有机磷中毒与肠粘膜屏障功能损伤研究进展

摘要：急性有机磷农药中毒是一种严重的急性中毒症状，由于机体吸收有机磷农药引起，病情进展迅速，常伴有神志不清、呼吸衰竭和休克等严重症状。全球每年约有300万例中毒病例，导致22万人死亡，绝大多数发生在发展中国家，尤其是中国每年死亡人数高达17.5万。近年来的研究重点探讨了农药中毒与肠粘膜屏障功能受损的关系，为早期临床干预提供了新的见解，并为未来研究和干预措施提供了基础。

关键词：有机磷中毒；肠粘膜屏障功能；早期干预

急性有机磷农药中毒是临床常见的急危重症之一，由机体吸收有机磷农药所致，该病进展迅速，症状严重，病情变化较快，中毒者往往在数小时即可引发神志不清、呼吸衰竭、休克等，甚至多脏器功能损伤、脑水肿、中枢性呼吸衰竭，有较高的病死率[1]。全球每年约有300万例中毒病例，导致22万人死亡，其中绝大多数（99%）发生在发展中国家。

虽然之前的估计表明，农药中毒死亡人数约为220000人，但这些数字可能被低估了，因为最近的研究表明，实际死亡人数可能接近300000人。令人震惊的是，仅中国每年就有17.5万人死亡。必须采取有效措施，减少发展中国家农药中毒事件的数量，防止不必要的生命损失。

这项研究深入研究了近十年关于农药中毒的科学出版物，确定了近年来关于农药中毒和肠粘膜屏障功能受损的相关研究进展。为以后早期农药中毒肠粘膜屏障功能受损的临床介入提供有价值的见解，并帮助研究人员、政策制定者和其他利益相关者了解中国农药中毒的研究现状。研究结果还可以为制定研究议程、政策和干预措施提供信息，以解决该中国本土的农药中毒问题。此外，这项研究对研究中国农药中毒的研究人员和学者也具有参考价值。总的来说，这篇研究进展可以为决策和政策制定提供循证信息，从而提高中国农药中毒的知识，并有助于改善公共卫生结果。在这篇综述文献中，根据PubMed、中华医学期刊全文数据库、知网数据库、万方数据库检索到的引用文献中的相关研究进行，探讨了农药中毒和肠粘膜屏障功能受损的相关性，以及影响急性有机磷中毒病理进程的原因，为深入理解有机磷中毒和肠粘膜屏障功能受损的关系，探讨个性化的有机磷中毒方案提供理论基础。

一．有机磷农药中毒和肠黏膜屏障功能受损具有显著关联

流行病学研究上农药中毒与肠粘膜屏障功能受损存在显著关联，部分学者认为有机磷中毒是肠粘膜屏障功能受损的独立危险因素。有机磷农药中毒仅占所有药物中毒的,故有机磷农药中毒与肠粘膜屏障功能受损的相关性研究较少。有学者发现在有机磷农药中毒的患者的肠粘膜涂片中组织病理学报告显示粘膜损伤，伴有炎症细胞浸润和结构损伤。它由中性粒细胞、浆细胞和淋巴细胞浸润组成，具有抗酸染色阴性的血管肉芽组织，且OP中毒病例中出现的胃肠道症状主要包括腹泻、胃痉挛和唾液分泌增加[2]。

尽管如此，也有一些病例报告了胃肠道出血。这可能表现为上消化道出血、延迟性结肠出血或多处小肠穿孔。在急性小肠穿孔的情况下，患者可能会在几天内死于这种疾病，产生这种结果与有机磷中毒导致的肠粘膜屏障功能受损存在密切相关Yan Zhang等对50例有机磷中毒的人进行一向前瞻性的研究，经过平均一周的随访和观察，选取健康对照组15例，其中例50例有机磷中毒患者均出现不同程度肠粘膜屏障功能受损Yan认为有机磷中毒后肠粘膜屏障功能受损主要与毒物对消化道黏膜的直接化学毒害作用有关，并且病程早期并未出现明显的肠粘膜血管损伤或者毛细血管渗漏的发生，因而在早期肠粘膜屏障功能受损的情况中，肠粘膜通透性大多正常。

