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编号:10236015
国外生物调节剂威胁评估的研究进展
http://www.100md.com 《毒理学杂志》 1999年第3期
     作者:林福生

    单位:北京药物化学研究所 (北京 102205)

    关键词:

    卫生毒理学杂志990307 logo.gif (2519 bytes)

    卫生毒理学杂志

    JOURNAL OF HEALTH TOXICOLOGY

    1999年 第13卷 第3期 Vol.13 No.3 1999qklogo.gif (1030 bytes)
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    神经性毒剂防护在防化中地位、国外现况和未来*

    赵德禄 张英鸽 周文霞

    1 神经性毒剂防护在防化医学中的地位

    1.1 神经性毒剂是经典的化学战剂 作为一个化学战剂的基本条件是,具有高度的毒性、不易被敌方所察觉、稳定和容易得到。半个多世纪前,德国为了战争的目的合成了有机膦酸酯(Organophosphona-te)类化合物;塔崩(Tabum)沙林(Sarin)和梭曼(Soman)等神经性毒剂。它们以无嗅、无色、稳定性能好、具有很高的毒性和容易合成等特点,很快地替代了氯气、光气、双光气、氢氰酸的地位。与芥子气相比,在军事性能方面,它们各有所长,但是,神经性毒剂大规模的速杀性,是糜烂性毒剂不可比拟的。神经性毒剂一直以典型的化学战剂地位受到各国的注意和发展。因此对它的防治研究具有重要意义。

    1.2 对神经性毒剂的防护能力,可标致一个国家的防化医学水平 目前,世界各国注重和储备的化学战剂是神经性毒剂、糜烂性毒剂和血液毒剂。作者统计了“两伊”战争文献中149次化学战,其中使用芥子气等糜烂性毒剂92次,塔崩、沙林等神经性毒剂63次,血液毒剂29次和少量其它毒剂。从中可以看到,神经性毒剂具有重要的实战意义。神经性毒剂种类的多样性,使防护问题复杂化,例如梭曼中毒,由于其膦酰化酶极易老化,和梭曼频哪基的空间位阻,障碍着重活化剂的效能等原因,使它成为迄今最难防治的神经性毒剂。为此,80年代以来,人们将对神经性毒剂的注意力,就更加集中在对梭曼的研究上。目前认为,对神经性毒剂的防护能力,可标致着一个国家的防化医学水平。而梭曼又是神经性毒剂的坚实代表。
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    1.3 化武公约后,某些国家并没有放弃对神经性毒剂的制造和装备[1]:虽然化武公约已于1997年4月29日正式生效,但是,出于各国的政治目的和经济利益的不同,拥有化学武器的国家,在短期内是不会完全放弃的,而且还有扩散趋势。它们可以采取军用、民用不易分清的化工、制药等隐蔽形式去将化学战剂生产潜在下来。利比亚领导人Qadhafi认为:核化生武器可提高国际地位、遏制西方精锐武器、恫吓邻国和可做为代价高昂的常规武器廉价代用品。美国在1997年《国家安全战略》中也明确提出:美国必需继续为将来冲突中使用核、生、化武器潜在的可能性做出准备。

    现在拥有神经性毒剂制造能力重点国家有:美国、俄罗斯、伊拉克、伊朗、利比亚、叙利亚、印度、朝鲜、韩国等。而且一些国家在使用化学武器的愿望还很强烈,特别是一些第三世界国家。目的也是来威胁大国和恫吓邻国。这些国家不但拥有而且已发展了弹道导弹、大炮、空中炸弹以及火箭等施放神经性毒剂的手段和方式。例如莫斯科已公开承认是世界最大化学毒剂储存者(约40000MT),其中大多数毒剂(32000MT)已武器化。当然,化武公约也将对它有一定的约束,但是由于消毁所需经济、技术等问题,使完全消毁至少需10~15年。重视对神经性毒剂的防护仍是事在必行。
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    1.4 神经性毒剂防治研究,具平战结合意义 神经性毒剂和有机磷农药同属有机磷酸酯类(Organop-hosphate)化合物。诸如3911,1059,E605,DDVP,乐果和甲胺磷等有机磷农药中毒患者所表现的临床症状,体征与神经性毒剂中毒基本类似,只是在表现程度和毒性上有别。和平时期,很难见神经性毒剂中毒伤员。为了训练干部、部队人员,有机磷农药中毒病人就是很好的神经性毒剂中毒模拟患者。因此,用研究的抗毒药救治有机磷农药中毒病人,一是培养了部队干部、二是为部队、为百姓服务,一举两得。另外,民间医生掌握了有效的急救技术,到战时就能成为治疗神经性毒剂的民间防化医务人员,更有利保护战斗力。

