藥物性肝損傷的發病機制

王海珍， 李秀惠

首都醫科大學附屬北京佑安醫院

基金項目：重大新葯創製國家科技重大專項；北京市自然科學基金

藥物性肝損傷（DILI）明確診斷困難，早期DILI易被忽視。依據發病機制分為直接肝毒性及特異質肝毒性，直接肝毒性是藥物或代謝產物對肝臟的直接損傷，也稱固有型損傷，其損傷程度具有藥物劑量依賴性；特異質肝毒性是由代謝酶、轉運蛋白等相關細胞因子的基因多態性導致酶與蛋白功能異常，從而對某些藥物較易產生免疫應答反應，其損傷程度與藥物劑量無明確相關性。

發病機制

肝細胞的壞死、凋亡幾乎存在於所有的肝臟疾病中，不同點在於觸發凋亡的機制存在特異性。2005年，Kaplowitz提出特異性「上游」事件和非特異性「下游」事件假說。「上游」事件是與特異性藥物相關的代謝和解毒過程，是對肝臟的直接打擊；「下游」事件是肝細胞內不同程度損傷與細胞保護通路之間的失衡（細胞凋亡、先天免疫反應、修復再生等）。Russmann等於2010年結合逐步發展的分子生物學技術對上述假說進一步整合及分析闡述，主要分為3大步驟。（1）藥物或者其代謝產物的作用：①直接損傷引起肝細胞應激反應（內在途徑），②激活免疫反應（外在途徑），③和（或）直接損傷線粒體功能；（2）前者的這種「初始命中」導致線粒體膜通透性改變；（3）線粒體膜通透性改變最終導致肝細胞的凋亡。並結合多項研究突出了如人類白細胞抗原(HLA)等相關性基因在發病機制中的重要作用。同期，部分研究機構展開了候選基因關聯分析及全基因組關聯分析的深度研究，並從研究中意識到少量風險遺傳因子，為後繼研究引導了方向。

目前的研究提示，DILI的發生是多重因素綜合作用的結果，發生機制涉及藥物的直接肝毒性、特異質肝毒性、線粒體功能損傷、炎症反應等多個方面，下面就從這4個方面闡述DILI發病機制的研究進展。

藥物的直接肝毒性

藥物本身或代謝產物的直接肝細胞損傷，最常見的就是對乙醯氨基酚的肝毒性，其代謝產物N-乙醯醌亞胺就是毒性產物 。藥物在肝臟中需進行兩步反應，即Ⅰ相和Ⅱ相反應。

Ⅰ相反應：將藥物進行水解、氧化、還原，產生代謝產物，主要的代謝酶是細胞色素P450（CYP），CYP1A2、CYP2A6、CYP2D6及CYP2E1等都是和DILI相關的關鍵性氧化酶，其中CYP2E1不僅參與藥物的代謝，也是毒物前體成分的催化劑。CYP2E1基因c1/c1型是抗結核葯誘導的DILI發生的危險因素，且合併慢速乙醯化的氮乙醯轉移酶2基因型時可進一步增加抗結核葯誘導的DILI的發生率。mRNA對CYP的翻譯功能對蛋白的穩定性起決定作用，因此對mRNA的調控對DILI起重要作用，也是當今研究的熱點。

