庄璐璐* 王 霞* 童 玲 左 科 柳 晶

摘 要 目的:分析草酸二甲酯(DMO)中毒患者的临床病理特征、治疗及结局,为临床救治提供依据。方法:分析国家肾脏疾病临床医学研究中心3例DMO中毒相关肾损伤患者资料,复习文献并总结此类中毒患者的临床表现、病理特征、治疗和结局。结果:3例男性患者在接触DMO后均发生严重的急性肾损伤(AKI),经肾活检病理证实为急性草酸盐肾病,接受血液净化、充分水化、抗炎等治疗后,肾功能均较前好转。文献报道的21例经皮肤直接接触或呼吸道吸入DMO中毒患者,95.2%有不同程度血清肌酐升高,52.4%达到AKI 3期;61.9%行临时血液净化,23.8%接受糖皮质激素治疗;9.5%死于多脏器功能衰竭,71.4%肾功能恢复正常。结论:DMO中毒以AKI和大量草酸盐沉积为特征,血液净化、充分水化、枸橼酸盐和小剂量激素可能是有效的治疗手段,大部分患者肾功能可恢复正常。

Clinicopathological characteristics and outcomes of kidney injury associated with dimethyl oxalate poisoning

草酸二甲酯(DMO)是一种广泛应用于染料、树脂、塑料和医药等制造业的无色晶体,融于热水,高温下升华成有毒气体,有强接触毒性,其职业接触限制限值尚未被确定[1]。DMO中毒病例少见,但中毒后急性肾损伤(AKI)发生率高。本文报道国家肾脏病临床医学研究中心诊治的3例DMO中毒患者,复习文献并总结其临床病理特征、治疗及结局。

研究对象 2018年1月至2024年6月在东部战区总医院国家肾脏病临床医学研究中心住院,2起DMO中毒事件涉及的3例患者。

文献检索及统计分析  分别以“草酸二甲酯”、“草酸甲酯”、“乙二酸二甲酯”、“二甲基草酸酯”、“Dimethyl oxalate”、“Methyl oxalate”、“Oxalic acid dimethyl ester”、“Dihydro-ibotenic acid”、“dimethyl ethanedioate”为关键词检索PubMed、Web of Science、万方数据、中国知网等文献数据库,检索时间截至2024-06-27。共检出6篇文献,报道了21例有明确DMO暴露史的患者[2-7]。对所有患者的研究变量进行描述性统计。连续变量以最小值和最大值表示,分类变量以频数和(或)百分比表示。

资料收集  临床资料主要包括年龄、性别、职业、毒物接触史、既往史、症状和体征、实验室检查[尿常规+沉渣、尿蛋白定量、血红蛋白、血清肌酐(SCr)、血白蛋白等]、辅助检查(胸部CT或X线、肾脏超声等)、肾脏病理(光镜、免疫荧光、免疫组化和电镜)、治疗(药物和非药物疗法)及随访肾功能变化情况。

相关定义  AKI定义及分期参照《2012年改善全球肾脏病预后组织(KDIGO)指南》[8]。肾功能恢复:SCr自发下降和停止透析[9]。肾功能恢复正常:SCr降至正常范围,且eGFR>60 mL/(min·1.73 m2)[10]。eGFR使用CKD-EPI公式计算。

病例介绍  病例1和病例2于2024年5月一同进入DMO贮存罐中工作,均戴正压式呼吸器、橡胶手套。病例1着防护服,无皮肤裸露在外,工作约2 h;病例2着普通工作服,颈部皮肤裸露,工作约3 h。病例1当晚出现乏力、恶心、纳差,未予重视。病例2当日下午出现双侧腰痛、心慌、乏力、恶心、呕吐,呕吐物为胃内容物,于社区医院使用青霉素及双氯芬酸钠治疗,效果不佳。病程第2天两人就诊于当地同一医院,发现SCr明显升高(分别为380 μmol/L、333.6 μmol/L),考虑“AKI 3期,DMO中毒”。