二．肠粘膜屏障功能受损是MODS的起始环节

Shijing Wu1, Liangfang Yan等人认为[3]肠道微生物及其代谢产物可以诱导肠道和循环免疫细胞产生炎症介质，从而促进肠道内炎症过程。肠道屏障是内部环境与肠道微生物相互作用的最大表面，其完整性受到破坏，导致肠道微生物引发的中枢神经源性，肠源性等炎症反应，导致疾病发展。肠道屏障作为一个与身体接触的大型表面系统，在防御和保护方面发挥着重要作用。 肠道屏障是使肠道能够防止肠道中的有害物质穿过肠粘膜进入身体其他组织、器官和血液循环的结构和功能的总和。肠道屏障主要由微生物屏障、化学屏障、机械屏障和免疫屏障组成。它是一个协调的多层网络，保护宿主生理免受外部损伤，并调节肠道的吸收和分泌功能。如果肠道屏障受损，肠道中的各种抗原和有害物质会进入血液循环，导致器官损伤。   

三．肠道屏障的结构和功能免疫学观点

ChengJ等人提到肠道微生物屏障由各种微生物组成，包括拟杆菌、放线菌、曲霉菌和瘤胃球菌等。这些微生物以一定比例共存，并参与消化和吸收、胆汁酸代谢和免疫调节，以维持肠道稳态。肠道菌群及其代谢产物，主要是短链脂肪酸（SCFAs），通过调节细胞生长和分化、紧密连接蛋白表达和粘膜通透性，有助于维持肠上皮屏障的完整性。

肠道菌群组成的变化会导致肠上皮屏障的破坏和粘膜通透性的增加，导致细菌移位到粘膜并可能全身传播。肠道机械屏障主要由粘膜层的上皮细胞及其之间的细胞连接复合体组成。肠粘膜层的上皮包括吸收细胞、杯状细胞、内分泌细胞和Paneth细胞的亚群，它们通过细胞间连接复合体紧密结合在一起，以确保上皮屏障的完整性并调节肠道通透性。其中杯状细胞分泌大量糖基化的寡粘蛋白和SIgA在粘液层发挥作用；Paneth细胞产生抗微生物肽，这些肽分泌到粘液层中。有趣的是，来自肠道的SIgA浆细胞可以迁移到脑膜静脉窦并保护大脑。此外，Zhao等人[4]发现一种蛋白质翻译后修饰肠上皮细胞，特别是与邻甘糖苷键连接的N-乙酰葡糖胺修饰，在维持肠屏障方面发挥着至关重要的作用。

四．肠粘膜屏障的实验室检查

肠道通透性是肠道屏障功能的一个关键方面，是指溶质通过简单的黏膜薄膜。我们可以通过细胞旁或跨细胞途径追踪整个上皮的渗透性标志物来测量。细胞旁渗透性主要涉及紧密连接蛋白的检测和细胞旁探针的通过，而跨细胞渗透性主要关注细菌和HRP穿过粘膜的跨上皮通过。此外，血液中LPS的水平也可以指示肠道通透性的程度。除了评估肠道通透性外，粪便细菌分析还可以作为了解肠道功能变化的筛查工具。Hong BY等认为粪便细菌中16S基因的高通量测序分析越来越普遍，使研究人员能够研究疾病与肠道菌群之间的关系。尽管仍处于临床前阶段，但随着这项技术的进步并在临床环境中被广泛采用，它将大大有助于疾病筛查和我们对肠道菌群的理解。粪便移植涉及将粪便微生物群从健康个体转移到患者身上，是调节肠道菌群的最有效方法。存在各种粪便移植技术，例如使用留置鼻胃十二指肠管或粪便胶囊。粪便细菌移植已成功用于患者，正如Andrews等人对溃疡性结肠炎患者的治疗所证明的那样。然而，这种方法需要严格的粪便收集和细菌提取协议，以避免污染[5]，因此需要一个标准化的系统才能成功实施。伦理考虑在粪便移植的接受和应用中也发挥着重要作用。

