硫芥,英文全称 sulfur mustard(以下简称 SM),化学式为 C4H8Cl2S,是国际防化医学领域公认的难防难治化学毒剂之一,其临床救治具有早期易误诊、临床无有效诊断和救治措施、无特效解毒药等难题,其毒理机制虽经广泛研究但至今仍未完全清晰阐明,但硫芥对 DNA 的烷基化损伤被认为是其毒理作用的始发机制以及细胞毒性与生物毒性的物质基础。本文围绕建立高灵敏和高特异的 DNA 加合物定量分析方法,试图通过体内 DNA-加合物的高灵敏定量测定以回答硫芥经皮染毒的内暴露和 DNA 损伤问题。针对 SM-DNA 加合物的四种主要形式,N7-(2-羟乙基硫代乙基)鸟嘌呤(N7-HETEG),双[2-(N7-鸟嘌呤)]乙硫醚(Bis-G),O6-(2-羟乙基硫代乙基)鸟嘌呤(O6-HETEG),N3-(2-羟乙基硫代乙基)腺嘌呤(N3-HETEA),建立了高灵敏的 ID-UPLC-MS/MS 同时测定体内四种 DNA-加合物的分析方法,检测限达亚pg/mL 水平。系统检测了四种 SM-DNA 加合物在生物体内不同靶器官组织和体液中的分布和含量水平,以及时效、量效变化规律,以期定量阐述硫芥细胞毒性的物质基础与其毒性之间的相关性。结果表明：硫芥经皮染毒后 10 分钟即可从体内各脏器中检出 DNA-加合物,表明硫芥可以迅速跨越机体皮肤屏障和血脑屏障。各脏器中加合物水平均呈现较好的剂量依赖增加,其中骨髓、脑、肺和胰脏中单位 DNA 加合物的含量显著升高,是硫芥重点损伤靶器官；首次发现体内 Bis-G 加合物是丰度比例占第二位的 DNA 加合物,甚至在骨髓中成为主要的 DNA 损伤加合物,揭示了硫芥对骨髓中 DNA 更严重的损伤和毒性作用新特点；脑、胰脏等中 DNA-加合物修复或清除较慢,发现脂类含量高或被脂肪包裹的组织中 SM-DNA 加合物含量相对较高,提示芥子气可能存在体内“脂肪蓄积”的现象；30 天后仍然可以在尿液中检测出修复的 SM-DNA,呈现了良好的溯源性分析生物标志物。上述研究第一次系统揭示了硫芥经皮染毒后体内内暴露水平和各脏器损伤程度,并揭示了硫芥对 DNA 作用的新特点,为硫芥毒理作用机制的深入研究提供了物质基础。