Examen des agents de guerre chimique et des options de traitement

Les agents de guerre chimique (AGC) sont définis comme « tout produit chimique toxique ou son précurseur qui peut causer la mort, des blessures, une incapacité temporaire ou une irritation sensorielle par son action chimique. « 1

Les AGC comprennent cinq catégories principales : les agents neurotoxiques, les asphyxiants, les agents vésicants, les produits chimiques industriels toxiques et les agents sanguins. Les agents incapacitants non létaux sont parfois inclus dans cette catégorie ; ces agents chimiques ne seront pas inclus dans cette revue.2

Dans cet article, nous aborderons un bref historique des CWA et l’importance cruciale de l’équipement de protection individuelle et de la décontamination. En outre, nous examinerons les principales catégories de CWA, les symptômes cliniques de l’exposition et les mises à jour récentes du traitement.


Le personnel d’urgence turc porte une victime d’attaques présumées aux armes chimiques en Syrie. AP Photo

Histoire de l’utilisation

Les historiens citent l’une des premières utilisations dédiées et ciblées des CWA dans la guerre comme étant la Première Guerre mondiale. L’armée française a utilisé du gaz lacrymogène et des composés à base d’acétone pour contrôler les foules ; le gaz de chlore a été placé dans des capsules et libéré lors de la bataille d’Ypres en 1915, et a été utilisé comme arme alternative après que l’armée allemande a épuisé les matériaux pour les armes explosives et a commencé à étudier et à utiliser les CWA3.

Plus tard, d’autres agents comme le phosgène et le cyanure ont été envisagés pour un usage militaire, car ces produits chimiques avaient des effets pulmonaires plus toxiques.3

Les agents neurotoxiques développés dans les années 1930 et 1940 ont été stockés pendant la guerre froide. Plus récemment, les agents neurotoxiques ont été utilisés dans la guerre Iran-Irak dans les années 1980, les attaques terroristes japonaises de la secte Aum Shinrikyo en 1995 et les attaques en Syrie en 2017.

La création de l’interdiction des armes chimiques en 1997 par l’Organisation pour l’interdiction des armes chimiques a étouffé le développement, l’utilisation et le stockage de ces matériaux à des fins militaires dans 148 nations.3,4

Protection & Décontamination

Le traitement efficace de tous les patients exposés aux CWA nécessite l’utilisation d’un équipement de protection individuelle (EPI) approprié et la décontamination précoce des patients par les premiers intervenants. L’EPI peut varier en fonction de l’exposition.

Compte tenu du potentiel de vaporisation de nombreux agents chimiques, il est recommandé que les premiers intervenants protègent leur peau et leurs voies respiratoires tout en fournissant une évaluation initiale à l’aide de masques complets, d’appareils respiratoires autonomes et de combinaisons complètes qui ne sont pas pénétrables par des matériaux liquides ou aérosolisés5. Bien que de nombreuses ambulances transportent des EPI pour protéger leur peau, peu d’entre elles transportent des respirateurs intégraux.

Une décontamination précoce par les premiers intervenants avec un EPI approprié est essentielle pour les soins des patients et du personnel d’urgence exposés à des produits chimiques.

Les patients doivent être décontaminés avant d’être placés dans une ambulance et avant leur arrivée dans un établissement de soins de santé afin de minimiser l’exposition et les risques pour les travailleurs de la santé.

La décontamination initiale comprend le retrait de tous les articles vestimentaires et le stockage dans des récipients scellés pour diminuer l’exposition persistante et l’aérosolisation du produit chimique.

En outre, tous les patients doivent être lavés soigneusement avec de l’eau et de l’eau de Javel diluée. Des stations de lavage oculaire doivent être utilisées pour une irrigation oculaire extensive afin d’éliminer l’exposition.