病例1  53岁男性患者,“高血压”10余年,未治疗,从事相关工作24年。体格检查:血压149/86 mmHg,双下肢无水肿。尿液检查:蛋白±,隐血±,pH 8.0,比重1.002,中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(NGAL) 214 ng/mL,N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶(NAG)3.8 U/(g·Cr),RB蛋白(RBP)1.83 mg/L;尿C3 2.58 mg/L,α2巨球蛋白(α2-M)2.00 mg/L;尿蛋白定量0.32 g/d。血液检查:血红蛋白(Hb)106 g/L,血清白蛋白(Alb)28.5 g/L,SCr 586.1 μmol/L,尿素氮(BUN)6.1 mmol/L,总二氧化碳28.5 mmol/L,肌红蛋白115.8 ng/ml,D二聚体1.83 mg/L,抗核抗体(ANA)1∶128,抗双链DNA抗体<1∶10,抗中性粒细胞胞质抗体、抗肾小球基膜抗体等自身抗体均为阴性。胸腹部CT:两肺下叶炎症;两侧胸腔积液。心脏超声:左房大,左室壁增厚,左室舒张功能减低。喉镜:双侧声带黏膜稍充血。肾脏超声:左肾131 mm×55 mm,右肾125 mm×46 mm。肺功能:中度弥散功能障碍。心电图、头颅CT、眼底检查未见异常。

病例2  37岁男性患者,“慢性乙型病毒性肝炎”多年。体格检查:血压130/90 mmHg,双下肢轻度水肿。尿液检查:蛋白和红细胞阴性,pH 8.0,比重1.007, NGAL 101 ng/mL,NAG 11.2 U/(g·Cr),RBP 1.38 mg/L,C3 2.62 mg/L,α2-M 9.70 mg/L;尿蛋白定量0.42 g/d。血液检查:Hb 119 g/L,Alb 38.6 g/L,丙氨酸氨基转移酶79 U/L,谷氨酰转肽酶95 U/L,SCr 457.0 μmol/L,BUN 7.9 mmol/L,总二氧化碳26.4 mmol/L,肌红蛋白43.7 ng/ml,D二聚体0.79 mg/L,补体C4 0.4130 g/L,ANA 1∶128,余自身抗体均为阴性。胸腹部CT:两肺坠积性炎症;双侧胸膜增厚,双侧胸腔少量积液。肾脏超声:左肾120 mm×54 mm,右肾124 mm×45 mm。心电图、心脏超声、头颅CT未见异常。

病例3  52岁男性,2018年4月穿防护服、戴防毒面具进入DMO反应釜中工作约6 h,自觉吸入臭味气体,当晚出现恶心、纳差、腹胀、腰痛、少尿,自行服用“感冒冲剂”后腹胀、少尿症状无缓解,并逐渐出现双下肢水肿。病程第5天当地医院查SCr 1350 μmol/L,来我院就诊。既往“高血压”1年余,间断服用硝苯地平。体格检查:血压125/85 mmHg,眼睑及双下肢轻度水肿。尿液检查:蛋白++,红细胞+,白细胞+,pH 5.5,比重1.010,NGAL 1 587.40 ng/mL,NAG 14.2U/(g·Cr),RBP 4.7 mg/L,C3 24.67 mg/L,α2-M 8.10 mg/L;尿蛋白定量0.15 g/d。血液检查:Hb 131 g/L,Alb 39.5 g/L,SCr 1 305 μmol/L,BUN 24.7 mmol/L,钾4.0 mmol/L,钠133.1 mmol/L,氯94 mmol/L,钙2.08 mmol/L,磷1.9 mmol/L,总二氧化碳18.1 mmol/L,补体C4 0.41 g/L,ANA 1:128,余自身抗体均为阴性。肾脏超声:左肾101 mm×50 mm,右肾97 mm×48 mm。心电图、胸片未见异常。