五.有机磷中毒导致肠粘膜屏障受损与炎症因子的相关性

一项针对大鼠的试验提出了OP诱导肠道炎症变化的免疫学原因。他们重点研究了OP在肠道中诱导的氧化应激如何影响肠道细胞的基因表达。为了评估口服肽是否能诱导小肠氧化应激，测定了总超氧化物歧化酶（T-SOD）、丙二醛（MDA）、过氧化氢（H2O2）、谷胱甘肽（GSH）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）。在OP存在的情况下，抗氧化酶T-SOD、GSH和GSH-Px显著降低（p<0.05），而氧化应激因子如丙二醛（MDA）和H2O2显著增加（p<0.05）。然后，他们分析了IL1b、IL-6、TNFa、MAPK3、NF-kB和胱天蛋白酶-3的表达，发现这些炎症和凋亡相关的mRNA分子在OP处理的大鼠细胞中显著增加（p<0.05）。

该报告表明，肠粘膜屏障功能受损是一个细胞死亡和氧化应激引起的炎症过程。Parker[6]提出草甘膦可导致肠道通透性受损，部分原因是色氨酸减少。作为莽草酸途径的产物，色氨酸是肝脏中烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）的重要前体。然而，它也可以转化为犬尿氨酸并储存在巨噬细胞中，入侵发炎的肠道。另一种可能的机制是草甘膦暴露会耗尽肠道中的硫酸盐供应，导致炎症性肠病[7]。此外，草甘膦作为甘氨酸类似物，在蛋白质合成过程中可能被错误地掺入肽中。甘氨酸是最小的氨基酸，具有独特的特性，支持灵活性和锚定在质膜或细胞骨架上的能力，也是谷胱甘肽生物合成的底物，在抗氧化系统中发挥着重要作用。

六. 结论

肠道菌群失衡往往会破坏肠道屏障的完整性，导致全身慢性炎症反应增强和疾病发展恶化。尽管有许多研究探讨了疾病与肠道菌群或通透性之间的关系，但对有机磷农药中毒后肠道免疫屏障损伤仍知之甚少。有机磷农药中毒中毒通常与肠黏膜直接中毒相关性损伤有关，如消化道出血，便秘，消化功能不良，肠道痉挛等，这些疾病会对患者的生活质量产生负面影响，并使临床管理复杂化。严重的胃肠道功能障碍会加重有机磷中毒核心症状，并进一步降低患者的生活质量。

参考文献：

[1]张符林. 采用血液灌流治疗急性重度有机磷农药中毒的效果分析[J]. 中国药物与临床, 2021, 21(15): 2689-2691.

[2]Peter JV, Sudarsan TI, Moran JL. Clinical features of organophosphate poisoning: a review of different classification systems and approaches.Indian J Crit Care Med. 2014;18:735–45

[3]Wu S, Yang L, Fu Y, Liao Z, Cai D, Liu Z. Intestinal Barrier Function and Neurodegenerative Disease. CNS Neurol Disord Drug Targets. 2023 Nov 24. doi: 10.2174/0118715273264097231116103948. Epub ahead of print. PMID: 38008941.

[4]Zhao M, Xiong X, Ren K, et al Deficiency in intestinal epithelial O‐GlcNAcylation predisposes to gut inflammation. EMBO Mol Med 2018; 10(8): e8736.http://dx.doi.org/10.15252/emmm.201708736 PMID: 29941542

[5]Schoultz I, Keita ÅV. The intestinal barrier and current techniques for the assessment of gut permeability. Cells 2020; 9(8): 1909.http://dx.doi.org/10.3390/cells9081909 PMID: 32824536

[6]Tang Q, Tang J, Ren X, Li C. Glyphosate exposure induces inflammatory responses in the small intestine and alters gut microbial composition in rats. Environ Pollut. 2020 Jun;261:114129. doi: 10.1016/j.envpol.2020.114129. Epub 2020 Feb 3. PMID: 32045792.

[7]Parker, J., 2015. A new hypothesis for the mechanism of glyphosate induced intestinal permeability in the pathogenesis of polycystic ovary syndrome. Journal of the Australasian College of Nutritional and Environmental Medicine 34, 3.

孙成丞（1998.8-），女，汉，四川成都人，硕士，研究方向：急诊内科中毒

李海山(1974.9-)，男，汉，安徽合肥人，本科， 副主任医师，研究方向：中毒 心肺复苏 院前急救