Des agents de détoxification peuvent être envisagés pour aider à la décontamination des armes chimiques. Par exemple, une solution d’hypochlorite peut être ajoutée pour décontaminer une exposition au gaz moutarde.6

Gérés par l’armée, les kits de décontamination cutanée M291 et la lotion réactive de décontamination cutanée (RSDL) sont également disponibles pendant les expositions ; des études ont démontré une décontamination supérieure avec la RSDL chez des modèles animaux exposés au soman, un agent chimique.7,8

Agents nerveux

Les agents nerveux comprennent deux catégories principales d’agents chimiques : les agents G et les agents V. Développés en premier, les agents G sont le sarin, le cyclosarin, le tabun et le soman. Les agents V comprennent : VE, VG, VM, VR et VX.

Les agents neurotoxiques ont une structure chimique similaire aux organophosphorés qui leur permet de se lier de manière covalente à l’acétylcholinestérase pour désactiver l’enzyme.4,9

Le principal mécanisme d’action des agents neurotoxiques est le blocage de l’acétylcholinestérase à la jonction neuromusculaire des récepteurs muscariniques et nicotiniques. L’acétylcholinestérase est la principale enzyme de dégradation de l’acétylcholine.

Le résultat du blocage des agents nerveux est une augmentation de la disponibilité de l’acétylcholine à la jonction neuromusculaire. Les agents neurotoxiques peuvent également avoir des effets sur les récepteurs du glutamate et des effets neurotoxiques directs.4

Les symptômes cliniques de l’empoisonnement par les agents neurotoxiques sont le résultat direct de la stimulation nerveuse muscarinique et nicotinique. La stimulation du nerf muscarinique entraîne les symptômes cliniques communément appelés SLUDGE :

  • Salivation;
  • Lacrymation;
  • Urination;
  • Diarrhée;
  • Détresse gastro-intestinale ; et
  • Emèse.

Les pupilles myotiques sont également fréquentes.

Plus important encore, les agents neurotoxiques provoquent les symptômes cliniques les plus dangereux pour la vie :
bradycardie, bronchospasme et bronchorrhée.

La stimulation du nerf nicotinique entraîne les symptômes cliniques suivants : spasmes/fasciculations musculaires, faiblesse, paralysie flasque et tachycardie. Les crises d’épilepsie sont fréquentes chez les patients qui ont été exposés à des agents neurotoxiques.

Il y a une mortalité élevée associée à l’exposition aux gaz neurotoxiques, qui survient principalement par insuffisance respiratoire secondaire au bronchospasme et à la bronchorrhée, ou par état épileptique.

Les agents neurotoxiques présentent également des périodes de latence clinique. La latence dépend de la voie d’exposition. Les expositions par inhalation ont généralement un début de symptôme quasi immédiat. Cependant, une exposition cutanée peut avoir une période de latence de quelques minutes/heures jusqu’à ce que les symptômes se manifestent.

La pharmacologie des agents nerveux est essentielle pour comprendre les options de traitement. Les agents neurotoxiques phosphorent l’acétylcholinestérase pour inactiver l’enzyme. Le complexe acétylcholinestérase-agent neurotoxique subira un processus appelé vieillissement, au cours duquel l’agent neurotoxique se lie définitivement à l’enzyme, rendant l’acétylcholinestérase complètement inactive. Le temps de vieillissement dépend de l’agent neurotoxique : Le Soman a l’un des temps de vieillissement les plus rapides, de 1 à 2 minutes, tandis que le temps de vieillissement du VX est de 30 heures.4,9

Traitement

Il n’y a pas d’antidote unique à l’empoisonnement par agent neurotoxique. Le traitement de l’empoisonnement par agent neurotoxique est une thérapie multimodale avec trois composantes principales : 1) l’atropine ; 2) une benzodiazépine ; et 3) une oxime.

