Stevens-Johnson綜合征和中毒性表皮壞死松解癥相關藥物基因組學的研究進展

王怡平 俞光巖

Stevens-Johnson綜 合征（Stevens-Johnson syndrome，SJS）和中毒性表皮壞死松解癥（toxic epidermal necrolysis，TEN）是累及皮膚和黏膜的藥物不良反應（adverse drug reactions，ADRs）。1922年美國兒科醫師Albert Mason Stevens和Frank Chambliss Johnson最先發表了兩例黏膜受累的皮膚剝脫病例，該病因此命名為Stevens-Johnson綜合征[1]。1956年Alan Lyell首先描述了中毒性表皮壞死松解癥（TEN）[2]。Bastuji-Garin等在1993年首次定義嚴重皮膚不良反應（severe cutaneous adverse reaction，SCAR）并將其分為5個亞型，認為SJS和TEN是嚴重皮膚不良反應疾病譜中的兩種不同表型[3]。世界變態反應組織（WAO）2014年對SCAR的定義包括以下類型：SJS（累及皮膚面積＜10%）、SJS/TEN（累及皮膚面積10%～30%）、TEN（累及皮膚面積＞30%）和藥物引起的超敏反應綜合征（drug-induced hypersensitivity syndrome，DHS）/嗜酸性粒細胞增多伴全身癥狀的藥物反應（drug reaction with eosinophilia and systemic symptoms，DRESS），目前認為SJS/TEN是對藥物的遲發型超敏反應。該病臨床罕見，發病率約為5.76例/百萬人年，亞裔和非裔人群的發病率為白種人群的兩倍，無性別差異，1至10歲兒童和80歲以上患者發病風險最高[4]。兒童SJS發病率為5.3例/百萬人年、SJS/TEN為0.8例/百萬人年，TEN為0.4例/百萬人年，紅斑狼瘡、HIV感染、血液病和某些感染（如真菌感染）以及肝腎疾病與SJS/TEN發生明顯相關[5，6]。該病發病率低但死亡率高，成人的總死亡率約為30%[7]，兒童約為0%～7.5%[4，5]，HIV感染、惡性腫瘤、敗血癥、細菌感染和癲癇是死亡的危險因素[6，8，9]。SJS/TEN臨床常表現為“流感樣”前驅癥狀如乏力、發燒和肌肉疼痛，隨后在口、眼、生殖器出現皮膚黏膜病損，常出現眼部（干眼癥為主）[10]以及胃腸道和呼吸道黏膜表面的并發癥，嚴重者可出現多器官受累，甚至死亡[11]。SJS/TEN具體發病機制尚未明確，肝腎功能障礙以及藥物代謝酶功能障礙可能增加藥物不良反應風險，免疫功能受損也可能與發病相關[8]。

目前發現100多種可導致SJS/TEN的藥物[12]，其中磺胺類（醋甲唑胺和乙酰唑胺）、抗驚厥藥（苯妥英鈉、苯巴比妥、卡馬西平和拉莫三嗪）、非甾體類抗炎藥、氧化抑制劑（別嘌呤醇）和抗逆轉錄病毒藥（奈韋拉平）致病風險較高且與使用劑量直接相關[13]。服藥后3個月內發生SJS/TEN風險較高，之后急劇下降[5，6]。隨著藥物基因組學和人類基因組學的發展，目前已證實多個人類白細胞抗原（HLA）基因與SJS/TEN發病明顯相關。HLA基因具有高度的遺傳多態性，是調控T細胞受體抗原呈遞繼而引發免疫反應的關鍵，包括三類基因：Ⅰ類基因包括HLA-A、HLA-B、HLA-C等基因座；Ⅱ類基因主要有HLA-DR、HLA-DQ、HLA-DP 3個亞區；Ⅲ類基因主要是與補體相關的基因，如C4A、C4B、BF、C2以及21-羥化酶基因（CYP21）等[14]。不同藥物引起的SJS/TEN具有特異性遺傳標志物，且具有明顯的種族差異性。

