更安全更友好的消毒劑

張文福

（軍事醫學科學院疾病預防控製所，北京 100071）

關鍵詞 消毒劑；微生物抗性；材料相容性；環境毒性；新技術

中圖分類號：R187 文獻標識碼：A 文章編號：1001-7658（2013）05-03-05

消毒劑是一大類具有殺滅和抑製微生物作用的化學產品。在城市化不斷發展的今天，使用消毒劑的機會越來越多。特別是傳染病預防、醫院感染控製、個人衛生、工農業生產、食品加工、空氣質量控製，以及(ji)日常生活的方方麵麵，消毒劑的使用數量正在逐年遞增。由於人們對環境與安全方麵的關注，近年來對消毒劑的安全使用與政府監管(guan)提出了新要求。

消毒劑具有各種各樣的分子活性基團與化學性質，也會產生係統(tong)毒性和基因毒性。有效使用消毒劑，需要全麵理解、掌握(wo)它們的化學性質，采取(qu)正確的使用與操作方法。消毒劑使用後(hou)，在環境中迅(xun)速稀釋，低於“有效殺菌濃度”。但在廢棄(qi)物中，亞致死劑量的消毒劑與致病菌、自(zi)然微生物等還會繼續形(xing)成一種“混合體”而相互作用、相互影響。現在，人們已經開始(shi)研究這種混合體的進(jin)一步結果以及(ji)可能的危害性。其中，已經發現有大量對消毒劑產生抗性的微生物，並且通過空氣、水、食物等媒介，向(xiang)更高(gao)生命(ming)體遷(qian)移，長期暴露就(jiu)會導致易感者發生疾病。本文將討(tao)論消毒劑使用中可能發生的這樣或那樣的危害性問題，以及(ji)探(tan)討(tao)如何生產出更安全、更有效的消毒劑
的原則與途徑。

1、 現有消毒劑存在的主要問題

1.1安全性與使用方麵的問題

首先，化學消毒劑的使用與存放，應遠離兒童，尤其是家庭產品更需要強調。消毒劑的誤服與嚴重的毒性報告，世界上常有發生。殺微生物劑的攝入毒性報告，及(ji)其可能產生的嚴重後(hou)果，未發表的數據是非常多的。這些令人關注的事件(jian)吸(xi)引人們注意消毒劑攝入的急性毒性。人類的大多數暴露來自(zi)消毒劑的常規使用。職業暴露可能產生免疫反(fan)應，包括(kuo)過敏和接觸性皮炎。美國加州報告的數據揭示，1991-1995年，次氯酸鈉、季銨鹽、氯氣和戊二醛等4類消毒劑，職業損害的發生數量較(jiao)高(gao)。大量醫護人員可能受到影響，這就(jiu)不是小事了。這種有害影響很少危及(ji)生命(ming)，但常常會影響機體操作、協調能力或自(zi)覺完成需要的程序。對醫療係統(tong)來說，這是一個不斷增加的負(fu)擔(dan)，嚴重的影響會導致長期損害。工作崗位上的消毒劑暴露對青年人的影響更大。因此，更加安全的消毒劑是高(gao)度期待的，而接觸消毒劑的工作人員（醫療、保潔、工業）的基礎培訓也是非常需要的。同時，規範的消毒劑標簽應含有簡單明了的儲存、應急處理的信息。

1.2環境毒性問題

使用後(hou)消毒劑的環境安全性，沒有得到廣泛(fan)的認(ren)識，隻是片(pian)麵認(ren)為這類化學產品針對人類健康。但是，現在環境中的消毒劑與大量消費產品混合，對人或對環境的影響是值(zhi)得研究的。大多數消毒劑中含有洗滌劑、惰性成分，也許是為了增強殺菌能力，但同時也提高(gao)了毒性。沒有廣泛(fan)而係統(tong)的研究與監測，很少有這方麵的證據。但是，我們已經認(ren)識到，與低於毒性臨(lin)界值(zhi)的單獨(du)化學成分比(bi)較(jiao)，多種化學複合物對環境的危害性更大。然而，遺憾的是消毒劑活性物質與副產物的相關研究還很少。

