镍是一种重要的有色金属原料,在造船、化学、电化学和镀锌等现代工业生产中被广泛应用。因此,职业性和相关环境中会存在广泛的镍暴露[1]。工业上,羰基镍大量应用于镍提纯,故羰基镍中毒是国内外报道最多的镍中毒[1-2]。急性金属镍中毒主要发生在喷涂镍过程中。以“镍”与“中毒”、“呼吸衰竭”、“ARDS”分别组合为关键词查阅万方、中国知网、维普等国内数据库,近十年尚未见金属镍中毒报道。现将南京医科大学第一附属医院近期收治的4例急性吸入性金属镍中毒病例结合文献报道如下。
1 资料与方法 1.1 一般资料收集南京医科大学第一附属医院急诊中心收治的4例急性吸入性金属镍中毒患者资料纳入研究。4例患者分别编号为A、B、C、D。4例患者均为从事耐火涂层工作的男性,年龄分别为49岁、59岁、49岁、43岁,平均年龄为50岁,均于2016年8月至9月入院。既往均体健。B患者有吸烟史,吸烟指数为900。
1.2 方法详细询问现场职业卫生环境、病史、体格检查。所有患者入院后均行血、尿、粪常规、肝肾功能、动脉血气分析、心电图、胸部CT检查。28 d后行胸部CT及肺功能检查。
测定患者血清、尿镍浓度。采集患者入院时尿液15 mL、随后每天晨尿15 mL,共28份。留取患者入院时血清,随后使用二巯丙磺钠期间,每天晨8时留取血清一份,7 d驱镍治疗结束后,每隔7 d留取血清一份,共10份。
镍浓度测定采用电感耦合等离子体质谱法。仪器和试剂为电感耦合等离子体质谱仪(Thermo Scientific iCAP-Q),镍标准溶液(GSB04-1766-2004,GSB04-2828-2011,国家有色金属及电子材料分析测试中心研究院,唯一标识:156102、156062)。测定方法:取200 μL血浆样本,加入300 μL硝酸,放于80 ℃恒温水浴锅水浴2.5 h至液体澄清透明,平衡至室温,加入内标应用液50 μL,稀释至10 mL刻度。配置标准溶液,添加内标,上机检测血清样本中镍含量,由iCAP-Q Qtegra软件处理导出实验结果。
2 结果 2.1 现场职业卫生环境2016年8月11日下午3:00-5:00,某热力发电厂锅炉水冷壁维修时,工人(佩戴防护装置)使用超音速电弧喷涂技术喷涂镍,相隔5 m且处于下风密闭环境中进行耐火涂层的4名工人未佩戴防护装置。其中C、D闻到异味后,脱离工作现场(暴露约1 h)。A、B未离开,暴露2 h。
2.2 临床表现患者均出现乏力、发热、咳嗽、胸闷症状。最早出现的症状为乏力、发热,体温分别为38.8 ℃、39.2 ℃、38.7 ℃、38.6 ℃,平均体温为38.8 ℃。呼吸系统症状均出现较迟,出现时间分别为56 h、66 h、68 h、120 h。入院时患者平均PaO2为62.5 mmHg (1 mmHg=0.133 Kpa)。暴露时间越长,症状出现越早,入院时PaO2越低(表 1)。
患者 编号 | 暴露时间 (h) | 入院时PaO2 (mmHg) | 症状出现时间(h) | ||||
乏力 | 发热 | 咳嗽 | 胸闷 | 气喘 | |||
A | 2 | 45 | 1 | 22 | 56 | 56 | 62 |
B | 2 | 54 | 4 | 34 | 66 | 66 | 72 |
C | 1 | 75 | 48 | 48 | 68 | 76 | |
D | 1 | 76 | 52 | 56 | 120 | 12 | |
注:PaO2均是在吸空气时检测 |
患者入院时检查主要表现为白细胞总数及中性粒细胞比例增高。4例患者心肌酶谱、肝肾功能无明显异常。见表 2。
检查项目 | 患者A | 患者B | 患者C | 患者D |