肾活检病理 光镜:3例患者肾间质均增宽、水肿,多处肾小管上皮细胞刷状缘脱落(图1A)。肾小管内均可见较多偏振光下具有折光性半透明结晶(图1B),少量嗜碱性物质,例2和例3可见少量蛋白管型。例1和例2间质亦可见上述结晶,周围伴多核巨细胞包绕(图1C、1D)。例2肾小管重度急性病变,可见裸膜;例3中度急性病变;例1中度急性病变合并轻度慢性病变,个别小管基膜断裂(图1E),灶性肾小管萎缩、基膜增厚。例1间质灶性单个核细胞浸润(图1A),散在浆细胞、嗜酸性粒细胞及中性粒细胞,伴纤维化。例2和例3间质少量单个核细胞浸润。肾小球系膜区均轻度增宽。例1见1个细胞性新月体,例1和例2部分球毛细血管袢开放欠佳。囊壁均可见节段增厚分层,例3见小管返流。动脉均可见弹力层增厚分层,例2和例3有节段透明变性。免疫荧光:基本全阴。病例1免疫组化:间质浸润细胞CD3+、CD4+、CD8+、CD68+、CD138+计数分别为488个/mm2、276个/mm2、208个/mm2、516个/mm2、8个/mm2。病例2电镜:肾小球足细胞足突节段融合。肾小管上皮细胞刷状缘脱落,甚至胞体脱落。

治疗和随访 3例患者入院后均接受了连续性肾脏替代治疗(CRRT)、充分水化、枸橼酸合剂、促红细胞生成素(EPO)、虫草制剂、维生素B6等治疗。例1和例2还使用了钙离子通道阻滞剂(CCB)。因肾脏病理见间质炎细胞浸润,例1于病程第22天加用泼尼松20 mg/d,第66天SCr降至正常。例2于第40天加用泼尼松20 mg/d,第46天随访SCr 170 μmol/L。例3入院时即加用糖皮质激素(甲泼尼龙40 mg/d静脉滴注),明确病理诊断后,于第27天调整糖皮质激素为泼尼松20 mg/d,第62天SCr降至正常(图2)。例3在我院随访5年,泼尼松缓慢减量至停药,SCr波动于92.8～113.2 μmol/L。

文献复习 文献共报道21例急性DMO中毒患者,均发生于国内[2-7]。

临床表现  21例患者年龄27～58岁,17例(81.0%)经皮肤接触中毒,暴露部位皮肤损伤表现为烧灼感、红肿、破溃、脱屑等;邵金金等[7]报道的 4例(19.0%)患者无明显皮肤损伤表现,考虑经呼吸道吸入是主要中毒途径;无误服事件。

1例轻症患者SCr不详,20例(95.2%)患者均有不同程度SCr升高(表2),11例(52.4%)达AKI 3期,6例(28.6%)无尿或少尿,10例(47.6%)有腰痛,2例(9.5%)有肢体水肿。约半数患者起病时尿检异常,7例(33.3%)有轻～重度蛋白尿,2例(9.5%)有镜下血尿,5例有(23.8%)白细胞尿,末次随访均转阴。所有报道病例均有胃肠道反应,包括纳差、恶心、呕吐、腹痛、腹泻等,多在中毒早期出现(表1)。

肾脏病理  2例患者于病程第27天、22天行肾活检[4-5],活检前SCr分别为287.0 μmol/L、175.0 μmol/L。1例有肾小管中到重度急性病变,伴大量草酸盐晶体沉积,肾间质见灶性炎细胞浸润[4]。肾小球和动脉病变均较轻。

治疗及结局  13例(61.9%)行肾脏替代治疗(RRT),5例(23.8%)使用糖皮质激素。治疗后,19例(90.5%)肾功能恢复,2例(9.5%)死于多脏器功能衰竭。15例(71.4%)随访0.5～4.0月时肾功能恢复正常(表2)。

本文报道的3例患者与既往文献相似,均为DMO意外暴露后,短时间内出现恶心、纳差等胃肠道症状和SCr明显升高。3例肾脏病理均表现为急性肾小管间质病变伴大量草酸盐沉积,与余溱等[4]报道的1例患者肾活检结果一致,充分证明DMO中毒相关肾损伤是一类草酸盐肾病(ON)。遗憾的是,本文和已往病例均没有检测血浆及尿液草酸浓度,这些指标对于判断DMO中毒很可能是有帮助的。