在醫療機構和工業部門，液體化學消毒劑的使用濃度與使用數量是相當大的。它們進(jin)入排汙係統(tong)後(hou)，或經處理或不處理，多以汙水、汙泥的形(xing)式進(jin)入地表水中。在下遊(you)可能會作為農業、工業、生活飲用水使用，如果不進(jin)行有效的化學物質清除，是有很大危害的。消毒劑與副產物在環境中的半衰(shuai)期可能很長，有時需要數周或數月(yue)時間。隻有飲水消毒副產物（DBPs，disinfection by products）形(xing)成受到科學重視(shi)。例如，水質氯化消毒副產物，可明確引起癌症(zheng)或腫瘤，所以得到相關法規管(guan)製。這隻是在飲水消毒處理與DBPs形(xing)成之間尋找(zhao)一種平衡的方法。但是，同樣的消毒劑在食品工業和許多消毒品領域高(gao)濃度、大量使用，同樣會產生高(gao)水平的DBPs，使消費者難以避免。其他飲水消毒劑產生的副產物，也是研究的熱點之一。國外的飲水消毒機構，使用單氯胺消毒劑替代氯氣消毒，也研究氯胺消毒的副產物，其中也產生亞硝胺副產物。但水體消毒時，產生的亞硝基二甲胺（NDMA）和其他亞硝胺的量遠遠低於食品與飲料加工時的產量。另外，臭氧作為強氧化劑，也用於飲水消毒，並能夠大大減少氯氣消毒時副產物的數量，但可產生潛在的溴酸鹽和可代謝的有機物。後(hou)者在臭氧含量低於殺滅劑量時，對微生物的生長有利。

大多數其他消毒劑的環境代謝、毒性研究資料還不多。實驗室研究發現，消毒劑及(ji)其副產物對敏感細胞可產生免疫毒性或基因毒性。隨著城市化進(jin)程，大量人口進(jin)入城市，消毒劑與微生物同樣在你城市聚集，人們接觸和暴露消毒劑及(ji)其副產物的機會更多了。

1.3基因毒性與微生物抗性問題

許多消毒劑中的活性成分直接與微生物核(he)酸、蛋白質、酶等發生作用。它們在多方麵幹擾DNA複製，包括(kuo)直接引起核(he)酸變(bian)性。有些化學消毒劑（如醛類等）是公認(ren)的致癌劑。有些組已經證實破壞激素活性。在亞致死劑量消毒劑的暴露或壓力下，微生物總是選擇性地引起敏感性降低。可以使用“耐受”與“抗性”詞彙描述這種對化學物質敏感的改變(bian)的現象(xiang)。如果在長期、重複性的藥物壓力之下，化學消毒劑的致突(tu)變(bian)性也會在低耐受性菌株中發生。敏感性降低使微生物在細胞膜水平上幹擾某些毒素進(jin)入細胞內。如果細胞膜對營養(yang)分子和其他有益物質的通透性改變(bian)，這種“踢除”機製會非常常見，導致競爭性抑製與休眠。微生物細胞已經建立了一種排除環境毒素的機製，即(ji)外排分子泵的作用，這在消毒劑抗性方麵貢(gong)獻很大。由於許多殺微生物劑可以與胞內大量化學物質反(fan)應，所以微生物很難（不可能）同時改變(bian)多個靶(ba)點，雖然大量證據說明這是革蘭(lan)陰性細菌的抗生素耐藥的機製。微生物應對外來毒素的另一個機製是產生大量的反(fan)應物質，整合毒素分子而使其無害化，這可以在細胞內、也可以代謝到細胞外發生。

微生物應對環境化學毒素的能力，可以相互傳導。對一種物質耐受，也會導致對其他物質耐受。微生物對亞致死濃度消毒劑的耐受，也會導致對抗生素的耐受。如文獻報告的Triclosan消毒劑（一種酚類消毒劑）就(jiu)是這樣的機製，並認(ren)為單一酶係統(tong)可能參與其中，但近來也有人認(ren)為推論過於簡單。交叉耐受在實驗室內的大腸杆菌和其他菌株中得到證實。耐受性微生物的克隆可以分離出來，但在大量外壞境中的情況如何，還不清楚。雖然證據不充分，但我們仍然擔(dan)心這種選擇性耐藥的菌株。在環境中季銨鹽消毒劑的長期作用下，產生的耐藥分離菌株對抗生素同樣耐受，這與一類整合子的共選擇有關。

有利或不利的證據均(jun)顯(xian)示，微生物的交叉抗性是有限(xian)的。有人通過實驗說明，抗生素耐藥與化學消毒劑的抗性並無直接關係。同時也有證據說明二者關係密(mi)切(qie)。此外，在純培養(yang)中出現的耐藥性，在環境中也可能丟失(shi)。歸根到底，這種耐藥現象(xiang)與分離菌株的實驗篩選方法、試驗體係有關。隨機突(tu)變(bian)導致的耐受性變(bian)化的幾率(lv)是極低的。因此，較(jiao)少樣本數量很難得到陽性結果。有人從2700個大腸杆菌（K12）分離株中篩選了共同基因突(tu)變(bian)體，發現飲水消毒劑耐受菌株對多種抗生素也具有耐受性。有人證明了環境中這種細菌突(tu)變(bian)株的大量存在。而且，在大腸杆菌和其他致病性細菌中很常見。

