预测兔子暴露于硫芥蒸气后眼部损伤的严重程度

《Toxicology Reports》：Predicting the severity of eye damage induced in rabbits after sulfur mustard vapor exposure

硫芥烟雾暴露后，基于角膜 opacity、新生血管长度及眼压的非侵入性严重评分系统可早期（D7）区分轻中度和重度眼部损伤亚组，并持续预测病程进展及角膜厚度增加，为受害者医疗干预和疗法测试提供依据。

　　本研究聚焦于一种名为硫酰二氯（Sulfur Mustard, SM）的化学战剂，该物质因其强烈的刺激性和破坏性而备受关注。SM是一种具有致盲风险的化学性 blistering（起疱）剂，曾被广泛用于第一次世界大战以及后来的伊朗-伊拉克战争中。尽管《化学武器公约》已禁止其使用，但SM仍可能在恐怖袭击或意外事故中出现，如2015年至2016年叙利亚冲突中，极端组织“伊斯兰国”（ISIS）曾将其作为化学武器使用。此外，由于历史遗留问题，许多战争遗留的SM弹药仍然埋藏在地表，每年因建筑施工、农业活动或弹药收藏者的行为导致的意外暴露事件也时有发生。由于缺乏针对SM中毒的特异性治疗方法或解毒剂，当前的治疗手段主要依赖于对症处理，如缓解疼痛、佩戴护目镜以防止进一步损伤以及预防感染。然而，这种治疗方式并不能有效阻止SM引起的组织损伤，特别是对眼睛的长期影响。

研究团队提出了一种新的方法，通过在兔子模型中评估不同参数，以预测SM暴露后眼部损伤的严重程度。该模型基于非侵入性前段观察和测量，包括角膜透明度（CO）、新生血管长度（NV）和眼内压（IOP）等指标。这些参数的综合评估使得研究人员能够将暴露后的兔子分为两个子组：严重症状组（HDs）和中度症状组（HDm）。这种分类方法不仅有助于更准确地判断损伤的严重性，还能够为未来开发新的治疗方案提供依据。研究结果表明，从暴露后的第7天开始，这两个子组的损伤发展路径就已显现差异，说明该评分系统具有一定的前瞻性，能够在早期阶段识别出可能发展为严重病变的个体。

在实验过程中，研究人员对兔子进行了严格的伦理管理，确保所有操作符合欧洲共同体关于动物实验的指导原则，并遵循ARRIVE指南以提高研究的透明度和可重复性。实验动物为10周龄、体重在2.5-3.0公斤之间的雌性新西兰白兔，每只兔子在实验前均接受为期一周的隔离期和两周的适应期。SM暴露通过使用预先准备的瓶盖进行，瓶盖内放置滤纸片，并在暴露前用眼科凝胶涂抹，随后将纯SM液体滴在滤纸上。暴露时间控制在6分钟，之后兔子在化学通风橱中进行4小时的清洗以去除残留的SM。清洗后，兔子被安置在各自的笼子中，持续观察35天。

为了减少人为因素对评估结果的影响，研究团队采用了标准化的评分系统。例如，在评估角膜透明度时，研究人员使用Aurora?非散瞳手持相机进行前段摄影，以记录角膜的透明度变化。该设备能够自动捕捉前段图像，并通过软件分析透明度水平，将其划分为从0到4的等级。同时，新生血管的长度也被测量，并通过ImageJ Fiji软件进行分析。研究发现，新生血管在暴露后第7天开始出现，并在第35天时显示出显著的差异，严重组的新生血管长度明显高于中度组。这种变化反映了SM对角膜组织的持续影响，尤其是在慢性暴露的情况下。

眼内压（IOP）的变化同样具有重要意义。研究团队使用TonoVet Plus设备进行测量，该设备基于反弹测量原理，能够在不使用麻醉的情况下获取稳定的眼内压数据。实验结果显示，暴露后的兔子在第5小时时眼内压出现短暂升高，但随着时间推移，严重组的眼内压持续下降，而中度组则在第35天时恢复至正常水平。这种变化可能与角膜水肿有关，因为角膜厚度的增加会导致眼内压的测量出现偏差。因此，研究团队特别强调了角膜厚度（CCT）的测量，其在暴露后的第35天时显著增加，反映了SM对角膜结构的破坏。

此外，研究人员还评估了眼球形状的变化，包括前后轴长度（AP）与纵向轴长度（LL）的比例。结果表明，严重组的眼球变形程度明显高于中度组和未暴露组。这一发现进一步支持了SM对眼球结构的长期影响，并可能与角膜的形态学变化相关。尽管角膜的直径没有显著变化，但结合角膜厚度和形状的变化，研究团队认为这可能是伪角膜圆锥症（pseudo-keratoconus）的表现，这是一种类似于角膜圆锥症的眼球变形现象。

在讨论部分，研究团队指出，尽管兔子模型在预测SM暴露后眼部损伤方面具有一定的价值，但将其结果转化为人类医学应用仍面临挑战。人类对SM的反应存在更大的个体差异，且暴露剂量和时间往往难以精确控制。然而，该研究中观察到的许多症状与人类受害者的情况相似，例如角膜水肿、新生血管形成和眼内压变化。因此，研究团队建议在未来的临床应用中，可以考虑将眼内压的变化纳入评分系统，以更好地模拟人类对SM的反应。同时，他们提到，进一步在非人灵长类动物中进行研究可能会提供更可靠的模型，从而提高治疗方案的转化效率。

综上所述，这项研究为理解SM对眼部的长期影响提供了新的视角，并开发了一种基于非侵入性参数的评分系统，能够有效预测暴露后的损伤严重程度。通过这种模型，研究人员不仅能够更深入地探讨SM引起的病理变化，还为未来开发针对SM中毒的治疗方法提供了科学依据。此外，该研究强调了在实验室条件下进行动物实验的重要性，以及如何通过标准化评估方法减少实验偏差，提高研究的可信度。研究团队希望，这一成果能够为化学战剂的医学应对提供支持，并在未来的临床实践中发挥重要作用。