一、芳香族抗驚厥藥物引起SJS/TEN的遺傳易感性

芳香族抗驚厥藥物如卡馬西平（carbamazepine，CBZ）、奧卡西平（Oxcarbazepine，OXC）、拉莫三嗪（Lamotrigine，LTG）、苯妥英鈉（Phenytoin sodium，PHT）和苯巴比妥等，常用于治療癲癇、三叉神經痛和雙相情感障礙，用藥者可出現不良藥物反應，從最常見的斑丘疹性皮疹（maculopapular exanthema，MPE）到危及生命的SJS/TEN，程度不一。不良反應主要是由于苯環代謝芳烴氧化物累積并共價結合細胞大分子以啟動直接的細胞毒性，或形成半抗原以誘導超敏反應[15]。已有許多關于芳香族抗驚厥藥物在亞洲和歐洲人群引起皮膚藥物不良反應遺傳易感性的研究，顯示其與HLA等位基因有很強相關性。

1.卡馬西平（CBZ）

Chung等在2004年最先提出SJS/TEN的發病具有遺傳易感性，在其對中國臺灣漢族人群的研究中，發現HLA-B*15∶02和CBZ引起的SJS/TEN（CBZ-SJS/TEN）強相關（100%的靈敏度和97%的特異性），所有44例SJS患者都攜帶該等位基因，而CBZ耐受者的等位基因頻率（3%）低于一般人群（8.6%）[16]。在東南亞、南亞其他國家也報告了相似結論：2008年在泰國[17]、2009年在印度[18]、2011年在馬來西亞[19]、2014年在新加坡[20]亦發現HLA-B*15∶02與CBZ-SJS/TEN強相關。然而該結論并非在所有亞洲人群適用，2013年He等[21]和Wang等[22]幾乎同時報告中國東北漢族人群中HLA-B*15∶02與CBZ-SJS/TEN的相關性不如中國南方漢族人群密切，而HLA-A*33∶03、HLA-B*58∶01、HLA-C*03∶02，HLA-DQB1*03∶03和HLA-DRB1*07∶01可 能 與CBZ-SJS/TEN存在弱相關。2013年Hsiao等對中國漢族194例CBZ引起的超敏反應（51例MPE，23例DRESS，112例SJS/TEN，其他表型8例）和152名CBZ耐受者檢測HLA-A/HLA-B基因型、基因頻率和藥物使用劑量，結果顯示HLA-B*15∶02與CBZ-SJS/TEN相關性最強，同時報告HLA-B*40∶01與CBZ-SJS/TEN負相關，而CBZ使用劑量沒有明顯影響[23]。2017年Ou等對中國云南省九個少數民族的研究結果顯示，HLA-B*15∶02等位基因頻率在4.25%～15.36%之間，各民族差異較大[24]。2010年Kaniwa等對日本人群的研究結果顯示，CBZ-SJS/TEN與HLA-B*15∶02等位基因無關，而與HLA-B*15∶11強相關[25]。2010年Ikeda等在CBZ導致藥物不良反應的日本人群中進行了HLAⅠ類基因座檢測，結果顯示對于嚴重的藥物不良反應，HLA-B*15∶18、HLA-B*59∶01和HLA-C*07∶04風險較高（＞10.0）[26]。2017年Park在韓國的研究結果顯示，CBZ-SJS/TEN與HLA-B*15∶02等位基因無關，而與HLA-B*15∶11和HLA-A*31∶01等位基因有關[27]。在其他地區的研究也發現了不同的聯系：2011年McCormack等通過對北歐人群進行HLA的全基因組測序，提出HLA-A*31∶01等位基因CBZ-SJS/TEN相關，等位基因存在則發病風險從5.0%增加到26.0%，等位基因缺失則降低到3.8%[28]。可見，HLA區域可能含有與SJS相關的重要基因，但HLA-B*15∶02、HLA-B*15∶11和HLA-A*31∶01不是普遍標志物，而是具有種族分布差異的特異性遺傳標志物。目前已知HLA-B*15∶11與HLA-B*15∶02都屬于HLA-B75血清學類型。Kim等在2011年在韓國對24例患者和485名志愿者進行HLA全基因測序，結果顯示實驗組HLA-B75血清型的頻率顯著高于對照組，表明CBZ-SJS/TEN可能與B75血清學類型（HLA-B*15∶11與HLA-B*15∶02）兩者都有關而不是單一亞型等位基因。亞洲國家之間的差異可能主要是由于B75亞型等位基因頻率的差異所致。在韓國人群的B75血清學類型中，B*15∶11（1.96%）基因頻率比HLA-B*15∶02（0.2%）高[29]。2018年Sukasem等在泰國通過基因分型進行病例對照研究，結果顯示HLA-B*15∶02與CBZ-MPE和CZB-SJS/TEN顯 著 相 關，HLA-B*15∶21也 與CBZ-SJS/TEN相 關，HLA-B*58∶01則 與CBZ-MPE和CBZ-DRESS相關[30]。由此猜想各種族的HLA-B等位基因頻率不同從而顯現出特異性遺傳標志物具有種族分布差異的表象。現有數據顯示，亞洲人群中HLA-B*15∶02等位基因的頻率普遍高于歐洲白種人群，HLA-B*15∶02與CBZ-SJS/TEN強相關，亞洲國家中SJS和TEN的發病率較高也得以解釋。目前報告與CBZ-SJS/TEN相關基因有：HLA-B*15∶02、HLA-B*15∶11、HLA-B*15∶18（和其他B75血清型等位基因）、HLA-B*15∶21、HLA-B*59∶01、HLA-B*58∶01、HLA-C*07∶04、HLA-A*31∶01。

