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刺激性化學物質的分類(CLASSIFICATION OF IRRITANT CHEMICALS)

酸類(Acids)

多種無機酸與有機酸都可能對皮膚具腐蝕性。酸類經由蛋白質變性與細胞毒性造成表皮損傷。原則上,所有強酸都造成相同的臨床特徵,包括紅斑、水疱形成與壞死(圖 15.2)。

無機酸常用於工業,尤其是 hydrofluoric acid、sulfuric acid、hydrochloric acid、chromic acid、nitric acid、boric acid 與 phosphoric acid(表 15.4)。Hydrofluoric acid 與 sulfuric acid 即使在低濃度下也會造成最嚴重的灼傷,且顯著的吸收可能導致全身性毒性。

一般而言,有機酸傾向較不刺激。在有機酸中,acetic acid、acrylic acid、formic acid、glycolic acid、benzoic acid 與 salicylic acid 是最常見的刺激物,尤其在長時間暴露之後。Acrylic acid 與 formic acid 的用途與性質列於表 15.4。Acetic acid 是醋、調味劑與收斂性漱口水的成分,而 glycolic acid、benzoic acid 與 salicylic acid 則是輕度刺激物,在低濃度使用時其性質可被用於治療與美容目的。

鹼類(Alkalis)

鹼或鹼類(bases)造成的損傷往往比多數酸類更疼痛、更嚴重,hydrofluoric acid 除外。一般不會產生水疱,而是壞死的皮膚,起初呈深棕色,接著轉黑,最終變得堅硬、乾燥且龜裂。鹼類會破壞屏障脂質並使蛋白質變性,隨後發生脂肪酸皂化(saponification),因而使細胞承受水腫並導致細胞毒性。此過程中形成的肥皂具有乳化作用,促進鹼進一步滲入皮膚較深層。強鹼包括 sodium hydroxide、ammonium hydroxide、calcium hydroxide 與 potassium hydroxide;sodium carbonate 與 potassium carbonate;以及 calcium oxide,主要用於漂白劑、染料、維生素、紙漿、紙張、塑膠,以及肥皂與清潔劑的製造。Calcium hydroxide 由濕水泥中釋出,濕水泥初始 pH 為 10–12,在水泥硬化時升至 12–14(見表 15.4)。

金屬鹽類(Metal Salts)

金屬代表一群重要且常見的刺激物,對金屬鹽類的刺激反應範圍從毛囊炎與色素變化到潰瘍(見表 15.4)。

溶劑(Solvents)

多種溶劑每日被使用於化學反應、液壓系統、金屬精煉、乾洗與金屬去脂等製程。幾乎全部都是程度不等的原發性刺激物(見表 15.4),只有少數,例如 turpentine,也能引發過敏性致敏化。溶劑主要藉由溶解表皮的細胞間脂質屏障而作用,因而大幅損害屏障功能。長時間的皮膚接觸可導致嚴重的皮膚炎,並可能因全身性吸收而產生症狀甚至死亡,因此及早辨識皮膚表現在預防全身性毒性上相當重要。反覆暴露後,手部,偶爾手部與臉部,會出現紅斑、脫屑與乾燥,最終演變為濕疹(圖 15.3)。有機溶劑的刺激能力主要歸因於其親脂性,依序為:芳香族(aromatic)

脂肪族(aliphatic)> 氯化物(chlorinated)> turpentine > 醇類(alcohols)> 酯類(esters)> 酮類(ketones)。在常見的臨床情境中,先暴露於溶劑再接觸肥皂與水,會對表皮屏障功能產生協同性的降解,凸顯個人防護與衛生的重要性。

醇類/二醇類(Alcohols/Glycols)

