有機リン酸系殺虫剤ジイソプロピルフルオリン酸の急性中毒後のミダゾラム抵抗性発作と脳梗塞．

Midazolam-Resistant Seizures and Brain Injury after Acute Intoxication of Diisopropylfluorophosphate, an Organophosphate Pesticide and Surrogate for Nerve Agents.

• Xin Wu
• Ramkumar Kuruba
• Doodipala Samba Reddy

抄録

殺虫剤ジイソプロピルフルオロリン酸塩（DFP）や神経剤サリンなどの有機リン酸塩（OP）は、痙攣、状態てんかん（SE）、脳障害を誘発する致死的な化学物質である。ミダゾラムは、シナプスのGABA-A受容体のベンゾジアゼピン調節薬であり、現在、神経剤の新規抗けいれん薬として検討されている。ここでは、化学的脅威剤であり神経剤の代理薬であるDFPに曝露したラットを対象に、ミダゾラム（0.2-5 mg/kg, i.m.）の保護効果の時間経過を明らかにした。DFP曝露後24時間、行動および脳波（EEG）発作をモニターした。脳損傷の程度は、神経変性および神経炎症の有効なマーカーを用いた不偏不党の立体解析により、DFP曝露から3日後に決定した。発作はDFP被曝後8分以内に誘発され、その後数時間持続する持続性の痙攣へと進行した。DFP曝露は、大規模な神経細胞の損傷や壊死、主細胞や介在ニューロンの神経変性、海馬、扁桃体、その他の脳領域におけるミクログリアやアストロサイトの広範な活性化によって明らかな神経炎症をもたらした。ミダゾラムは、DFP曝露後早期（10分）に投与すると、発作、神経変性、神経炎症を抑制したが、40分後以降に投与すると効果が低かった。第一応答者や入院時の実用的な治療ウィンドウをシミュレーションした遅延治療（40分以上）は、発作保護と神経保護の低下と関連していた。これらの結果は、DFPに誘発された発作と脳損傷がミダゾラムによる遅延治療に漸進的に抵抗性を示すことを強く再確認し、OP中毒後のベンゾジアゼピン不応性SEを確認した。したがって，難治性SEの効果的な治療には，ミダゾラムよりも優れた新規の抗けいれん薬，またはその有効性を高める補助療法が必要である。

Organophosphates (OP) such as the pesticide diisopropylfluorophosphate (DFP) and the nerve agent sarin are lethal chemicals that induce seizures, status epilepticus (SE), and brain damage. Midazolam, a benzodiazepine modulator of synaptic GABA-A receptors, is currently considered as a new anticonvulsant for nerve agents. Here, we characterized the time course of protective efficacy of midazolam (0.2-5 mg/kg, i.m.) in rats exposed to DFP, a chemical threat agent and surrogate for nerve agents. Behavioral and electroencephalogram (EEG) seizures were monitored for 24 hours after DFP exposure. The extent of brain injury was determined 3 days after DFP exposure by unbiased stereologic analyses of valid markers of neurodegeneration and neuroinflammation. Seizures were elicited within ∼8 minutes after DFP exposure that progressively developed into persistent SE lasting for hours. DFP exposure resulted in massive neuronal injury or necrosis, neurodegeneration of principal cells and interneurons, and neuroinflammation as evident by extensive activation of microglia and astrocytes in the hippocampus, amygdala, and other brain regions. Midazolam controlled seizures, neurodegeneration, and neuroinflammation when given early (10 minutes) after DFP exposure, but it was less effective when given at 40 minutes or later. Delayed therapy (≥40 minutes), a simulation of the practical therapeutic window for first responders or hospital admission, was associated with reduced seizure protection and neuroprotection. These results strongly reaffirm that the DFP-induced seizures and brain damage are progressively resistant to delayed treatment with midazolam, confirming the benzodiazepine refractory SE after OP intoxication. Thus, novel anticonvulsants superior to midazolam or adjunct therapies that enhance its efficacy are needed for effective treatment of refractory SE.

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