L’atropine est un antagoniste compétitif du récepteur de l’acétylcholine qui produit des effets anticholinergiques. Elle aide à traiter les symptômes cliniques associés à l’empoisonnement par un agent neurotoxique mais n’a aucun effet direct sur l’agent neurotoxique. Les prestataires de soins de santé doivent administrer 2 mg d’atropine toutes les 5 à 10 minutes par voie intraveineuse ; les doses peuvent être doublées s’il n’y a pas d’amélioration des symptômes cliniques.

Une perfusion d’atropine peut également être commencée et doit être titrée en fonction des effets respiratoires (ex, sécrétions respiratoires, tachypnée), et non à la constriction pupillaire.

L’intubation précoce et l’utilisation d’un ventilateur sont essentielles pour soigner les patients empoisonnés par un agent neurotoxique et peuvent être nécessaires jusqu’à ce que des traitements supplémentaires soient administrés. Les benzodiazépines sont incluses dans les auto-injecteurs et les régimes de traitement pour gérer les crises.

Les oxime sont des nucléophiles qui se lient au composant phosphoryle des agents neurotoxiques, libérant par conséquent l’agent neurotoxique de l’acétylcholinestérase. Elles comprennent la pralidoxime (2-PAM), l’oxime de hagedorn (HI-6), l’obidoxime et le MMB-4.

La pralidoxime est une oxime courante utilisée pour traiter les intoxications aux organophosphates, mais son efficacité est limitée dans les intoxications aux agents neurotoxiques. Plusieurs études ont comparé l’efficacité de diverses oximes. Dans les modèles animaux in vitro et in vivo, pour les expositions au soman, au cyclosarin et au VX, le HI-6 est un traitement supérieur aux autres oximes.10


Plusieurs victimes d’une attaque chimique présumée au gaz sarin gisent sur le sol à
Khan Sheikhoun, à Idlib, en Syrie, en avril 2017. AP Photo/Alaa Alyousef via AP

D’autres études ont démontré que le régime optimal comprend HI-6, procyclidine et keppra. Dans des modèles de rats, ce « triple régime », lorsqu’il était administré à une et cinq minutes, prévenait ou mettait fin aux crises et avait amélioré la mortalité avec des doses létales et supraléthales de soman, de sarin et de cyclosarin.

Pour l’exposition au tabun, certaines données suggèrent qu’une quadruple thérapie de HI-6, de keppra, de procyclidine et d’obidoxime aidera à traiter l’exposition supraléthale au tabun.11-13

Un autre traitement prometteur est celui des enzymes hydrolysant les organophosphates (OPHE). Les OPHE sont des enzymes qui hydrolysent directement les complexes agent nerveux-acétylcholinestérase. À l’heure actuelle, la butyrylcholinestérase (BChE) humaine est l’OPHE la plus prometteuse.

Cependant, ces molécules ont actuellement une capacité catalytique et une stabilité biologique limitées. D’autres recherches sont nécessaires pour optimiser leur développement en vue d’une utilisation humaine.14,15

Enfin, la pyridostigmine a été utilisée par l’armée comme prophylaxie de l’empoisonnement par agent neurotoxique dans les zones à haut risque, plus particulièrement en cas d’exposition potentielle au soman. La pyridostigmine est un carbamate qui inactive de manière réversible l’acétylcholinestérase.

Par conséquent, la pyridostigmine prophylactique occupe temporairement les sites de liaison de l’acétylcholinestérase, empêchant la liaison de l’agent neurotoxique.15

La posologie prophylactique est de 30 mg toutes les huit heures par voie orale. Cependant, la principale limitation de la pyridostigmine est son incapacité à traverser la barrière hémato-encéphalique, laissant l’acétylcholinestérase centrale sensible aux agents neurotoxiques.

Agents vésicants

L’ypérite azotée et l’ypérite sulfureuse, plus communément appelées gaz moutarde, ont été développées et utilisées comme armes chimiques pendant la Première Guerre mondiale. Aujourd’hui, les composés dérivés de l’ypérite azotée sont utilisés comme chimiothérapie pour la leucémie et le lymphome.