2.奧卡西平（OXC）

目前發現OXC-SJS/TEN發生率和嚴重性明顯低于CBZ-SJS/TEN。2013年Lv等報告HLA-B*38∶02與北方漢族人群中的OXC-MPE相關[31]。2016年Moon等在韓國的大量隊列研究首次證實了OXC引起的MPE與HLA-B*40∶02和HLA-DRB1*04∶03顯著相關，與OXC耐受組、對照組相比，OXC-MPE組的HLA-B*15∶01基因頻率顯著降低，而眾所周知的與CBZ-SJS/TEN相關的HLA-B*15∶02、HLA-A*31∶01和HLA-B*15∶11在三組間沒有差異[32]。目前報告的與OXC-SJS/TEN相關的等位基因有HLA-B*15∶01、HLA-B*38∶02、HLA-B*40∶02和HLA-DRB1*04∶03。

3.拉莫三嗪（LTG）

目前針對拉莫三嗪相關的藥物基因組學研究較少，2007年Man等在中國香港最先提出HLA-B*15∶02可能與LTG和PHT引起的SJS/TEN相關[33]。2008年Lonjou等報告HLA-B*38與歐洲人群中的LTG-SJS/TEN相關[34]。2015年Zeng等的meta分析顯示漢族人群中HLA-B*15∶02與LTG-SJS/TEN之間確實存在統計學關聯[35]。2017年KoomdeeN等在泰國患者中的研究結果顯示，HLA-A*02∶07與LTG-cADRs（包括SJS/TEN）相關，HLA-A*33∶03、HLA-B*15∶02和HLA-B*44∶03和LTG-MPE相關[36]。目前報告的與LTG-SJS/TEN相關的等位基因有HLA-B*15∶02、HLA-B*38、HLA-A*02∶07、HLA-A*33∶03和HLA-B*44∶03。