1.4材料相容性問題

醫療機構使用的消毒劑有一個重要的屬性石材料的相容性。需要定(ding)期消毒的醫療設備、大量管(guan)道與表麵，在確保殺菌效果的高(gao)濃度消毒劑作用下，會發生腐蝕與損壞。因此，消毒劑的研發與生產配方中需要考慮材料的相容性問題。例如，作為醫院清洗消毒中心常用的酸性洗滌劑中，常常添加對醫療器械腐蝕性更低的磷(lin)酸成分，而不會添加次氯酸，雖然後(hou)者的殺菌能力更強。第二個例子是管(guan)關於橡膠(jiao)，橡膠(jiao)在醫療設備與擠奶(nai)設備中普遍使用，使用含氯活性成分的清洗消毒劑進(jin)行衝洗，容易造成表麵開裂，需要定(ding)期更換(huan)，否則來自(zi)橡膠(jiao)老化的碳顆粒物就(jiu)會脫落。

現實中，材料的不相容性卻普遍存在。即(ji)使明顯(xian)惰性物質表麵也可能與消毒劑發生反(fan)應，這種反(fan)應還會消耗消毒劑，使表麵殺菌性能下降，特別是消毒藥用量不多時尤為明顯(xian)。此外，表麵出現汙漬時，可進(jin)一步損耗消毒藥劑，加重腐蝕並降低殺菌效果。因此，消毒劑生產商提供其產品的相容性說明，即(ji)可適用的各種材料的消毒表麵，是非常必要的。而用戶(hu)也需要谘(zi)詢或索取(qu)相關數據說明。表1中綜述了醫療機構中常常關注的消毒劑有效性與安全性方麵的主要問題。由於消毒劑在家庭、工業、各種社會團體中也大量應用，也可以參考該表。

表1醫療機構消毒劑有效性與安全性方麵的主要問題

1.5殺滅微生物能力問題

迄今為止，大多數消毒劑生產企業，任然依靠幾十年前的基礎研究成果。他們的產品隻不過是將那些古老的主要消毒活性成分進(jin)行再混合，並貼(tie)上新的商標而已。唯(wei)一值(zhi)得關注的是少量原創性研究和各種殺滅微生物效果驗證方法的改進(jin)。在很久以前，殺滅細菌是研究的主要目標，但在抗生素出現後(hou)，細菌性疾病已經變(bian)得很容易治(zhi)療，而現在或者未來，病毒性感染就(jiu)變(bian)得相當主要了。而且，大量病毒性感染都沒有明顯(xian)的症(zheng)狀而難以發現，並常常與其他感染或疾病伴隨出現。許多殺菌效果良好的消毒劑，殺滅病毒卻不一定(ding)十分有效，其原因是病毒的化學結構與細菌根本不一樣。那麼，在工業領域殺菌效果優秀的消毒劑，應用於醫療領域，需要證明其對病毒的滅菌效果嗎？這是一個具有相當爭議的問題，但是我們清楚地知道，醫療領域的目標微生物汙染種類是不確定(ding)的。
表2常用消毒劑及(ji)其特點

2、 更安全更友好的消毒劑新產品與新技術

更安全更友好的消毒劑，應該滿足下列要求：①非危險品；②對人得健康危害性極小；
③對物品無任何可見損害；④無任何使用方麵的限(xian)製；⑤生產、貯(zhu)存無特殊(shu)要求。為了推出上述新產品，各國均(jun)有相關的新法規、新的條(tiao)令條(tiao)例、新的標準、甚至(zhi)新的監督審批(pi)製度。具體參見各國政府網站上提供的信息。

消毒劑在許多不同的工業部門具有廣泛(fan)的市場，在各種社會團體、家庭也有廣泛(fan)的需求，這裏對全部應用進(jin)行詳細描述是不可能的。在此我們主要討(tao)論相關產品和新技術，及(ji)可能的潛在應用，包括(kuo)醫療領域、飲水、食品加工處理和居民生活應用等。需要說明的是，預測一個產品在特殊(shu)用途中的有效性是不可能的，我們對以下討(tao)論的新的技術與方法，更不能提供擔(dan)保。讀者應該知道：①驗證消毒劑有效的唯(wei)一方法是模擬(ni)實際情況，進(jin)行必要的測試；②明顯(xian)相似消毒劑的配方，在實際應用中的效果可能具有較(jiao)大差異(yi)。有趣的是，迄今可接受的新技術很少利用全新的殺菌活性成分。這可能並不奇怪，原因是新的活性生物，在注冊時需要提供毒理學方麵大量的研究資料。

