藥物性肝損傷的研究進展

楊 雪， 涂榮芳， 楊晉輝

昆明醫科大學第二附屬醫院 消化內科， 昆明 650000

藥物性肝損傷(DILI)是指由各類處方或非處方的化學藥物、生物制劑、傳統中藥(traditional Chinese medicine，TCM)、天然藥(natural medicine，NM)、保健品(health products,HP)、膳食補充劑(herbal and dietary supplements，HDS)及其代謝產物乃至輔料等所引起的肝損傷，又分為固有型和特異質型。固有性DILI目前已相對少見，是藥物及其代謝產物對肝臟產生的直接損傷，多與藥物劑量密切相關，常常可預測；而特異質型DILI在臨床上較為多見，個體差異較明顯，多與藥物劑量無相關性。相對于固有型而言，特異質型更加難以預測，病情發展更快，故本文主要探討特異質型DILI的相關生物標志物研究進展。

隨著人們對健康認知觀念的發展，HP、草藥和HDS更多的被大眾應用，再加之普遍認為天然草藥無毒性，DILI的發病率近年來呈迅速上升趨勢，特別是HDS引起的DILI。美國藥物性肝損傷網絡(DILIN)與冰島前瞻性研究顯示，HDS分別占DILI病因的20%、16%[1]。

目前對DILI 的診斷仍主要依靠可疑藥物接觸史，排除其他肝病病因，及傳統生物標志物ALT、AST、ALP[2]，仍缺乏簡便、客觀、特異的診斷指標和特效治療手段。據報道，多數DILI患者的預后較好，但藥物誘發引起的急性肝衰竭(acute liver failure， ALF)、亞急性肝衰竭(subacute liver failure， SALF)病死率較高，美國ALF研究小組[3]發現3 周內未行肝移植的DILI ALF患者生存率僅為27%，接受肝移植者生存率也僅有42%。

基于此，本文針對DILI的可疑藥物、危險因素、發病機制、病理特點、臨床分型和表現、診斷標準及評估、網絡數據庫的研究進展情況進行分析和論述。

1 可疑藥物

人們日常生活中接觸的藥物及保健品已超過30 000種，明確可以誘導肝損傷的藥物全球有1100種，有報道[4]表明，TCM/HDS(26.81%)和抗結核藥物(21.99%)是目前我國最常見的兩類，與冰島的一項前瞻性研究[5]HDS占DILI病因的16%相似，具體藥物占比見表1。

2 危險因素

2.1 宿主因素 DILI特別是特異質型DILI有顯著的個體差異性，可能與藥物代謝酶、藥物轉運蛋白和人類白細胞抗原系統(human leucocyte antigen， HLA)等遺傳因素，以及年齡、性別、基礎疾病相關的非遺傳因素有關[6]。

表1 引起DILI的藥物及構成比

大量研究發現，HLA的基因多態性可能與DILI密切相關。多數研究[7-8]表明，女性發病時較年輕，易發展為肝細胞損傷型DILI，男性則以老年發病且為膽汁淤積型DILI多見。基礎疾病如HBV或HCV感染、HIV感染、自身免疫性肝病、糖尿病[9]、腫瘤[10]及心臟病[11]均可能是某些藥物的易感因素。

2.2 藥物因素 藥物的化學性質、劑量、療程均與DILI的發生有關。有研究[12]表明，親脂性藥物、高濃度藥物的服用及長療程藥物的使用可增加DILI的發生風險。聯合用藥也會增加DILI的發生，尤其是抗結核藥與抗感染藥聯用占比最高[4]。

3 發病機制

DILI的發病機制尚未明確，通常分為有劑量依賴性的直接肝毒性與特異質性肝毒性作用。Kaplowitz[13]提出了與特異性藥物相關的“上游”事件和與肝細胞損傷、防御失衡有關的“下游”事件的假說。2010年Russmann等[14]結合逐步發展的分子生物學技術對“上游、下游事件”假說更進一步的闡述，提出DILI機制的三大步驟。(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直接損傷線粒體功能;(2)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、壞死。下面圍繞以下幾個機制進行闡述。