Le gaz moutarde est un agent alkylant qui réticule l’ADN et bloque la réplication cellulaire. Bien que ce ne soit pas techniquement un agent gazeux, l’exposition se produit par inhalation lorsque le liquide s’évapore ou est aérosolisé.

Bien que le gaz moutarde ne soit généralement pas un agent chimique mortel, il provoque des lésions médicales aiguës et chroniques chez les personnes qui y sont exposées.

Dans la phase aiguë, l’exposition au gaz moutarde entraîne des lésions cutanées, oculaires et pulmonaires.

Selon la dose d’exposition, les patients peuvent ne présenter qu’une éruption érythémateuse (faible dose) ou de grandes cloques douloureuses qui peuvent se nécroser (forte dose).

De plus, il existe également une latence dans l’apparition des cloques cutanées qui peut retarder la décontamination et les soins médicaux. Les cloques cutanées peuvent entraîner une hypopigmentation de la peau à long terme, des cicatrices permanentes et augmenter le risque d’infection.

Les patients doivent être traités dans un centre dédié aux brûlés pour le soin des plaies et la gestion des fluides. En outre, il existe des preuves que l’utilisation d’une solution de povidone iodée peut diminuer les dommages sur les zones sans cloques si elle est appliquée immédiatement après l’exposition.16

Symptômes initiaux des lésions oculaires secondaires à l’exposition au gaz moutarde, y compris la douleur, la photophobie, l’injection sclérale et le larmoiement.

Ulcération cornéenne peut résulter si une exposition significative à haute dose se produit.17,18

Pour les lésions oculaires et l’exposition, les soins de soutien, y compris la décontamination initiale des yeux avec de l’eau, les lunettes sombres pour la gestion de la photophobie et l’évitement du bandage des yeux sont tous recommandés.16

Les lésions pulmonaires dues à l’exposition au gaz moutarde entraînent également des lésions pulmonaires aiguës et chroniques ; cependant, les séquelles à long terme associées aux poumons de l’exposition au gaz moutarde sont graves et débilitantes. Dans la phase aiguë, les lésions pulmonaires dues au gaz moutarde comprennent l’œdème pulmonaire et l’hémorragie pulmonaire.

Les séquelles tardives comprennent la bronchopneumopathie chronique obstructive (BPCO), l’asthme et la bronchiolite oblitérante (BOOP), qui sont causées par les changements fibrotiques qui se produisent.16,19

Certains patients exposés au gaz moutarde souffriront de neutropénie ou de pancytopénie. Comme pour les symptômes pulmonaires, il y a souvent une période de latence de 4 à 24 heures avant la présentation de cette anomalie de laboratoire.16 Les patients peuvent avoir besoin d’un traitement par facteur de stimulation des colonies pour la gestion et la récupération du nombre de globules blancs.16

Traitement

Des mesures de soutien sont généralement indiquées pour les lésions pulmonaires aiguës secondaires à une exposition au gaz moutarde. Les patients peuvent avoir besoin d’oxygène supplémentaire, d’une intubation et d’une ventilation mécanique. De plus, il existe des preuves limitées dans les modèles animaux que la N-acétylcystéine (NAC) est un traitement efficace pour les lésions respiratoires dues au gaz moutarde. En raison de ses propriétés antioxydantes et de piégeage des radicaux, des études de recherche menées sur des modèles animaux et humains suggèrent que la NAC est un traitement efficace.16,20

Dans les phases de traitement aigu et à long terme, la NAC a contribué à diminuer les symptômes respiratoires associés à l’inhalation de gaz moutarde. De plus, la NAC seule ou associée à la clarithromycine a amélioré la fonction pulmonaire chez les patients atteints de BOOP secondaire à une exposition au gaz moutarde.20

Asphyxiants

Les asphyxiants chimiques courants comprennent les gaz de monoxyde de carbone, de chlore, de phosgène et de sulfure d’hydrogène. Comme décrit ci-dessus, les gaz de chlore et de phosgène ont été l’un des premiers CWA utilisés par l’Allemagne pendant la Première Guerre mondiale. Ces deux gaz exercent leurs effets toxiques sur le système respiratoire.