动物实验和病例报道中,DMO具有强烈的皮肤和黏膜损伤刺激或腐蚀性[2-6]。本研究中例2虽然有部分皮肤裸露,但无皮肤损伤表现,可能是因为没有直接接触。例1和例2在CT影像上相似的肺部炎症、渗出改变考虑为吸入中毒的表现。虽然没有病例报道,化学品毒性实验证实DMO有急性经口毒性[1]。

DMO作业环境中常合并存在甲醇,甲醇中毒以中枢神经系统损伤、眼部损伤和代谢性酸中毒为特征[11],未见以AKI为首发表现报道。文献报道中9例患者有头晕,但无精神状态改变,且3例患者检测血甲醇阴性[4],故不考虑存在甲醇中毒。

因此,经口、皮肤黏膜、呼吸道等途径的DMO暴露史、AKI及肾脏病理发现大量偏振光下折光性结晶可诊断急性DMO中毒。但还应注意鉴别原发性高草酸尿症、乙二醇中毒或大剂量使用维生素C等继发性高草酸尿症。

DMO毒理机制不明。在体外,酯类可在酸性条件下水解成酸和醇[12],有学者认为DMO在进入人体前已经分解成草酸[2]。康凡等[13]发现吸入DMO的小鼠发生多器官损伤,提示DMO可在机体内分解。脂类,包括三酰甘油、胆固醇等,也属于酯类,化学结构上的相似性可能让DMO以不同于体外的方式被分解代谢。

在另一种可导致急性ON的化学物质——乙二醇诱导的动物模型中,草酸盐晶体最初在肾小管腔内形成、聚集[14],通过氧化应激等途径损伤小管上皮细胞[15]。受损小管细胞上调黏附分子使晶体易于附着,并通过调节尿钙、尿枸橼酸、尿流速等因素形成有利于晶体形成的微环境[16]。随后,晶体可被小管上皮细胞吞噬,或移位到小管间质被巨噬细胞吞噬,形成局部炎症反应[17]。Vervaet等[17]发现,停止摄入乙二醇后,大鼠肾脏中草酸盐晶体数量较前明显减少,提示在去除暴露因素后新的晶体形成过程被抑制。基于上述研究,急性ON的病程可大致分为管腔内晶体形成期和肾小管间质炎症反应期(图3)。本文例3肾活检时间迟于其他病例,其肾间质晶体沉积、炎细胞浸润不明显,可能与早期使用糖皮质激素相关。此外,本研究发现部分吞噬晶体的多核巨细胞进入小管腔内(图1C、1D),可能是肾小管基膜断裂提供了条件。

图3 急性草酸盐肾病损伤模式图

例1和例2部分肾小球袢皱缩,与化学物质中毒性肾病的缺血性改变相符[18]。值得注意的是,肾脏缺血再灌注可进一步扩大炎症反应,加重肾小管损伤。

DMO中毒并无特效解毒剂,其代谢物草酸理论上可通过间歇性血液透析有效清除。本研究3例患者均采用了CRRT,该方式的优势在于持续降低毒物浓度的同时保持内环境稳定。充分水化(保持尿液>3 000 mL/d)和枸橼酸盐对于降低尿草酸浓度,促进晶体排出有极大帮助[19]。糖皮质激素的使用存在争议。由于大量草酸盐晶体沉积可在肾脏局部触发炎症反应,我们认为小剂量糖皮质激素对改善肾脏结局是有益的。本文3例患者使用糖皮质激素后肾损伤均较前改善。其他药物(如抗氧化剂、CCB、EPO、维生素B6、虫草制剂等)疗效尚待进一步证明。

本中心梁少姗等[20]的一项回顾性分析中,63.5%(33/52)的ON患者肾功能恢复正常。DMO中毒患者除2例死于急性期外,70.8%在随访0.5～4.0月时肾功能恢复正常,整体结局较好。本文例3是首例长期随访患者,其随访SCr基本为临界值,未见远期并发症。

病例1有长期未控制的高血压病史,但肾脏和眼底小动脉均未见明显硬化,提示高血压相关肾损害较轻。长期高草酸水平可对肾脏和心血管产生慢性损伤[21],该患者从事相关工作24年,其肾脏慢性病变、高血压和心脏超声改变是否为慢性中毒表现需进一步评估。