3.1 代謝酶系或轉運蛋白功能異常 肝臟是藥物Ⅰ相代謝和Ⅱ相代謝的重要場所，內富含以細胞色素P450為代表的代謝酶系。Ahmad等[15]研究表明,膽小管收縮和擴張與Rho激酶(rho-Associated Kinases, ROCK)/肌球蛋白輕鏈激酶/肌球蛋白途徑的破壞有關，提出靶向ROCK/肌球蛋白輕鏈激酶途徑及其相關酶是膽汁淤積化合物的主要靶標。解熱鎮痛類藥物如對乙酰氨基酚(acetaminophen，APAP)是引起DILI發生的最常見原因之一，APAP在肝臟代謝時僅產生少量反應性代謝產物N-乙酰-對-苯醌亞胺(NAPQI)[16]，而治療劑量的NAPQI可與谷胱甘肽(glutathione， GSH)結合而解毒。過量后GSH被消耗殆盡，多余的NAPQI不能被分解，蓄積在細胞內與蛋白質結合，此時該藥物代謝產物損傷肝細胞。現已發現多種代謝酶與轉運蛋白，但代謝酶、轉運蛋白對DILI的發生發展有何影響尚不清楚。

3.2 線粒體功能受損與氧化應激 線粒體參與脂肪酸β氧化、三羧酸循環和氧化磷酸化，是細胞中的造能結構及細胞的動力源，并通過打開線粒體通透性過渡孔而參與細胞死亡。因此，目前考慮線粒體功能障礙可能是藥物誘導肝損傷的主要機制[17]。研究[18]指出，微泡性脂肪變性指向潛在的嚴重肝損害，而感染、細胞因子、先天性β氧化酶或線粒體DNA損傷，可能會導致藥物誘導的微泡性脂肪變性，游離脂肪酸及其一些代謝物的積累也可能在微泡脂肪變性的病理生理中起主要作用。總之，線粒體損傷易造成肝細胞損傷性肝炎，可通過藥物及其代謝產物的直接損傷抑制、解除呼吸的耦合或反應性代謝物誘導線粒體通透性轉變等造成線粒體損傷。以APAP誘導的肝損傷為例，不能與GSH結合的游離NAPQI與線粒體蛋白結合抑制受損線粒體的修復，導致線粒體的氧化應激[19]，進一步導致線粒體膜通透性改變，造成肝細胞死亡。

3.3 免疫反應

肝臟是機體重要的免疫器官，目前許多研究表明機體免疫是DILI發生的主要誘因，并提出了以下兩個假說。

3.3.1 半抗原假說 半抗原假說是藥物或其代謝產物共價與蛋白質結合形成藥物/代謝產物-蛋白質復合物，且被加工形成藥物/代謝產物-肽復合物后被T淋巴細胞識別, 激活CD8+T淋巴細胞與B淋巴細胞，誘發免疫反應[20-21]。藥物或其代謝產物不僅可與肝細胞內蛋白質(如麻醉吸入劑氟烷[22]、雙氯芬酸[23])形成復合物誘發免疫反應，還可與血清內蛋白質(氟氯西林[24]、硫胺甲惡唑[25])形成復合物誘發免疫反應。

3.3.2 基因多態性假說 基因多態性是指在一個生物群體中, 存在兩種或多種不連續的變異型或基因型或等位基因。目前很多研究表明，特異質型DILI與HLA基因多態性相關。如Daly等[26]和Monshi等[27]提出氟氯西林誘導的DILI與 HLA B*5701 等位基因有關。另一方面，藥物代謝相關酶基因多態性也與部分DILI存在相關性。一項抗結核藥物誘導DILI的薈萃分析[28]提出，慢性N-乙酰基轉移酶2(NAT2)基因型、細胞色素P450 2E1(CYP2E1)*1A、谷胱甘肽S-轉移酶M1(GSTM1)無效基因型與抗結核藥物性肝損傷相關。但現階段很難僅用基因多態性解釋或者預測DILI，尚需要更進一步的研究。

除此之外，還有危險因子假說、免疫藥理效應假說、免疫穩態失衡假說、免疫炎癥假說等，但DILI的機制無法用單一假說進行解釋 ，現仍需建立更多的免疫模型來輔助對DILI機制的探討。