4.苯妥英鈉（PHT）

2008年Locharernkul等首次報告HLA-B*15∶02與泰國人群中的PHT-SJS/TEN之間的強關聯[17]。2010年Hung等提出HLA-B*13∶01、HLA-Cw*08∶01和HLA-DRB1*16∶02也與漢族人群中的PHT-SJS/TEN的關聯[37]。2014年Chung等通過對臺灣漢族PHT-SCARs人群全基因組測序，提出CYP2C9*3與PHT-SCARs強相關，并且進一步得到了PHT-SCAR患者血漿內PHT延遲清除的證據[38]。2017年Chang等驗證了先前的結論，并首先報告HLA-B*15∶13與PHT-SJS/TEN顯著相關[39]。目前報告的與苯妥英鈉引起的SJS/TEN相關的等位基因有HLA-B*15∶02、HLA-B*13∶01，HLA-Cw*08∶01、HLA-DRB1*16∶02、HLA-B*15∶13和CYP2C9*3。

5.苯巴比妥

對苯巴比妥的研究極少。2013年Manuyakorn等首先提出在泰國兒童中苯巴比妥引起的SCAR與CYP2C19*2有 關[40]。2016年該團隊又報告了HLA-A*01∶01和HLA-B*13∶01與泰國兒童中苯巴比妥引起的SCAR相關[41]。

芳香族AEDs（卡馬西平，苯妥英鈉，苯巴比妥）引起cADRs時的交叉反應是公認的，交叉反應機制是由于芳香族AEDs中毒性羥基化芳香族代謝物的積累。2010年Hung SI等率先提出OXC、PHT和LTG具有與CBZ一樣的芳香環，且具有共同的風險等位基因，在HLA-B*15∶02攜帶者中引起SJS/TEN的芳香族抗癲癇藥物致病機制可能相似[37]。

二、別嘌呤醇引起的SJS/TEN遺傳易感性

別嘌呤醇（allopurinol）常用于治療痛風性關節炎和尿酸鹽腎病，通過抑制黃嘌呤氧化酶來降低尿酸的形成。2005年Hung等首先報道了漢族人群中HLA-B*58∶01和allopurinol-SCARs之間強相關[42]。隨后，2008年在日本[43]、2009年在泰國[44]都證實了這一結論。2016年Ng等提出HLA-B*58∶01基因頻率與疾病嚴重程度呈正相關[45]。目前報告的與別嘌呤醇引起的SJS/TEN的相關基因為HLA-B*58∶01。

三、抗生素引起的SJS/TEN遺傳易感性

2008年Lonjou等報告HLA-B*38∶02與北歐人群中的磺胺甲惡唑引起的SJS/TEN明顯相關[34]。2013年Zhang等在中國廣東、山東、云南進行全基因組測序，首次提出位于HLA-B和MICA基因座之間的SNP rs2844573與麻風病患者中的氨苯砜過敏綜合征顯著相關，并證實HLA-B*13∶01與氨苯砜-DRESS強相關，具有85.5%的敏感性和85.7%的特異性[46]。2018年Chen等提出在HLA-B*13∶01與臺灣、泰國人群中氨苯砜引起的DRESS強相關，首次提出可能的致病機制：表達HLA-B*13∶01的抗原呈遞細胞與氯苯砜同時培養時，殺傷性T細胞將特異性活化，從而引發嚴重藥物不良反應[47]。復方新諾明是一種磺胺類抗炎藥，2016年Kongpan等報告了HLA-B*15∶02、HLA-C*06∶02和HLA-C*08∶01與復方新諾明引起的SJS/TEN明顯相關[48]。