    1.5 神经性毒剂将以经典的化学战剂纳入新防化谱系 目前,神经性毒剂的品种逐渐增多,例如现俄罗斯的VX(Novochebosarsk VX),是俄罗斯的标准战剂;捷克GV(GP-11)是具有中等挥发性兼穿透面具能力的毒剂;伊拉克的GB/GF二元混合剂和美国的GD/GF二元混合剂等。表示了神经性毒剂仍在受到重视和发展。不仅如此,按国内外专家科学归纳、分析,在未来的新化学战剂防护谱系中,神经性毒剂将以经典的化学战剂纳入新防化谱系,这意味着,神经性毒剂的医学防护研究将不断地继续下去。
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    2 国外神经性毒剂防治研究现况和成就

    2.1 国外神经性毒剂抗毒剂研究特点[2]

    2.1.1 梭曼中毒酶有极短的“老化”时间,对梭曼的防治仍是对神经性毒剂的研究重点。能否使“老化”酶再度活化,目前只处在思索阶段。但是,重活化剂作用如能走到酶老化的前面,梭曼中毒酶还是有可能被重活化的。这就要求重活化剂有极快的被吸收和分布能力。另外,按梭曼“库”学说,储存在“库”中的梭曼可以不断缓释入体内靶器官,造成对机体的持续性的危害,就更增加了防治的复杂性。可以说,国外至今对梭曼还没有理想的抗毒剂,梭曼仍是对神经性毒剂研究的重点。

    2.1.2 “广谱”抗毒剂仍是当前所追求的方向 由于国外工艺技术的发达,可以研制多室自动注射器来避免多个药伍用时复杂的理化性质所带来的不便,但是复方的组成药位数增加,必竞会增加复杂性,为此,广谱抗毒药的寻找,仍不失其意义。
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    2.1.3 人工合成抗毒药研究进展缓慢,生物技术研究相对加快 就近年文献看,国外在神经性毒剂中毒合成抗毒剂研究方面,虽然仍在进行多类型药物探索(详见后文)但是,进展缓慢,没有更有效的化合物发现,而用生物技术基本解决了血内游离毒剂的清除剂丁酰胆碱酯酶(BuChE)大量来源问题,并在人体进行了试用。其它有关抗体酶,水解酶等研究也有较多进展。

    2.2 国外神经性毒剂防治和装备

    2.2.1 1980年至今国外神经性毒剂抗毒药研究 国外近20年神经性毒剂防护研究水平,可以从1980~1988年的“两伊”战争、1990~1991年的海湾战争和日本东京地铁沙林事件中,各国的防化制式装备和急救治疗措施看出,实用的抗毒剂基本上没有突破酶保护剂、胆碱酯酶重活化剂、抗胆碱能药和抗惊药,但在质量都有所高。研究和应用最多的又集中在如下药:阿托品、苯那辛、东莨菪碱、氯磷啶、双复磷、P2S、HI-6、吡啶斯的明、毒扁豆碱和安定等。其中,非常受重视的是:阿托品、HI-6、吡啶斯的明和安定。安定被列为传统抗毒剂并已被美国用于战场[3]
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    近年正在研究的神经性毒剂抗毒药有:瑞典的新抗胆碱药Glycotate(CEB-1957),它的抗梭曼中毒效价强于阿托品;南斯拉夫的新肟类衍生物Quinuclidinium,在小鼠体内可预防4LD60梭曼中毒[4],法国的抗谷氨酸化合物GK-11,它可明显提高和恢复梭曼中毒猴的活存率、EEG改变、中毒症状和中枢神经病理学改变。该化合物已在人身上试用[5];中国的石杉碘甲,它是一个选择性、可逆性人AChE抑制剂,注射后可迅速穿过血脑屏障。法国用石杉碘甲在豚鼠上实验,可防护梭曼引起惊厥和海马的神经病理改变,目前被公认为是一个有希望的预防药;瑞典还发现钙拮抗剂尼莫地平可以减少中毒兔初始梭曼血浓度,推测可对梭曼中毒有益。“H”系列化合物HLÖ-7在恢复梭曼对呼吸循环的影响和对沙林中毒动物延长活存时间方面优于HI-6,同时也是个“广谱”抗毒药。1992年就已考虑HLÖ-7是否可以代替常用肟类药[6]

    2.2.2 神经性毒剂抗毒药的联用 传统联用方案:吡啶斯的明,预防给药,接着在中毒后用阿托品、氯磷啶联用急救。近年联用方案(见表1)
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    表1 神经性毒剂抗毒剂联用方案(或复方)

    国家

    联用抗毒剂

    用途

    年代

    捷克

    吡啶斯的明,苯那辛,安坦

    预防

    1997[7]

