常范围内,其对中毒严重程度的影响有待扩大样本量进一步探讨。

本研究也存在一定的局限性,首先,本研究是单中心,样本量较少,可能存在一定偏倚;其次,因为回顾性研究,患者临床资料有限,故未实现动态观察及治疗前后对比等更加全面的分析探讨;另外,本研究因难以回顾患者摄入GBHs的配方信息,未来将设计前瞻性研究关注GBHs中不同佐剂对人体急性和慢性毒性作用。

综上所述,急性GBHs中毒患者近年来逐渐增多,一般其病情较轻、预后较好。当患者年龄大、直接口服、中毒剂量高和入院24 h内NEUT%高时,更易发生严重中毒,引起实验室指标变化。临床工作中应识别严重中毒患者,并给予积极治疗。目前对急性GBHs中毒认识有限,未来仍需要进一步研究。

补充

1、病情分析:草甘膦为非选择性广谱低毒除草剂,可通过皮肤或口服吸收而中毒。

2、草甘膦引起人体中毒的机制不明,可能与细胞能量代谢有关,导致细胞缺乏能量后坏死,产生一系列组织损伤和功能衰竭综合征

3、中毒后要尽快积极去污

4、如皮肤接触吸收,需脱去衣服,用大量清水冲洗。

5、如果是口服,要选择催吐或洗胃、导泻等方式,尽快清除毒物。(洗胃宜温和,注意消化道损伤穿孔)

6、其次是大量补液、利尿、对症支持治疗。

7、治疗应侧重于控制危及生命的毒性作用,如吸入性肺炎、肺水肿、呼吸衰竭、休克和昏迷。

8、草甘膦属于非有机磷农药,没有特效解毒剂

9、胆碱酯酶低者可给予小剂量阿托品对症治疗,中毒严重者可进行血液透析,早期清除毒物。

本文荟萃自中华急诊医学杂志 ,只做学术交流学习使用,不做为临床指导,本文观点不代表数字重症立场。

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