4 臨床分型

4.1 基于發病機制的分型 基于發病機制，DILI可分為固有型和特異質型[6]。固有型DILI多與藥物劑量有關；而特異質型DILI較固有型常見，與藥物劑量無關，個體差異性較明顯，上文提及的免疫反應假說均屬于特異質型DILI的機制探討。

4.2 基于病程的分型 基于病程，DILI可分為急性和慢性，我國指南界定6個月內癥狀消失、肝酶正常則為急性DILI[29]，若6個月后仍存在肝酶學指標、膽紅素持續異常，或有門靜脈高壓，或有影像學證據指向慢性肝損傷則為慢性DILI[30]。臨床上由急性DILI發展為慢性DILI的患者較少見。

4.3 基于受損靶細胞的分型 按照國際醫學組織理事會(CIOMS)制定的分型標準進行劃分，即通過ALT和ALP實測值與其正常上限值的比較，可將DILI分為肝細胞型、膽汁淤積型、混合型、肝血管型。

5 臨床表現

多數患者可僅有肝臟酶學指標改變而無明顯癥狀，部分患者可有乏力、食欲缺乏、惡心、嘔吐、黃疸、腹脹等癥狀[31]，且DILI在潛伏期差異較大。少數患者可能會出現過敏表現、肝外器官損傷的表現。病情嚴重者甚至會出現肝衰竭。

6 診斷標準與評估

6.1 Roussel Uclaf 因果關系評估法(RUCAM) RUCAM評分是目前設計最合理、要素最全面、操作最方便、診斷準確率相對較高的 DILI 診斷工具[6]，包括發病時間、生化指標變化特點、危險因素(飲酒、妊娠情況和年齡)、聯合用藥情況、除外其他肝損傷、藥物既往肝毒性史和再用藥反應七大要素。根據以上要素的評分結果分為 5 級[32]：極可能>8 分；很可能6～8 分；可能3～5 分；不太可能1～2 分；可排除≤0 分。RUCAM量表不僅可廣泛用于個案及前瞻性、回顧性研究，也可用于任何類型藥物誘導的DILI。但RUCAM評分需要的臨床病例信息較詳細，評分項目較多，臨床上難以實現非專業研究員對其進行量化，雖然Scalfaroa等提出了Pharmacovigilance-Roussel Uclaf因果關系評估方法(PV-RUCAM)，但仍需更多的前瞻性研究來添加新的和(或)經過驗證的標準。

6.2 結構性專家觀點程序(SEOP) 美國提出的SEOP需要3位及以上的專家進行評估，并不適合臨床廣泛應用，但可以作為RUCAM量表無法評估者或分值不高者的進一步判斷。

6.3 病理檢查 肝活檢病理組織學檢查可對可疑DILI病例提供進一步的診斷依據，但該操作屬侵入性操作，非必要時很難采取該檢查明確病因，且DILI的病理學特點為變性、壞死、淤膽和炎癥，這些改變并非DILI的特異性改變，故難以與其他肝病相鑒別。但當存在不常見的炎細胞浸潤、肝腺泡3帶壞死、真性微泡性脂肪變、重金屬沉積等時, 應考慮到DILI的可能[33]。

6.4 傳統損傷標志物 血清ALT、ALP、GGT 和TBil等改變是目前判斷是否有肝損傷和診斷 DILI 的主要實驗室指標。TBil、白蛋白、凝血功能、嗜酸性粒細胞值的改變也有助于診斷DILI及判斷患者的預后。