Le chlore est un gaz asphyxiant utilisé dans diverses industries, notamment la production de polyuréthane et de polychloroéthène (PVC), la production de solvants chimiques et la stérilisation de l’eau. Ses effets toxiques sont principalement localisés au niveau des voies respiratoires supérieures et se produisent immédiatement après l’exposition. Le gaz de chlore peut également provoquer une irritation de la peau et des yeux.

En plus de la décontamination, certaines études ont testé l’utilisation de bicarbonate de sodium nébulisé ; les résultats ont suggéré une amélioration de la fonction pulmonaire sur la base d’études de laboratoire, mais globalement aucune amélioration de la survie.21

Le phosgène est également un gaz asphyxiant utilisé dans les industries des pesticides et des plastiques. Le phosgène a des effets toxiques directs sur les poumons et l’exposition entraîne un œdème pulmonaire fatal et un syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA).22

Traitement

L’œdème pulmonaire est souvent retardé jusqu’à 24 heures et entraîne une mortalité élevée. Les options de traitement en plus des soins généraux de soutien
, des diurétiques IV et de la ventilation mécanique sont limitées et n’ont été évaluées que dans des modèles animaux. Elles comprennent les corticostéroïdes IV, la N-acétylcystéine nébulisée et les bronchodilatateurs nébulisés.23,24

Agents sanguins

Les prestataires de services d’urgence sont souvent confrontés à une exposition au cyanure lorsqu’ils s’occupent de patients dans des incendies domestiques, mais c’est aussi un CWA. Le cyanure, ou cyanure d’hydrogène, est un acide faible qui bloque la cytochrome C oxydase et arrête la respiration mitochondriale. L’exposition au cyanure peut se faire par ingestion, absorption cutanée et inhalation.

Les patients atteints d’empoisonnement au cyanure présentent une détresse sévère avec tachycardie, cyanose et hypotension. L’anomalie de laboratoire la plus notable et menaçant le pronostic vital est une acidose métabolique sévère. Les convulsions sont fréquentes et un arrêt cardiaque peut survenir.

Il n’existe actuellement aucun test sanguin rapide au cyanure pour détecter l’exposition ; le diagnostic repose donc sur le contexte, les symptômes cliniques et la suspicion clinique.

Traitement

Il existe actuellement plusieurs antidotes pour le traitement de l’empoisonnement au cyanure. En raison du risque d’empoisonnements à grande échelle qui nécessitent un traitement immédiat, de nombreuses recherches visent à trouver des antidotes qui peuvent être administrés par voie intramusculaire (IM) sur le terrain par les premiers intervenants et avoir des effets de traitement immédiats.

Le kit de Lily, également connu sous le nom de Nithiodote, contient trois médicaments essentiels : le nitrite d’amyle, le nitrite de sodium et le thiosulfate de sodium. Le plus souvent, le nitrite de sodium est administré à une dose de 300 mg IV, ce qui provoque une méthémoglobinémie.

Le cyanure a une affinité de liaison plus élevée pour la méthémoglobine par rapport aux enzymes de la phosphorylation oxydative, et permet de rétablir la respiration cellulaire. Le risque associé à l’administration de nitrites est la formation de
méthémoglobine, qui n’a aucune capacité de transport d’oxygène.

Chez les patients exposés à des incendies domestiques, qui peuvent déjà souffrir d’hypoxie en raison de l’inhalation de fumée ou de lésions pulmonaires, l’administration d’un traitement par nitrites comporte un risque important. Le thiosulfate de sodium agit pour augmenter l’activité enzymatique de la rhodanase, une enzyme qui métabolise les sous-produits du thiocyanate.