醇類被廣泛用作溶劑、消毒劑、化妝品中的防腐劑,以及藥物遞送系統中的滲透促進劑;多數僅有輕度的刺激效應。醇類是已知最安全的局部抗菌化合物,對大多數革蘭氏陽性與革蘭氏陰性細菌以及許多真菌與病毒具有殺菌活性。最適合此用途的是稀釋的 ethyl alcohol、propyl alcohol 與 isopropyl alcohol 溶液,它們藉由蛋白質變性而作用。在化妝品中,酒精被用作防腐劑以防止微生物污染並降低黏度。醇類促進經皮吸收的主要機制,推測為自角質層萃取細胞間脂質。

二醇類(glycols,或稱 diols),例如 ethylene glycol 與 propylene glycol,是脂肪族醇類,常用於化妝品中作為溶劑、乳化劑、保濕劑或角質溶解劑。Propylene glycol 可產生過敏性與刺激性接觸性皮膚炎,暴露來源包括個人保養產品、局部皮質類固醇與其他局部藥物。值得注意的是,propylene glycol 在化妝品中通常使用濃度 <50%。

清潔劑與洗劑(Detergents and Cleansers)

清潔劑(detergent)幾乎包括任何會聚集於油—水介面、並兼具清潔與乳化性質的表面活性劑(surfactant)。清潔劑最常造成慢性型 ICD,並存在於皮膚清潔用品、化妝品與家用清潔產品中。在正常使用下,皮膚清潔用品引起 ICD 罕見,例外是皮膚易感的個體。清潔劑的清潔作用來自其降低兩個不相溶相之間表面張力的能力,這是由於其親水性(極性頭部)與親脂性(非極性尾部)成分。皮膚毒性源於它們對角質層的損害影響,進而損及屏障功能(圖 15.4)。表面活性劑同時會與角蛋白結合並造成蛋白質變性。當角質層被破壞時,清潔劑可損傷有活性的表皮與乳突真皮結構。

清潔劑的刺激性最好以測量 TEWL 來評估,因為後者代表可測量的替代性變化,可指示此類化學物質造成的刺激性損傷。就整體而言,陰離子性清潔劑,例如 alkyl sulfates 與 alkyl carboxylate salts(肥皂),比兩性與非離子性族群更具刺激性。Sodium lauryl sulfate 是一種陰離子性清潔劑,因其一致、非過敏性、快速的毒性反應,常在研究中被用作參考刺激物。兩性表面活性劑,例如 cocamidopropyl betaine——用於治療性配方、個人保養產品與化妝品——具有最低的刺激潛能。Cocamide DEA(diethanolamine)是一種非離子性可生物降解表面活性劑,被用作黏度增強劑、穩定劑與起泡增強劑;可見於洗手皂、液態洗髮精、清潔劑與洗碗精中。值得注意的是,cocamide DEA 是較具刺激性的表面活性劑之一,且常涉及北美醫療照護工作者的職業相關接觸性皮膚炎。相對地,cocamide MEA 刺激性極小,且可在免沖洗(leave-on)產品中使用高達 10% 的濃度。

皮膚清潔用品可為固態或液態,以肥皂與/或合成清潔劑為基礎,並可能依使用需求含有溶劑或研磨劑(見第 153 章)。雖然決定皮膚刺激性的主要因素是清潔劑成分,但皮膚耐受性無法僅由產品組成充分預測。此類評估大多仍需仰賴嘗試錯誤,或在志願者世代中進行反覆的皮膚激發試驗。

消毒劑(Disinfectants)

多數用於摧毀環境中病原體的消毒劑作為弱毒性物質,並因次臨床刺激性的累積劑量而造成慢性 ICD(圖 15.5)。可能使用多種化合物,例如醇類(見上文)、醛類(aldehydes)、酚類化合物、鹵化

化合物與四級銨鹽(quaternary ammonium salts)(見表 15.4),此外還有染料、氧化劑與汞化合物。

三苯甲烷(triphenylmethane)家族的染料被廣泛用作局部消毒劑;它們能產生光毒性皮膚炎,但很少造成刺激反應。Benzoyl peroxide 是常見的氧化劑,用作局部抗微生物藥物,能造成輕度刺激。多數汞化合物藉由蛋白質沉澱誘發皮膚刺激,但因全身性毒性的危害而已不再使用。

