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VX毒素与神经毒剂家族 究竟是一种什么样的存在

发布时间:2019-11-22 14:53 来源:未知 编辑:admin

  短暂接触就迅速致死的毒剂,通常只出现在影视作品里。最近在马来西亚吉隆坡机场遇袭身亡的朝鲜男子的尸检报告称,死亡原因与死者身上发现的化学武器成分VX神经毒剂的毒理作用高度一致。从医疗介入到朝鲜男子死亡只有15到20分钟,VX神经毒剂毒性之强,引起了大家的注意。

  神经毒素是以神经系统为对象的全身性毒素,它的主要特征是抑制神经系统功能,并产生相应的中毒特征和症状,严重时可以致命。虽然神经毒素通常称为“神经毒气”,但它们在常温下是液态的。神经毒素是从民用有机磷农药杀虫剂发展而来的。

  生命活动过程是在神经系统控制和调节之下进行的。神经系统之间的连络依靠神经突触的突触前膜释放的突出小泡里面的化学分子传递和控制。这种连络一旦受到干扰,生命活动就会出现危险的异常情况。而乙酰胆碱就是传递神经活动的一种在体内自然生成的化学物质。当乙酰胆碱与胆碱受体结合时,受体就会进入兴奋状态,并向下一级传递神经脉冲。乙酰胆碱存在过多时,胆碱受体就会过度兴奋,从而使神经系统讯号传递发生紊乱。

  但是生物体内存在一种生物催化剂——乙酰胆碱酯酶(Acetylcholinesterase,AChE),它能在1毫秒内将约300个乙酰胆碱分子分解成胆碱和乙酸,来保证神经传递过程的正常运作。神经毒剂对乙酰胆碱酯酶(Acetylcholinesterase,AChE)的活性有强烈的抑制作用。它们能够与乙酰胆碱酯酶发生化学反应,牢固地结合,从而使乙酰胆碱酯酶失去活性,不能发挥正常功能,造成释放出来的乙酰胆碱不能被水解而蓄积,从而引起内源性胆碱中毒,最终导致中枢神经功能严重紊乱。

  此类中毒情况的轻度中毒症状包括瞳孔缩小、流鼻涕、口水增多、头痛以及呼吸不畅和怕光,症状可维持2~5天。中度中毒者除以上轻度中毒的症状外,还出现眼痛、恶心、呕吐、腹泻和短暂痉挛等。严重中毒者会出现肌内震颤,运动机能失调和全身乏力等症状。深度中毒者则出现大小便失禁,严重痉挛,甚至于呼吸麻痹和死亡。具体症状还与毒剂种类和剂量,以及所处的环境等条件有关。

  神经毒剂是化学武器的一种,人类打开化学武器这个“潘多拉的盒子”则要早于神经毒剂的发现。

  近代化学和化学工业的发展,孕育了生产化学武器的温床。第一次世界大战爆发后,化学武器让人见识了最原始的残忍。

  1915年4月22日,在第二次伊普尔战争中,德军在战争中投放多达18万公斤的氯气,这是战争史上首次大规模使用化学武器,造成英法联军15000人中毒,其中5000人死亡。一战期间,交战国共使用了包括氯气、光气、芥子气等总量达12.5万吨的化学武器,造成130余万人死亡。

  二战期间,纳粹德国在集中营中建造毒气室,对犹太人进行种族大屠杀。日军在侵华战争中,更是在中国战场使用毒气多达2000多次,造成军民10多万人死亡。越战期间,美军在越南大面积使用橙剂,这种让树木在短时间内枯萎的落叶剂可对人体神经系统产生剧毒作用,令越南出现了数以千计的橙剂受害者。

  神经毒素在二次大战期间由德国科学家最先发现并生产。上世纪30年代,德国人在研制杀虫剂时,发现含有有机磷的杀虫剂杀虫效果非常好,开发出一系列有机磷农药,成为应用最广泛、使用量最大的一类农药。

  在研究杀虫剂同时,德国研究人员还意外发现,某些有机磷化合物不仅能杀死害虫,对人畜杀伤力也很强。德国纳粹政府很快意识到其军事价值,将这些有机磷毒物装到弹药中,将其开发成更为恐怖的化学武器,包括沙林、塔崩、梭曼等。

  这些以神经系统为攻击目标的毒物,比在第一次世界大战中用的化学武器威力大大增强,也更方便在战争中施放。原用的钢瓶氯气、芥子气等,属于腐蚀性的毒气,或烷化剂类;简而言之,之前攻击呼吸器官、皮肤等等的毒物,远不如摧毁神经的神经毒剂。

  近期成为新闻热点的VX神经毒剂,也有中译为“维埃克斯”,学名是O-乙基-S-(2-二异丙氨基乙基)甲基硫代膦酸酯,是一种剧毒的有机磷酸酯。它由隶属于英国皇家化工有限公司植物保护实验室的研究员Ranajit Ghosh于1952年首次发现并获得专利,并于1954年完成初步评价后被送往英国军方进行更为深入的研究与评估,随后就被军队列入制式装备,并在后来受到多国重点关注与研究,属于第三代化学战剂。

  VX在美国化学部队中的正式编号为EA-2192,因一直未有正式名称而常以其代号VX作为其称呼。VX纯品为无色无嗅的油状液体,外观类似于机油,蒸发速度介于轻质机械油与机油之间,工业品为微黄色至棕黄色的油状液体,有硫醇气味,含有杂质或贮存过久时也会产生硫醇气味并略显黄色。