Ⅱ相反應：代謝產物與轉移酶結合成新的化合物，通過尿液或膽汁排出體外，而當大劑量藥物攝入，轉移酶數量供給不足，代謝產物的蓄積對肝細胞直接打擊，如此形成的肝毒素通常呈劑量及時間依賴性，且易受外界環境因素影響，是可重複的過程。藥物代謝酶已成為與DILI相關的分子研究的主要目標。谷胱甘肽S轉移酶(glutathione S-transferase，GST)是重要的代謝酶之一，GST在肝細胞溶質中具有高濃度，可以通過催化谷胱甘肽（GSH）與肝臟中活性代謝物的結合來降低毒性並促進尿液排泄。當肝臟嚴重損傷時，GST和GSH將從肝細胞質中釋放到血漿中，導致肝細胞質中GST活性降低。因此，GST的基因調控對GSH代謝具有決定性作用，臨床上對肝組織中GST活性水平的監測可能是診斷DILI的潛在策略。除此之外，尿核苷二磷酸葡萄糖醛酸轉移酶(UDP glucuronosyl transferase，UGT)作為Ⅱ相反應中另外一個重要的轉移酶，是一大類能催化葡萄糖醛酸與親核底物結合的酶家族，主要存在於肝臟，與微粒體膜相結合，催化肝臟生物轉化作用Ⅱ相反應中葡萄糖醛酸結合反應，多項研究表示基因UGT1A9、UGT147與DILI發病具有顯著相關性。另外，這些代謝產物的堆積可能影響膽汁的分泌而造成膽汁淤積，膽汁酸的堆積可引起肝細胞、膽管細胞的間接損傷。

特異質肝毒性

特異質肝毒性主要是免疫相關性損傷，也被稱為間接性損傷，在部分特異性個體中出現，最常見藥物是抗微生物劑，如阿莫西林、硝基呋喃糖、磺胺甲惡唑、環丙沙星和異煙肼，可以激活體液免疫完成免疫應答，從而造成肝細胞損害，這些機制與藥物的劑量、給葯途徑、持續時間等關係並不明確，相比直接損傷，也很少出現重複。用於分子靶向治療的部分藥物（如酪氨酸激酶抑製劑和TNFα抑製劑）也可以誘導特異性藥物反應，藥物或代謝產物與特異蛋白結合形成新的免疫複合物，在具有HLA等位基因的少數個體中，藥物及其活性代謝物可以通過抗原遞呈細胞刺激免疫系統，激活和增殖T淋巴細胞，導致肝細胞死亡。Petros等在近期的實驗研究中得出HLA-B*57對抗結核和抗逆轉錄酶病的藥物具有敏感性，其誘導的肝毒性主要是膽汁淤積型。

線粒體損傷

線粒體在代謝過程中參與三羧酸循環、氧化磷酸化、脂肪酸代謝等多種代謝過程，藥物應激使線粒體破壞，從而破壞機體的固有循環過程，各種物質氧化不完全，如乳酸增多和三醯甘油沉積，造成肝細胞脂肪變性。通過觸發線粒體膜通透性轉變和線粒體膜電位的破壞，線粒體中活性氧的廣泛生產是肝損傷的關鍵步驟。線粒體超氧化物歧化酶（SOD2）用於清除線粒體中的超氧化物，谷胱甘肽過氧化物酶（GPX1）主要用於還原有毒的過氧化物。Lucena等基於基因學研究得出結論，SOD2和GPX1多態性基因協同可增強DILI的風險，SOD2 Ala/Ala和GPX1 Leu/Leu的基因攜帶者更傾向於膽汁淤積/混合型DILI。

炎症反應

DILI誘發的炎症被稱為無菌炎症，外環境中隱藏的相關損傷分子在組織損傷時釋放並激活免疫細胞上的受體，從而產生免疫應答，如促炎因子的產生和損傷細胞定位。有研究表明，分泌型白細胞蛋白酶抑製劑可以通過調節單核細胞、巨噬細胞功能在對乙醯氨基酚誘發的急性肝衰竭中成為抗炎反應的關鍵介質。