塑膠(Plastics)

塑膠是合成的大分子終產物,由小單體(monomers)連結成大型鏈狀單位所形成的大型聚合物組成。有大量塑膠樹脂在商業上具重要性,可分為三類:

● 熱塑性塑膠(thermoplastics)——polyacrylates、polyethylene、polystyrene、polyvinyl chloride 與飽和聚酯(saturated polyesters)

● 熱固性塑膠(thermosettings)——環氧樹脂(epoxy resins)、phenol–formaldehyde resins 與 polyurethanes

● 彈性體(elastomers)——合成橡膠。皮膚損傷幾乎全歸因於單體成分、硬化劑與其他添加物如穩定劑。最終硬化的塑膠產品一般被認為是惰性且對皮膚無害的,

但殘留的未聚合單體可能是致病物質。刺激性與過敏性接觸性皮膚炎均常見,且兩者可能只能藉由貼膚試驗來區分。

食物與植物(Food and Plants)

食物與食品添加物常含有引發接觸性致敏與刺激的化合物,特別是在從事農業、漁業、外燴與食品加工業者。這些行業的許多工作是在潮濕的工作條件下不戴手套進行,並頻繁洗手——這些因素進一步加重皮膚刺激。機械性、熱性與氣候因素也有所貢獻。從事食品處理與漁業職業的暴露者中,可能有極大多數受慢性刺激性手部皮膚炎影響。輕微的刺激性皮膚變化常被病人視為其職業的「正常」現象,因而往往未尋求醫療建議。

可導致 ICD 的食物範例包括鳳梨,含有蛋白水解酶 bromelain(bromelin),以及大蒜,含有 allicin 與 diallyl disulfide。順勢療法使用大蒜以及蘋果醋(含 acetic acid;見圖 90.7)曾發生刺激性皮膚炎與化學灼傷。食物也可能導致接觸性蕁麻疹(見表 15.3)與蛋白質接觸性皮膚炎(protein contact dermatitis);這兩種疾病於第 16 章詳細討論。

其他與食物相關以及植物來源的刺激物列於表 15.5,後者於第 17 章討論。

水(Water)

水,這個萬用溶劑,是特別無所不在的皮膚刺激物。濕作業工作者如美髮師、醫院清潔人員、罐頭工廠工人與酒保,手部濕疹的發生率增加,而經由洗手頻繁暴露於水與刺激性手部皮膚炎的發生直接相關。數種機制,例如滲透壓、pH、硬度與溫度,可能可解釋水的刺激性。角質層水合作用可能促進極性與非極性物質經由腔隙網絡(lacunar network)中的連結而滲透(見第 124 章),並支持病原性微生物的過度增生。水的刺激性常因密封而加劇,因為密封會改變角質層的屏障性質。

體液(Bodily Fluids)

尿液、糞便(特別是在腹瀉的情境下)與唾液可導致 ICD。在嬰兒,刺激性尿布皮膚炎是常見問題,其特徵常為凸出表面與尿布邊緣的釉光樣紅斑(glazed erythema),並不侵犯皮膚皺摺處;也可能觀察到水腫、脫屑與表淺糜爛(見圖 13.12)。慢性腹瀉與失禁可在老年人身上造成類似問題。

在兒童與成人,肛門生殖器區域長期的刺激性皮膚炎可導致丘疹與結節(granuloma gluteale infantum [adultorum];假疣狀丘疹與結節 pseudoverrucous papules and nodules),以及穿鑿樣糜爛與潰瘍(Jacquet erosive dermatitis)(圖 15.6)。除長時間暴露於尿液或糞便外,易感因素包括密封、念珠菌感染與局部皮質類固醇的使用。組織學上,通常可觀察到表皮增生、真皮中密度不一的混合性發炎浸潤與血管增生。有人建議以糜爛性丘疹結節性皮膚病(erosive papulonodular dermatosis)一詞作為描述此譜系反應性變化的總稱。值得注意的是,類似的變化也可見於乳房下與造口周圍皮膚。雖然屏障乳霜與局部抗黴菌製劑可能有些許益處,但此病症在刺激性誘因被消除之前傾向持續存在。