WBC (×109 L-1) | 13.1 | 27.5 | 10.1 | 11.1 |
NE (%) | 92.0 | 89.7 | 88.2 | 83.1 |
ALT (U/L) | 31 | 110 | 22 | 25 |
AST (U/L) | 20 | 26 | 18 | 18 |
Cr (μmol/L) | 61 | 69 | 73 | 57 |
Urea (mmol/L) | 6.5 | 10.1 | 5.2 | 4.28 |
LDH (U/L) | 286 | 270 | 196 | 186 |
Trop T (ng/L) | 4.3 | 6.6 | 3.9 | 4.8 |
注:WBC白细胞总数;NE%中性粒细胞百分比;ALT谷丙转氨酶;AST谷草转氨酶;Urea尿素;Cr肌酐;LDH乳酸脱氢酶;TropT肌钙蛋白T |
正常人血清镍浓度为0.2 μg/L,尿镍浓度为1~3 μg/L。患者病情越重,血清、尿镍浓度越高。患者在入院时血清、尿镍浓度达到峰值,随后浓度逐渐下降。第28天时仍高于正常(图 1、2)。
2.3.3 肺功能检查患者发病28 d后行肺功能检查。患者A结果是中度限制性通气功能及轻度弥散功能障碍;患者B为中度限制性通气功能障碍;患者C为轻度限制性通气功能障碍;患者D肺功能正常。肺总量(TLC)占预计值的百分比与患者病情严重程度相关(表 3)。
患者 | FEV1/FVC | TLC%pred | DLCOSB%pred |
A | 86.5 | 49.4 | 76.9 |
B | 88.2 | 52.7 | 82.3 |
C | 90.3 | 77.4 | 89.5 |
D | 92.2 | 85.6 | 91.2 |
注:FEV1第一秒用力呼气量;FVC用力肺活量;TLC%pred肺总量占预计值的百分比;DLCOSB%pred肺一氧化碳弥散量占预计值的百分比 |
患者入院时胸部CT检查均显示,两肺弥漫性斑片影及磨玻璃样密度影。28 d后复查CT仍然存在斑片状渗出(图 3)。
2.4 治疗和转归 2.4.1 氧疗和机械通气A、B患者入住急诊重症监护病房,C、D患者入住急诊普通病区。A患者表现为急性呼吸窘迫综合征(ARDS),予气管插管给予有创机械通气。7 d后症状好转,序贯无创通气。10 d后改为鼻导管给氧3 L/min。B患者入院后采用BiPAP模式行无创通气,15 d后改为鼻导管给氧3 L/min。C、D患者入院后予鼻导管给氧3 L/min。
2.4.2 驱镍治疗A、B患者入院后即予二巯丙磺钠静脉滴注,用法为一次5 mg/kg,第1天为每6 h一次,第2天为每8 h一次,第3天为每12 h一次,后4 d为每天一次,总疗程7 d。C、D患者入院后未予驱镍治疗。
2.4.3 糖皮质激素治疗A患者入院后即予甲强龙200 mg每天一次,3 d后减为80 mg每天一次,使用3 d后停用。B、C、D患者均予甲强龙每天80 mg,3 d后停用。4例患者治疗后均好转出院,门诊随访。
3 讨论急性吸入性金属镍中毒国内外均罕见。文献报道以急性羰基镍中毒为主。急性羰基镍中毒特点与金属镍中毒不同,除呼吸系统损伤外,常伴有神经系统等多器官损伤。以“镍”与“中毒”、“呼吸衰竭”、“ARDS”两两组合为关键词查阅Pubmed、Springerlink国外数据库,近10年只有一篇Rendall等[3]报道的急性吸入性金属镍中毒病例,其报道中患者未采取防护措施进行电弧法喷涂镍90 min后,出现中毒症状,表现为ARDS,13 d后患者死亡。患者中毒环境及临床表现与本组病例相似,而该文献中现场采样调查显示中毒现场空气主要成分为金属镍,未检测到羰基镍。