四、非甾體類抗炎鎮痛藥物引起的SJS/TEN遺傳易感性

昔康（Oxicam）為非甾體類抗炎鎮痛藥。2008年Lonjou等首次報告HLA-B*73∶01與歐洲人群中昔康引起的SJS/TEN明顯相關[34]。

五、感冒藥（cold medicine，CM）引起的SJS/TEN遺傳易感性

2014年Ueta等對日本、印度、巴西跨種族研究證實，HLA-A*02∶06（印度、巴西、日本）和HLA-B*44∶03（日本、韓國）與伴有嚴重眼部并發癥（serious ocular complications，SOC）的CM-SJS/TEN顯著相關[49]。該團隊在2015年首先發現IKZF1與伴嚴重黏膜受累（SMI）的CM-SJS/TEN明顯相關，日本、韓國和印度受試者中IK2/IK1比可能受IKZF1單核苷酸多態性影響[50]。2017年Wakamatsu等在巴西的研究結果顯示，HLA-A*66∶01在巴西和歐洲血統中與伴有SOC的CM-SJS/TEN明顯相關，HLA-B*44∶03和HLA-C*12∶03只與歐洲血統伴有SOC的CM-SJS/TEN明顯相關，HLA-A*11∶01與伴SOC的CM-SJS/TEN呈負相關[51]。

六、其他藥物引起的SJS/TEN遺傳易感性

醋甲唑胺（Methazolamide）是一種碳酸酐酶抑制劑，可降低眼球內的液體壓力，用于治療慢性開角型青光眼和繼發性青光眼，是SCAR的高風險藥物。1997年Shirato等首次報告醋甲唑胺引發的SJS與HLA-B59血清型相關[52]。2010年Kim等首次報告HLA-B*59∶01與韓國、日本人群中醋甲唑胺引起的SJS/TEN強相關，患者攜帶HLA-Cw*01∶02和HLA-A*24∶02的頻率也明顯較高[53]。

隨著研究不斷深入，基因型與藥物不良反應各表型的聯系越來越明確。Hung等在2006年對CBZ引起的藥物不良反應遺傳易感性研究結果顯示，HLA-B*15∶02僅僅與CBZ-SJS/TEN強相關，而與其他表型的藥物不良反應無關[54]。2012年Niihara等提出，在日本人群中HLA-A31與CBZ引起的SJS/TEN強相關，但與CBZ引起的DERSS不相關[55]。對遺傳易感性更深入的探索同時也促進了人們對發病機制的認識，2014年He等在中國東北地區漢族癲癇患者中測序觀察到CBZ-SJS/TEN患者和CBZ耐受對照者的EPHX1 c.337T＞C多態性在等位基因型方面差異有統計學意義，EPHX1的C等位基因和CG單倍型將增加CBZ-SJS/TEN發病風險，并提出EPHX1 c.337T＞C多態性可能通過增加CBZ代謝物CBZ-10，11-環氧化物在癲癇患者中的濃度而增加CBZ-SJS/TEN的風險[56]。盡管這些研究進一步探索基因型與表現型的關聯具有重要意義，但各團隊間對藥物不良反應診斷分類的標準不盡相同，因而結論不一，明確對SJS/TEN的診斷標準以及同一的分類標準將有利于獲得可靠一致的結論。

七、研究結果的臨床應用

目前關于SJS/TEN相關藥物基因組學的研究多集中在發現新的特異性遺傳標志物，或發現已知相關基因與臨床表現的聯系（表1）。對于SJS/TEN的發病機制的研究仍顯不足。明確發病機制有利于更有針對性地探索特異性遺傳標志物。對于已經明確具有強相關的HLA-B*15∶02與CBZ-SJS/TEN，美國食品和藥物管理局（FDA）在2007年建議亞裔人群在使用卡馬西平前篩查HLA-B*15∶02等位基因[57]，各國的用藥指南也紛紛更新用藥前進行基因篩查的建議。中國臺灣地區的HLA-B*15∶02篩查已經大大降低了CBZ的SJS/TEN發病率，從0.24%（2005年至2008年）顯著下降至0（2008年至2011年）[58]。泰國在使用別嘌醇呤前對HLA-58∶01的篩查也是有效的[59]。基因篩查的臨床效果明顯，進一步研發既高效又可以節省時間和經濟成本的篩查方法，是今后需要研究的課題。

表1 常見的與藥物引起的嚴重皮膚不良反應相關的HLA等位基因統計