兒童比成人更容易養成舔唇的習慣。在這些病人中,刺激性皮膚炎可能侵犯口周皮膚以及嘴唇(圖 72.16A)。在一系列 75 位因唇炎(cheilitis)而被轉介進行貼膚試驗的病人中,ICD 是唇炎最常見的成因。圖 72.15 概述各種形式唇炎的鑑別特徵,包括由 ICD 所致者。尿道周圍 ICD 可見於有膀胱引流式胰臟同種異體移植(bladder-drained pancreatic allografts)的病人,以及接受 foscarnet 治療者。

Fig. 15.2 Chemical burn due to hydrochloric acid. Development of erythema, edema, and bullae, some of which are hemorrhagic. Courtesy Eugene Mirrer, MD.

圖 15.2:因 hydrochloric acid 所致的化學灼傷。出現紅斑、水腫與大疱,其中部分為出血性。承蒙 Eugene Mirrer, MD 提供。

Fig. 15.3 Bilateral irritant contact dermatitis of the palms secondary to repeated contact with paint solvents. Extensive patch testing excluded allergic contact dermatitis in this professional paint and crayon illustrator. Courtesy Kalman Watsky, MD.

圖 15.3:因反覆接觸油漆溶劑而續發的雙側手掌刺激性接觸性皮膚炎。廣泛的貼膚試驗排除了這位專業油漆與蠟筆插畫家的過敏性接觸性皮膚炎。承蒙 Kalman Watsky, MD 提供。

Fig. 15.4 Irritant contact dermatitis caused by playing with slime composed of school glue, food coloring, and laundry detergent. Note the involvement of the web spaces. Components of homemade slime typically include glue, dye, and sodium borate (borax powder or within detergents) or boric acid. Courtesy Emily Berger, MD.

圖 15.4:因玩由學生用膠水、食用色素與洗衣精組成的史萊姆所引起的刺激性接觸性皮膚炎。注意指縫(web spaces)的侵犯。自製史萊姆的成分通常包括膠水、染料,以及 sodium borate(硼砂粉或存在於清潔劑中)或 boric acid。承蒙 Emily Berger, MD 提供。

Fig. 15.5 Irritant contact dermatitis of the hands due to chronic exposure to disinfectants.Courtesy Antonio Torrelo, MD.

圖 15.5:因長期暴露於消毒劑所致的手部刺激性接觸性皮膚炎。承蒙 Antonio Torrelo, MD 提供。

Fig. 15.6 Granuloma gluteale infantum, a form of chronic irritant contact dermatitis. Chronic exposure to urine and feces can lead to erosions and ulcerations (A); also referred to as Jacquet erosive dermatitis, as well as pseudoverrucous papules and nodules or erosive papulonodular dermatosis (B). Courtesy Julie V. Schaffer, MD.

圖 15.6:Granuloma gluteale infantum,一種慢性刺激性接觸性皮膚炎的形式。長期暴露於尿液與糞便可導致糜爛與潰瘍(A);也稱為 Jacquet erosive dermatitis,以及假疣狀丘疹與結節或糜爛性丘疹結節性皮膚病(B)。承蒙 Julie V. Schaffer, MD 提供。

Table 15.3 Clinical features suggesting an irritant or toxic etiology.

表 15.3:提示刺激性或毒性病因的臨床特徵。

Table 15.4 Irritant chemicals: uses, properties and side effects.

表 15.4:刺激性化學物質:用途、性質與副作用。

Table 15.5 Chemical compounds in plants responsible for chemical irritant contact dermatitis. For additional causes, see Table 17.6.

表 15.5:植物中造成化學性刺激性接觸性皮膚炎的化合物。其他成因請見表 17.6。