  VX本身被军方归为持久性毒剂,根据改性剂或撒布途径的不同持久性亦可发生改变。VX的挥发度很小,在20℃时仅为0.01毫克/升,因此其持续时间很长,在15℃时可达3~21天,-10℃时可达1~6周。

  VX被机体吸收后会随着血液循环分布到各器官和组织,迅速与乙酰胆碱酯酶作用形成高度稳定的EMP酶(即所谓的“VX中毒酶”),使其失去水解乙酰胆碱的能力并释放出二异丙胺基乙醇,从而抑制乙酰胆碱的分解,导致乙酰胆碱大量蓄积,进而引起胆碱能神经先兴奋后抑制,剂量大时还可因与胆碱能受体的结合而呈现毒蕈碱样作用。

  重度中毒者最后往往死于呼吸中枢抑制与呼吸肌麻痹导致的呼吸衰竭。而皮肤毒性方面,VX比著名的“沙林”大几十倍到几百倍(皮肤吸收致死量约10毫克/人),中毒途径更多样化,杀伤力更大。

  2003年,联合国时任监测、检查和视察委员会执行主席汉斯·布利克斯先生在安理会上的一次发言中提到:“VX神经毒剂是迄今所研制出的毒性最大的毒剂之一。”在军事科学院研究员杜文龙眼中,VX可谓“神经毒剂之王”。

  20世纪60年代末,出现了好几起和VX神经毒剂有关的事件,导致VX神经毒剂在名气上远远超过了其他神经毒剂。

  1968年3月,美国陆军在犹他州达格韦试验场用神经性毒剂进行了一系列的试验。3月13日18时许,一架喷气机在基地上空轰鸣,悬挂在飞机下面的罐子向一片没有标记的地面洒下VX神经毒剂液体。其中一个罐子出了故障。大多数毒液已在预定高度布洒出去,但在那个出了故障的罐子里还残留了大约9.07千克的毒剂。当这架喷气式飞机飞出它的航线时,VX神经毒剂从罐子中泄露出来,飘洒向一片草场,最终导致在该区域吃草的6000余只绵羊死亡。当地摄影师和电视工作者闻讯纷纷赶到现场,亲眼目睹6000只死羊被扔进仓促挖成的壕沟里。用美军新闻发布官的话来说:现场目击者在国内和国际的宣传报道,给了美国化学生物战计划致命的一击。

  试验两个月后该牧区的毒剂浓度仍对胆碱酯酶产生轻度抑制,直到同年10月才允许放牧。

  1969年夏,坏消息又不期而至。在日本冲绳岛美军基地,VX神经毒剂从一个容器里渗出,使23名军人中毒并送进医院。这使得事件加倍严重,因为它不仅使人们对化学武器基地的安全措施更不放心,而且使日本政府知道了在他们的国土上还储存有化学武器。

  美国军方1964年7月曾将3吨VX神经毒剂运到巴拿马,以用于地雷和导弹的试验。1964年到1968年期间曾使用过VX神经毒剂进行地雷试验。地雷每个重 24磅,在距离巴拿马运河出海口几十公里远的海滩上引爆地雷,观察这些化学武器在热带环境下的效果,这些地雷的残骸最后被装进油桶里扔进大海。此前,美国仅承认在巴拿马南部位于太平洋中的圣何塞岛上进行过化学武器试验,并就此与巴拿马政府达成协议,共同清除其残存部分,但协议至今没有兑现。

  毒气弹在好莱坞大片中曾多次出现,在由尼古拉斯·凯奇主演的《勇闯夺命岛》中,VX毒气弹“有份参演”,影片中,尼古拉斯·凯奇主演的化学专家在特工的协助下,冒险拆除毒气弹,与敌人斗智斗勇,在银幕上演了惊险的一剧。

  尽管VX毒素剧毒无比,也并非无药可医。有毒理学家表示:“VX神经毒剂是有解药的。在战场上,如果遭到这类毒剂攻击,必须在中毒之后,立刻使用解药。”

  专家认为,阿托品和氯解磷都可以用作解药,其中,阿托品的作用是间接的,让神经元对于过量堆积的乙酰胆碱变得不敏感,免得导致过度刺激。氯解磷定是直接的,能把失去功能的乙酰胆碱酶解救出来,让它继续完成正常任务。“一般来说,使用这两种解药的合剂,效果最好。”

  目前除了美国、俄罗斯等国仍保留数千吨的化学武器,其他大多数国家都签署了联合国《禁止化学武器公约》。1993年,《禁止化学武器公约》将VX神经毒剂、沙林等纳入,宣布其生产和储备非法。之后《禁止化学武器公约》缔约国开始销毁沙林等化学武器。

  到2015年底,全球已有192个国家和地区签署了《禁止化学武器公约》,约90%的化学武器已经被销毁。日常生活中,普通人难以接触到这类剧毒物质。

  目前,VX神经毒剂的“亲戚们”正在工农业生产上发挥着它们的强大作用,人们比较熟悉的是农业上使用的用于杀虫、杀菌及杀螨和除草等有机磷类化学农药。之所以被广泛应用,也是因为这一类农药品种多、药效高、用途广、易分解,更重要的是在人畜体内一般不积累。

  虽然农药中使用的有机磷的毒性可能不一定有VX神经毒剂与沙林毒性那么强大,但其急性毒性的机理都是相同的,有些有机磷农药(如甲胺磷)由于毒性很高已经被禁用。即使是目前广泛使用的相对毒性较低的有机磷农药(如毒死蜱),一旦无防护性接触或误食误服,也极易造成人或牲畜的急性中毒,有些还可能产生迟发性神经毒性。(本报综合报道)

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