中草藥肝損傷的發病機制

中草藥相關性肝損傷（herd-induced liver injury，HILI）是指中藥、天然藥物及相關製劑引起的肝損傷。我國屬於中草藥及其相關製劑應用大國，截至2016年3月，國家食品藥品監督管理局公布的國產保健品目錄中含決明子的保健食品有440 種，含何首烏的保健食品有282種，含蘆薈的保健食品有253種，含大黃的保健食品有66種。在既往很多DILI臨床回顧研究的文獻中，中草藥作為誘發藥物的案例都位居領先地位。由於這些原因，中華中醫藥學會在大量數據鏈的基礎上於2016年頒布了《中草藥相關肝損傷臨床診療指南》，為HILI的診斷提供更加詳細的證據。醫學前輩在中草藥的幾千年臨床應用中總結了很多毒性藥物，如附子、烏頭等。近年來，隨著HILI研究的深入，部分原未提示致毒性的中藥出現了不同程度的肝酶異常、肝細胞的變性壞死，如補骨脂、吳茱萸等。其中蒽醌類成分是最常見的中藥毒性成分，是大黃、何首烏、決明子、蘆薈等中藥的主要活性成分，具有瀉下、保肝、降血壓、降血脂、抗菌消炎等藥理作用，主要存在於很多瀉下劑中，其不良反應以結腸黑變病為主，伴發不同程度的肝損傷，長期使用含蒽醌類成分的藥品或保健品會造成消化系統、泌尿系統、生殖系統、免疫系統、呼吸系統的毒性，其毒性程度與給葯時間、給藥劑量、炮製有關。中草藥相對化學藥物成分更加複雜，其製法、配伍等對單一成分的環境影響不容忽視。

HILI的發病機制除外DILI研究中得出的結論，研究者們近幾年對中草藥的單一分子生物學研究也取得了明顯進展。Wang等於2017年結合現有的研究手段提出計算機毒理學方法，在15種化合物中，Ascore值＞ 3000中的7種（大黃素、槲皮素、芹菜素、白藜蘆醇、沒食子酸、山奈酚和木犀草素）與肝毒性明顯相關；通過對HILI的臨床數據整合及分子機制的探索，篩查肝毒性基因後，構建複合靶點相互作用網路。關於何首烏的一項研究分析結果表明，凋亡與代謝之間的多重肝損傷相互作用考慮是何首烏誘導的結果，並已完成常規化合物中途徑驗證，例如谷胱甘肽代謝、CYP代謝和p53途徑等均存在異常，這種方法也有助於鑒定新型肝毒性草藥。Su等在大鼠實驗中將化學藥物及中藥進行隊列研究，標記血清mRNA，結果揭示候選miRNA（miR-122、miR-192和miR-193）的時間和劑量依賴性特徵對具有肝毒性的化學藥物及中藥均具有潛在診斷作用，還有很多相關性風險基因在研究和探索中。

小結與展望

人們生活方式的改變，用藥原因的變化，在DILI原誘發藥物的基礎上出現了一些新型藥物，如美白葯、減肥藥、分子藥物保健品等。美國2012年發布的LiverTox網站及中國2014年發布的HepaTox網站分別記錄了700餘種及400餘種常見藥物的肝損傷信息，在臨床指導用藥規範中發揮著重大作用。

在我國DILI的病例主要來源於醫療機構的患者，由於大眾缺乏對藥物安全問題的認知及醫療系統用藥不規範的情況尚存在等原因，DILI的發病率仍處於上升趨勢。DILI的發病機制隨著分子生物學研究的深入也出現漸進性的發展，中醫藥文化在世界大環境中不斷地自我提升及與西方醫學的相互碰撞，更加促進了世界對中藥的認知及客觀評價。

DILI誘因藥物繁多，影響因素複雜，對藥物的實驗研究還不夠完善，DILI也成為了新葯研發上市、葯監部門警示和藥品撤市的主要原因。因此，更加明確的發病機制、更準確的預測生化指標是當今研究的重點與難點。這一過程精細繁雜，需要多領域專家，包括藥物、毒理學、臨床醫生等協同合作，更加深入的研究，儘早探索出潛在的生物標誌物，推進臨床治療及藥物開發。

引證本文：王海珍， 李秀惠. 藥物性肝損傷發病機制研究進展［J］. 臨床肝膽病雜誌, 2018, 34(4): 883-887.

(本文編輯：朱晶)

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