6.5 新型生物標志物 傳統損傷標志物缺乏特異性，隨著基因組學、蛋白組學、代謝組學技術的發展，目前有更多新型生物標志物的發現。

以代謝組學為例，目前常用于尋找DILI生物標志物的方法包括：超高效液相色譜/飛行時間質譜(UPLC-TOF-MS)；超高效液相色譜/飛行時間串聯質譜(UPLC-TOF-MS / MS)；質子核磁共振(H-NMR)氣相色譜-質譜(GC-MS)。有研究[34]發現，通過UPLC-TOF-MS從血清中鑒別出溶血卵磷脂C(LPC) 16∶0、LPC 18∶0、LPC 18∶2和LPC 18∶3下降；甘氨酰去氧膽酸、甘膽酸、膽紅素、硬脂酸酰胺、油酸酰胺、肉豆蔻酰胺和次黃嘌呤升高。Kim等[35]通過H-NMR代謝組學方法得出DILI患者中血清代謝產物：乳酸、葡萄糖、3-羥基異戊酸酯、異亮氨酸、乙酰基甘氨酸、丙酮、乙酸鹽、谷氨酰胺、乙醇和異丁酸酯升高；尿液代謝物：檸檬酸鹽、甘氨酸、馬尿酸鹽升高；3-氯酪氨酸、苯丙氨酸和谷氨酸下降。Gonzalez等[36]通過UPLC-TOF-MS / MS發現血清代謝產物sn-1單酰基甘油磷酸膽堿、sn-2花生四烯酸二酰基甘油磷酸膽堿和鞘脂下降；二酰基甘油磷酸膽堿、單酰基甘油磷酸乙醇胺和氨基酸升高。通過建立APAP誘導的大鼠DILI模型[37]發現，采用GC-MS法篩選出血清代謝標志物：非酯化脂肪酸(NEFAs): C18∶1n9、C18∶1n7、C18∶2n6、C20∶3n6、C20∶4n6、C20∶5n3和C22∶6n3升高；必需脂肪酸除C12∶0以外均升高。

通過代謝組學技術不僅可以輔助DILI診斷，還可以對不同藥物引起的DILI進行鑒別，對DILI的預后進行早期評估。但代謝組學技術篩選特異性生物標志物的過程繁復、花費較高，且對標本要求較高，代謝物易受環境、個體差異影響，難以滿足實驗的重復性。故目前暫無可以投入臨床使用的生物標志物。其余組學如發現HLA等位基因能夠指向不同藥物誘導的DILI[19-20]的基因組學；發現血紅素加氧酶 1(HMOX1)[38]、高遷移率族蛋白 B1(HMGB1)[39]、谷氨酸脫氫酶(GLDH)[40]、巨噬細胞集落刺激因子受體 1(MCSFR1)[40]的蛋白組學，均對DILI有一定的指向性，但是目前均在實驗階段，需要尋找更加特異、穩定的生物標志物。

7 藥物性肝損傷的數據庫

目前肝損傷的數據庫包括LiverTox、LTKB、Open TG-GATEs、LTMap和Hepatox，常規數據庫包括T3DB、DrugBank、DITOP、DART、CTD和HSDB[41]。以下主要介紹LiverTox、Hepatox兩個數據庫。

7.1 LiverTox數據庫 2012年美國國立衛生研究院及消化和腎病研究所(NIDDK)的肝臟疾病研究部門推出DILI相關的數據庫LiverTox，由三個組成部分[41-42]：(1)DILI介紹和概述；(2)藥物的背景、案例研究、產品包裝說明書、化學成分和結構、劑量建議和參考文獻的鏈接；(3)允許用戶直接向 LiverTox 網站報告DILI案例，并將其轉發到美國食品藥品監督管理局的藥物監視通報程序。基于這些內容，該數據庫很好的向醫務工作者提供病因、診斷和管理DILI的信息，為更好地診治提供幫助，但是目前信息的數據、連接需要進一步完善。

7.2 HepaTox數據庫 2014年中國DILI的專業網絡平臺是由上海交通大學醫學院附屬仁濟醫院推出的全球第二個數據庫——HepaTox 網站(www．hepatox．org)。包括最新資訊、專題報道、研究項目、醫學知識、藥物信息、行業資源、專業術語、資料下載和在線應用等九大版塊。向普通大眾及醫務工作者提供藥物信息咨詢、項目研究進展、最新研究成果、基礎DILI知識，現有藥物信息已包括500多種，為DILI診斷提供依據。HepaTox的建立不僅僅向醫務人員及公眾普及、提供DILI咨詢，更是為以后通過此平臺的研究成果預測DILI并改善其診斷、治療做好準備。

8 小結

總之，DILI是一種發病機制尚未明確、個體差異較明顯的肝損傷疾病。盡管現有研究已對新型生物標志物進行了大量的研究，但在運用于臨床前仍需要更多前瞻性研究。目前DILI研究領域已建立和應用LiverTox及HepaTox等網絡互動平臺，為醫務工作者提供誘發DILI藥物的信息及DILI的科學知識普及，為診斷、治療DILI提供依據，是目前DILI研究領域的重大進展之一。