    苯那辛 HI-6

    急救

    1997
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    法国

    阿托品 氯磷啶 安定

    急救

    1997

    阿托品 HI-6 前安定

    治疗

    1997

    荷兰

    毒扁豆碱 东莨菪碱

    预防

    瑞典

    阿托品 双复磷

    急救
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    1998

    2.2.3 美国神经性毒剂医学防护 美国在神经性毒剂中毒防治有三大方面成就。预防方面:①神经性毒剂生物清除剂。该清除剂是指毒剂未达到其靶部位之前,就与毒剂不可逆地螯合,最后将毒剂除去。例如现今发展最快的人血清丁酰胆碱酯酶(BuChE)可以预防性地对抗包括梭曼在内的神经性毒剂中毒。虽然对酶的需要量大,但可通过生物工程技术获得大量表达,可望在2000年发展成无毒性解毒剂。②表面皮肤防护剂。它是一种能防止糜烂和神经性毒剂渗入皮肤,并能对污染在皮肤上的毒剂解毒的局部皮肤防护剂,可望在1999年证实具安全性和有效性。

    急救治疗方面:(1)证明了强效中枢抗胆碱药物是抗惊厥的有效药物,并已鉴定4个化合物有继续开发价值。(2)发展多室自动注射器,以适应多个理化性质不同的药物在一起配伍,用于急救。

    诊断方面:发展了便携式战场血中胆碱酯酶检测系统。美国已装备部队的神经性毒剂防护装备见表2。 表2 美军90年代神经性毒剂防护装备
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    名称

    内容

    用途

    装备

    年代

    神经性毒剂解毒盒

    (Mark1)

    阿托品2mg/0.7ml

    急救

    1983

    皮肤消毒盒(M291)

    粉剂

    消毒毒剂污染
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    1990

    神经性毒剂预防药

    吡啶斯的明

    预防

    1991

    抗惊厥药

    CANA(安定)

    对症治疗

    1991

    医学气溶胶解毒药

    MANAA

    急救治疗

    1993
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    3 神经性毒剂医学防护存在问题和未来

    3.1 存在问题 国外对近期使用的神经性毒剂抗毒剂的研究尚缺少成就,很多国家的药物防护水平仍处在我军60~70年代水平。有迹象表明,国外认为现有合成药抗毒剂已极强,因此导致:(1) 对梭曼中毒抗毒剂的研究进展迟缓,寻找抗毒药时,跳不出稳定性不好,很难进中枢的肟类药量,包括HI-6、HLÖ-7等。(2) 缺少广谱抗毒剂。HLÖ-7在动物上,显示了广谱抗毒,但它的稳定性仍不好,不进中枢,抗梭曼效价有时不如HI-6,所以HLHLÖ-7代替HI-6还在考虑中。

    3.2 国外今后15年内化学战剂防护重点和可取得的成就 根据近年来国际上使用化学战剂的情况和文献报道的研究内容来看,今年15年内,国外仍要以糜烂性毒剂和神经性毒剂为研究重点,它们将以经典的化学战剂被列入新化学战剂防护谱系。可能取得的成就方面:(1)皮肤防护剂可能获得批准。(2)血中神经性毒剂清除剂可能获批。(3)可能有强中枢抗胆碱能化合物替代老抗胆碱药和抗惊药。(4)防化医学研究可能在平战结合,军民两用方面做出成绩。
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    4 结语

    在“化武公约”已经正式生效的今天,世界各国在短时间完全放弃化学武器是不可能的,化学武器仍然是弱国重要军事依赖。国外的化学武器潜在的危险不断增加,防化医学成果也不断增加的形势迫使我们一定要意识到“不进则退”、“不武装,就要挨打”。今后,如何发挥我军的优势,将防化医学水平发展下去,如何根据国情,使防化医学研究与军民结合,平战结合联系起来,是关系到军队建设,国家安危的大事。

    *全军“九五”指令课题(96L015)

    作者单位:军事医学科学院毒物药物研究所 (北京 100850)

    参考文献

    1.网络资源.美国国防部FAS工作组发布的有关化学武器问题.1998.

    2.赵德禄.有机磷酸酯的神经毒性和对国外急救治疗的评述.国外防化医学研究进展,1997,(10):31~38
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    3.Murphy MR,Blck DW,Dunn MA,et al.Diazepam as a treatment for nerve agent poisoning in Primates Aviat Space Environ Med 1993,64(2):110~115.

    4.Lucic A,Radic B,Peraica M,et al.Antidotal efficacy of quinuclidinium oximes against somam Poisoning.Arch Toxicol,1997,71(7):467~470.

    5.Iallement G,Clarencon,D,Masquetiez C,et al.Nerveagent poisoning in primates:antilethal,anti-epiteptic and neuroprotective effects of GK-11.Arch Toxicol,1998,72(2):84~92.
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    6.Worek F,Kirchner T,Szinicz L.Effect of atropine and bispyridinium oximes on respiratory and circulatory function in guinea-pigs poisoned by Sarin.Toxicology.1995,95(1~3):33~123.

    7.Kassa J,Fusek J.Ellect of Panpaepretreatment and antidotal treatment (HI-6) plus benactyzine) on respitatoryand circulatory function in somam-poisoned rats.Hum Exp Toxicol,1997,1(10):563~569.

    (来稿日期 1999年2月)

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