L’augmentation de l’activité de cette enzyme permet d’éliminer plus rapidement le cyanure. Il est recommandé d’administrer 12,5 g de thiosulfate de sodium IV en cas de toxicité grave au cyanure.25,26

L’hydroxocobalamine est une thérapie plus récente pour l’intoxication au cyanure. Bien que développée et testée pour la première fois en 1952, l’hydroxocobalamine n’a pas été approuvée aux États-Unis avant 2006.

L’hydroxocobalamine a une forte capacité de liaison au cyanure et forme la cyanocobalamine ou la vitamine B12. Les cyanokits contiennent 5 g d’hydroxocobalamine qui sont reconstitués dans 100 ml de solution saline normale ou de solution de ringer lactée et administrés par voie IV en 7,5 minutes.

Similaire au cyanokit, le temps d’administration prolongé et la nécessité d’un accès IV sont deux limitations associées à l’utilisation de ce médicament dans les milieux de premiers répondants.25,26

Plus récemment, la nitrocobinamide et le sulfanagen ont été testés sur des modèles animaux comme antidotes intramusculaires possibles. La nitrocobinamide est un précurseur de la cobalamine qui a démontré une capacité de sauvetage dans les modèles animaux ; elle a une capacité de sauvetage encore plus grande lorsqu’elle est combinée avec le thiosulfate.27

Comparée à l’hydroxocobalamine, la cobinamide IV aussi efficace pour sauver les modèles porcins.28

Cette molécule contient deux fractions de 3-mercaptopyruvate ; les monomères de 3-mercaptopyruvate peuvent inactiver le cyanure pour produire du thiocyanate et du pyruvate.

Certaines études animales testant le sulfanagen et le sulfanagen combiné au nitrocobinamide ont montré une amélioration de la mortalité, suggérant que le sulfanagen est également une future thérapie prometteuse.29

Acide hydrofluorique

Non couramment utilisé comme arme, l’acide hydrofluorique est un produit chimique industriel utilisé dans l’électronique, la gravure du verre et d’autres industries chimiques. Cependant, une exposition non protégée à l’acide fluorhydrique peut présenter de graves risques pour la santé.

L’acide fluorhydrique est un acide faible facilement absorbé par la peau qui se lie et épuise les réserves de calcium et de magnésium. Les complexes de fluorure de calcium et de magnésium se déposent dans les tissus mous.

Les symptômes cliniques d’une intoxication locale à l’acide fluorhydrique comprennent une douleur intense dans la zone exposée. Les patients présentant une toxicité systémique ont généralement une détresse gastro-intestinale, des vomissements et des arythmies cardiaques.

La toxicité systémique se produit généralement lors d’expositions à une grande surface corporelle, par inhalation et par ingestion.

Les arythmies cardiaques peuvent résulter d’une hypocalcémie et d’une hyperkaliémie, une anomalie de laboratoire associée à l’exposition à l’acide fluorhydrique.30

Traitement

Le traitement de l’acide fluorhydrique comprend du calcium IV pour restaurer ces réserves ioniques. Les prestataires peuvent administrer du gluconate de calcium IV ou du chlorure de calcium IV, ainsi que du magnésium IV.

Un gel topique de gluconate de calcium peut être appliqué directement sur la zone ou le gluconate de calcium peut être infiltré localement.30 L’hyperkaliémie doit être gérée avec des régimes standard, y compris l’insuline/glucose IV, l’albutérol, le bicarbonate de sodium et/ou un agent de liaison.

Conclusion

Bien que les CWA continuent de poser une menace pour la santé humaine, la recherche en cours démontre des options de traitement prometteuses pour les premiers intervenants et les fournisseurs de soins de santé d’urgence.

De nouvelles thérapies qui peuvent être utilisées sur le terrain et sans accès IV seront cruciales pour protéger les patients et le personnel militaire des
menaces d’armes chimiques à grande échelle.

Des recherches supplémentaires devraient également continuer à évaluer les résultats de santé à long terme des patients qui endurent des expositions aux agents chimiques.

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