《NeuroToxicology》:From Clinical Observation to Experimental Validation: Investigating the Neurotoxic Impact of Dimethylacetamide
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本研究通过一例误吸DMAC致脑皮质高信号的临床病例,结合大鼠模型实验,首次证实DMAC具有神经毒性和肝肾多器官毒性,揭示其职业暴露风险。
希兹尔·阿斯利尤克塞克(Hizir Asliyuksek)、尼汉·汉德·阿克贾卡亚(Nihan Hande Akcakaya)、鲁梅萨·赫基莫格鲁(Rumeysa Hekimoglu)、西梅伊·博兹库尔特(Simay Bozkurt)、贝尔纳·耶尼切里(Berna Yeniceri)、翁德尔·胡塞因巴斯(Onder Huseyinbas)、西贝尔·阿塔詹(Sibel Atacan)、穆卡德斯·埃斯雷福格鲁(Mukaddes Esrefoglu)、埃姆拉·尤杰桑(Emrah Yucesan)、贝伊扎·贡库(Beyza Goncu)
土耳其伊斯坦布尔司法部法医学委员会
摘要
二甲基乙酰胺(DMAC)是一种极性有机溶剂,广泛用于合成纤维的生产和其他工业应用中。其肝毒性已在实验动物和职业暴露工人中得到充分证实,使其成为公认的工业危害物质。然而,关于其对神经系统的影响的证据仍然很少。我们报告了一例意外吸入DMAC的临床病例,该病例在脑部磁共振成像中显示出弥漫性皮质高信号,这引发了人们对DMAC直接神经毒性的担忧。为填补这一知识空白,我们在一个受控的大鼠模型实验中研究了DMAC的神经毒性。接受反复腹腔注射DMAC的动物表现出与神经毒性一致的皮质和皮下组织病理学改变,并伴有显著的肝脏和肾脏损伤。这些发现首次提供了实验证据,表明DMAC的毒性不仅限于肝脏,还可能影响中枢神经系统和肾脏,进一步凸显了职业暴露风险的严重性。
引言
二甲基乙酰胺(DMAC,CAS编号127-19-5)是一种广泛使用的溶剂,特别是在纤维和纺织工业中用于聚合物的溶解(Kennedy, 2012)。由于其广泛的工业应用,尤其是合成纤维生产,职业暴露于DMAC已成为一个重要的健康问题。因此,DMAC不仅是一种工业溶剂,还需要从职业健康的角度进行仔细评估(Weiss等人,1962)。从职业健康的角度来看,监管机构已经制定了各种暴露限值以降低与DMAC相关的风险。美国国家职业安全与健康研究所(NIOSH)建议DMAC的8小时时间加权平均(TWA)暴露限值为10 ppm,短期暴露限值为20 ppm(美国卫生与公共服务部,1994)。然而,即使在这些限值范围内,仍有多起职业中毒的报道,尤其是在通风不良或长时间暴露的情况下;即使环境浓度接近或偶尔超过推荐限值,也可能发生毒性作用。
目前,DMAC对人类的神经毒性仍是一个复杂的问题,主要受职业暴露水平和个体易感性的影响。虽然DMAC通常被认为毒性较低,但有证据表明在高暴露条件下可能存在神经毒性作用。在人类和动物中的毒理学研究均报告了中毒、肝毒性、脂肪浸润和局部坏死(Jiang等人,2024;Liu等人,2016;Palmen等人,1993;Weiss等人,1962)。与此一致的是,纺织工人中也记录了与DMAC暴露相关的肝脏损伤(Jung等人,2007;Nomiyama等人,2025)。一项针对欧洲四家工厂2,795名工人的大规模回顾性队列研究进一步证实了职业DMAC暴露与肝毒性结果之间的关联(Antoniou等人,2021)。应进一步验证动物实验和关于工人健康的流行病学研究的最新发现。
特别是在中国最近的一起事件中,六名工人在氨纶工厂进行维护作业时接触DMAC后出现了中毒症状(Jiang等人,2024)。这一事件以及类似的事件强调了在不严格遵守工作安全规程时职业暴露所带来的风险。虽然这些事件揭示了暴露的多方面影响,但也表明神经系统的相关发现仍知之甚少。
尽管有关DMAC肝毒性的证据越来越多,但其潜在的神经毒性后果仍大部分未被探索。在这项研究中,我们使用一个受控的重复暴露大鼠模型评估了腹腔注射DMAC的神经影响。本研究基于一名同时出现肝毒性和神经系统症状的患者的临床资料,旨在通过结合临床观察和实验结果来提供DMAC暴露的全面毒理学特征。
病例介绍
一名35岁的男性清洁工进入纺织厂的蒸馏罐进行常规清洁。在此过程中,他意外接触到了DMAC蒸气,随后失去意识。大约10小时后,他在罐内被发现处于昏迷状态。他被送往重症监护室,并在那里住了整整一周。住院期间的实验室检测显示天冬氨酸氨基转移酶(AST)水平轻度升高,而其他生化指标正常。
材料与方法
设计了以下实验方案来评估DMAC暴露的神经毒性和肝毒性效应。
体内观察
DMAC给药后,整个实验期间对动物的整体外观、行为和神经损伤迹象进行了监测。所有实验组均未出现死亡情况。任何组中均未检测到明显的神经缺陷,如癫痫发作、步态异常、瘫痪或站立反射丧失。
接受1,000 mg/kg DMAC重复给药的大鼠在给药后表现出短暂的活动减少,但仍然保持反应能力。
讨论
本研究旨在响应一个罕见的临床病例,该病例提示DMAC暴露与潜在的神经毒性之间存在关联。研究使用受控动物模型系统地评估了DMAC暴露的系统和神经组织病理学效应。虽然DMAC的肝毒性已有充分记录,但其对中枢神经系统的影响在文献中尚未得到充分探讨。
资助
本研究得到了贝兹米亚莱姆·瓦基夫大学(Bezmialem Vakif University)研究资助单位的支持(项目编号:20230610)。
伦理声明
该病例的批准由法医学研究所的教育与科学研究委员会(参考编号21589509/2023/952)授予。
作者贡献声明
贝尔纳·耶尼切里(Berna Yeniceri):数据可视化、方法学设计、研究实施。西梅伊·博兹库尔特(Simay Bozkurt):数据可视化、方法学设计、研究实施。西贝尔·阿塔詹(Sibel Atacan):数据可视化、资源管理、数据整理。翁德尔·胡塞因巴斯(Onder Huseyinbas):数据可视化、方法学设计、研究实施。希兹尔·阿斯利尤克塞克(Hizir Asliyuksek):初稿撰写、数据可视化、资源管理、方法学设计、研究实施、数据分析、数据整理。鲁梅萨·赫基莫格鲁(Rumeysa Hekimoglu):初稿撰写、数据可视化、结果验证、方法学设计、研究实施。尼汉·汉德·阿克贾卡亚(Nihan Hande Akcakaya):初稿撰写——利益冲突声明
作者声明以下可能被视为潜在利益冲突的财务利益和个人关系:贝伊扎·贡库(Beyza Goncu)表示获得了贝兹米亚莱姆·瓦基夫大学的财务支持。如果还有其他作者,他们声明自己没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。
致谢
本手稿的撰写得到了所有作者的贡献。所有作者均批准了最终版本的手稿。作者感谢Aysegul Abac?提供的宝贵反馈。作者承认使用了Grammarly?高级版软件进行语言编辑和语法优化。手稿的科学内容和结果解释仅由作者负责。
作者声明没有利益冲突。