镍中毒包括金属镍及其化合物中毒。其毒性强弱与其水溶性相关,水溶性越高,毒性越强。镍及其化合物根据水溶性分为三类[4]。一类是高溶解度化合物,包括氯化镍、硫酸镍、硝酸镍;一类是中等溶解度化合物,包括碳酸镍、氢氧化镍;一类是低溶解度化合物,包括金属镍、硫化镍、氧化镍、羰基镍。羰基镍虽然水溶性差,但是在常温下羰基镍是极易挥发的液体,且具有亲脂性,很容易穿透细胞膜,是毒性最强的镍化合物,其临床及基础研究较多[5]。
急性金属镍中毒的主要途径为呼吸道吸入和皮肤接触。吸入的金属镍主要有气溶胶、粉尘、烟雾三种形式。镍吸入后主要沉积于上下呼吸道,沉积的部位取决于镍粒子直径[6]。直径5~30 μm的粒子沉积于鼻咽部粘膜;直径1~5 μm的粒子沉积于气管和细支气管;直径 < 1 μm的粒子沉积于肺泡。沉积在肺的镍一部分通过咳痰排出,20%~35%通过巨噬细胞吞噬进入血液。Torjussen和AndersenI[7]研究显示高溶解度镍化合物中毒患者的血清、尿镍浓度均高于金属镍中毒患者,说明由于金属镍的低溶解度,吸收入血的镍总量和速度小于高溶解度镍化合物,因此吸入性金属镍中毒患者早期血清镍浓度较低。金属镍在肺中的半衰期与其粒子直径及水溶性相关。动物实验显示,以大鼠为实验对象,与金属镍水溶性相似的氧化镍的半衰期长达11~21个月[8-9]。尸检显示吸入低溶解度镍化合物的患者,每克肺组织含镍量为(330±380)μg,而吸入高溶解度镍化合物的患者仅为(34±48)μg[10]。这也是本组病例在病程第28天时,胸部CT仍存在病灶的原因。进入血液的镍主要与白蛋白结合,其次与α2-巨球蛋白、L-组氨酸结合。金属镍在肺中分布浓度最高,其次依次为甲状腺、肾上腺、肾脏、肝脏、脑组织、脾脏、胰腺[11]。镍主要通过尿液排出,还有一小部分通过粪便、汗液排出。
吸入性金属镍中毒的损伤机制主要是对肺泡Ⅱ型上皮细胞的直接损伤。目前无吸入性金属镍中毒对其他系统造成损伤的报道。其临床表现主要为呼吸系统损伤的症状。本组病例的临床特点如下:早期症状不典型,呼吸道症状和肺部影像学改变分别出现于接触后56 h、66 h、68 h、120 h,此前表现为乏力、发热而无呼吸道症状,均误诊为感冒;患者均出现白细胞总数增高,病情越重,白细胞总数越高;肝肾功能未见明显损伤。患者胸部CT主要表现为两肺弥漫性斑片影及磨玻璃样改变,肺部病灶大小与病情严重程度相关。患者肺功能检查显示为限制性通气功能障碍和弥散功能障碍。
毒物检测是中毒诊治的重要方面[12]。镍中毒的毒物检测主要是血、尿镍浓度测定。有研究表明,镍中毒时,尿镍浓度是血清镍浓度的8倍[13]。本组病例血清、尿镍浓度在入院时达高峰后逐渐下降,病情严重程度与血清、尿镍浓度相关。
关于急性羰基镍中毒治疗的报道较多,而急性吸入性金属镍治疗目前无报道。本组病例以对症治疗为主,2例轻度中毒患者予鼻导管给氧,2例重度中毒患者予机械通气,按照ARDS的肺保护性通气策略行机械通气[14]。本组病例根据病情轻重,选择糖皮质激素的剂量。急性羰基镍中毒的驱镍治疗目前仍存在争议[15]。主要原因是:驱镍治疗有效的研究大都是动物实验和病例报道,缺乏说服力[4]。目前文献中推荐羰基镍中毒的驱镍药物为二乙基二硫代氨基甲酸钠,应用指征为中毒8 h后尿镍浓度>100 μg/L[4]。因无法取得二乙基二硫代氨基甲酸钠,故本组病例中A、B患者使用二巯丙磺钠治疗。4例患者出院时临床症状消失。两例重症患者,出院时肺部仍存在少许病灶。
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