臭素ガス吸入の予測因子としての循環バイオマーカーおよび組織バイオマーカー

Circulating and tissue biomarkers as predictors of bromine gas inhalation.

• Juan Xavier Masjoan Juncos
• Shazia Shakil
• Aamir Ahmad
• Duha Aishah
• Charity J Morgan
• Louis J Dell'Italia
• David A Ford
• Aftab Ahmad
• Shama Ahmad

抄録

ハロゲンガスへの故意または偶発的な曝露による脅威は、ハロゲンガスの工業的用途や化学兵器としての使用と同様に増加している。ハロゲンガス曝露を特定し、曝露の被害者を診断したり、傷害の重症度を予測したり、適切な治療を可能にするバイオマーカーが不足している。私たちは、臭素（Br）の毒性のバイオマーカーを決定し、有効性を検証し、心肺障害の症状と程度を相関させるために、これらの研究を行った。臭素（Br）に曝露し、非侵襲的に臨床スコアとパルスオキシメトリをモニターした。動物を安楽死させ、様々な時間間隔でグループ分けし、質量分析法を用いて血漿、肺、心臓中の臭素化脂肪酸（BFA）含有量を評価した。肺損傷を評価するために、気管支肺胞ラバージ液（ＢＡＬＦ）タンパク質含有量を使用した。心臓損傷を評価するために、血漿中の心臓トロポニンI（cTnI）を評価した。血液、肺、心臓組織のBFA含有量は、臨床スコア、組織酸素化、心拍数、心肺損傷パラメータと有意に相関した。総（遊離＋エステル化）ブロモステアリン酸レベルは、BALFタンパク質含有量で示されるように肺損傷と相関し、遊離ブロモステアリン酸レベルは血漿cTnIレベルと相関した。このように、BFAと心臓損傷のバイオマーカーは、Br曝露を識別し、臓器損傷の重症度を予測することができる。

The threat from deliberate or accidental exposure to halogen gases is increasing, as is their industrial applications and use as chemical warfare agents. Biomarkers that can identify halogen exposure, diagnose victims of exposure or predict injury severity, and enable appropriate treatment are lacking. We conducted these studies to determine and validate biomarkers of bromine (Br ) toxicity and correlate the symptoms and the extent of cardiopulmonary injuries. Unanesthetized rats were exposed to Br and monitored noninvasively for clinical scores and pulse oximetry. Animals were euthanized and grouped at various time intervals to assess brominated fatty acid (BFA) content in the plasma, lung, and heart using mass spectrometry. Bronchoalveolar lavage fluid (BALF) protein content was used to assess pulmonary injury. Cardiac troponin I (cTnI) was assessed in the plasma to evaluate cardiac injury. The blood, lung, and cardiac tissue BFA content significantly correlated with the clinical scores, tissue oxygenation, heart rate, and cardiopulmonary injury parameters. Total (free + esterified) bromostearic acid levels correlated with lung injury, as indicated by BALF protein content, and free bromostearic acid levels correlated with plasma cTnI levels. Thus, BFAs and cardiac injury biomarkers can identify Br exposure and predict the severity of organ damage.

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