當然，有許多天然活性物，可能具有殺滅微生物的潛力。僅我國相關文獻報告的有芳香化濕類中草藥，如藿香、蒼術、艾葉等；以及(ji)清熱解毒類中草藥，如金銀花、連翹、桉葉、大葉青、板藍根等。已經注冊上市的產品主要有：鬆樹油消毒劑（美國WAT-KIN公司）、茶樹油殺菌劑（tea tree germicide）、葡萄(tao)果提取(qu)物（grape fruit extract）、麝香草油（oregono oil）、檸檬果提取(qu)物（bio-citrus）、山楂核(he)提取(qu)物等。此外，大量微生物製劑，如：抗菌肽（antimicrobial peptide）、噬菌體（bacteriophag生物酶產品（如溶酶菌/溶葡萄(tao)球(qiu)菌酶）和益生菌發酵(jiao)產品等，也具有廣泛(fan)的應用前景。

總的來說，在全球(qiu)消毒劑發明中的主要趨勢，是避開那些具有明確殘留毒性的產品。由於盟推出了化學品再注冊（REACH）法規，這一趨勢在歐洲尤其突(tu)出，北美地區和亞洲地區則相對弱一點，但是也強調使用環境友好的消毒劑。近年來，在進(jin)行有效消毒處理之前，一個廣泛(fan)遵(zun)守的規則是先進(jin)行徹(che)底的清洗、清潔處理，這樣就(jiu)導致具有氧化作用的產品成為最佳選擇之一，因為它們本來就(jiu)是良好的清潔劑。例如過氧化物就(jiu)是如此。過氧化氫既是一種天然產生的化學成分，也是早期公認(ren)的消毒劑。而過酸類物質，早期並不認(ren)可，在某些情況下也不認(ren)為是天然產物。現在，過酸類物質，特別是過氧乙(yi)酸，已經是食品加工行業的支柱(zhu)產品了，在醫療領域的器械再處理中也有廣泛(fan)應用。單獨(du)過氧化氫的作用相對緩慢(man)，而新的配方中多添加有更安全的增效作用的活性劑，提高(gao)穿透性與殺菌速度，成為高(gao)校消毒劑。過氧化物雖然沒有公認(ren)的毒性殘留，但作為強氧化劑，對呼吸(xi)道黏膜具有刺激性，有時也有免疫毒性與基因毒性方麵的問題，高(gao)濃度時也有明顯(xian)的腐蝕性。

氧化劑方麵的創新，不限(xian)於過氧化氫，或過酸類配方的改進(jin)。也有人改進(jin)鹵素類消毒產品的性能、安全性與應用。創新的主要途徑可能包括(kuo)：①改進(jin)現有消毒劑有效性的條(tiao)件(jian)；②讓活性物質更有效地達到目標微生物方麵的創新；③活性物的獨(du)特結合或排列；④多技術的連續應用。附表3列舉了上述方法的應用例子，可能某些創新使用了兩種以上的途徑。具體理解時，這些方法可能會有重疊。此表知識進(jin)行了部分簡化，以便於大家理解。雖然我們沒有提供相關產品的商標與企業名稱，但讀者可以通過互聯網和綜述性文獻，進(jin)一步查閱(yue)相關資料。
表3創新消毒產品的途徑及(ji)其應用

3、 結束語

消毒劑殺菌活性的而提高(gao)與安全性的改進(jin)無必然聯係，除非是通過降低活性物的使用濃度。雖然，多部門將眼光聚焦在氧化劑上，但其他消毒成分也同樣得到改進(jin)，如新一代季銨鹽化合物就(jiu)具有更好的殺菌活性。也有人嚐試將酚類消毒成分進(jin)行納米乳化，來提高(gao)有效性，但納米技術本身也有環境安全的不確定(ding)性。

真菌的控製在民用消毒中尤為突(tu)出，有人發現在各種表麵使用無機鹽類產品可達到更加滿意效果。最近有報告，在醫院感染的微生物中，很難梭菌的比(bi)例上升，由於其可形(xing)成細菌芽(ya)孢，對消毒提出了新的挑戰(zhan)。一種傳染性海綿狀腦病的病原體，朊毒體對各種消毒產品均(jun)具有抵抗力，盡管(guan)相關研究有點進(jin)展，但幾乎沒有哪(na)個消毒劑生產商能夠提供相關產品。新發與再發傳染病時，為醫護人員和病人提供安全、有效的消毒產品，對流行病學家與感染控製人員來說，也是重要的挑戰(zhan)。除了消毒措施外，還應采取(qu)減少接觸、隔離、免疫、防護等綜合防控手段。相關法規，特別是產品注冊要求中，對更加安全、更高(gao)效消毒產品研發、測試、生產、銷售、使用方麵的描述，還不夠明確。需要利益相關者積極參與討(tao)論交流。
【參考文獻】

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