Stevens-Johnson综合征和中毒性表皮坏死松解症相关药物基因组学的研究进展

王怡平 俞光岩

Stevens-Johnson综 合征（Stevens-Johnson syndrome，SJS）和中毒性表皮坏死松解症（toxic epidermal necrolysis，TEN）是累及皮肤和黏膜的药物不良反应（adverse drug reactions，ADRs）。1922年美国儿科医师Albert Mason Stevens和Frank Chambliss Johnson最先发表了两例黏膜受累的皮肤剥脱病例，该病因此命名为Stevens-Johnson综合征[1]。1956年Alan Lyell首先描述了中毒性表皮坏死松解症（TEN）[2]。Bastuji-Garin等在1993年首次定义严重皮肤不良反应（severe cutaneous adverse reaction，SCAR）并将其分为5个亚型，认为SJS和TEN是严重皮肤不良反应疾病谱中的两种不同表型[3]。世界变态反应组织（WAO）2014年对SCAR的定义包括以下类型：SJS（累及皮肤面积＜10%）、SJS/TEN（累及皮肤面积10%～30%）、TEN（累及皮肤面积＞30%）和药物引起的超敏反应综合征（drug-induced hypersensitivity syndrome，DHS）/嗜酸性粒细胞增多伴全身症状的药物反应（drug reaction with eosinophilia and systemic symptoms，DRESS），目前认为SJS/TEN是对药物的迟发型超敏反应。该病临床罕见，发病率约为5.76例/百万人年，亚裔和非裔人群的发病率为白种人群的两倍，无性别差异，1至10岁儿童和80岁以上患者发病风险最高[4]。儿童SJS发病率为5.3例/百万人年、SJS/TEN为0.8例/百万人年，TEN为0.4例/百万人年，红斑狼疮、HIV感染、血液病和某些感染（如真菌感染）以及肝肾疾病与SJS/TEN发生明显相关[5，6]。该病发病率低但死亡率高，成人的总死亡率约为30%[7]，儿童约为0%～7.5%[4，5]，HIV感染、恶性肿瘤、败血症、细菌感染和癫痫是死亡的危险因素[6，8，9]。SJS/TEN临床常表现为“流感样”前驱症状如乏力、发烧和肌肉疼痛，随后在口、眼、生殖器出现皮肤黏膜病损，常出现眼部（干眼症为主）[10]以及胃肠道和呼吸道黏膜表面的并发症，严重者可出现多器官受累，甚至死亡[11]。SJS/TEN具体发病机制尚未明确，肝肾功能障碍以及药物代谢酶功能障碍可能增加药物不良反应风险，免疫功能受损也可能与发病相关[8]。

目前发现100多种可导致SJS/TEN的药物[12]，其中磺胺类（醋甲唑胺和乙酰唑胺）、抗惊厥药（苯妥英钠、苯巴比妥、卡马西平和拉莫三嗪）、非甾体类抗炎药、氧化抑制剂（别嘌呤醇）和抗逆转录病毒药（奈韦拉平）致病风险较高且与使用剂量直接相关[13]。服药后3个月内发生SJS/TEN风险较高，之后急剧下降[5，6]。随着药物基因组学和人类基因组学的发展，目前已证实多个人类白细胞抗原（HLA）基因与SJS/TEN发病明显相关。HLA基因具有高度的遗传多态性，是调控T细胞受体抗原呈递继而引发免疫反应的关键，包括三类基因：Ⅰ类基因包括HLA-A、HLA-B、HLA-C等基因座；Ⅱ类基因主要有HLA-DR、HLA-DQ、HLA-DP 3个亚区；Ⅲ类基因主要是与补体相关的基因，如C4A、C4B、BF、C2以及21-羟化酶基因（CYP21）等[14]。不同药物引起的SJS/TEN具有特异性遗传标志物，且具有明显的种族差异性。

一、芳香族抗惊厥药物引起SJS/TEN的遗传易感性

芳香族抗惊厥药物如卡马西平（carbamazepine，CBZ）、奥卡西平（Oxcarbazepine，OXC）、拉莫三嗪（Lamotrigine，LTG）、苯妥英钠（Phenytoin sodium，PHT）和苯巴比妥等，常用于治疗癫痫、三叉神经痛和双相情感障碍，用药者可出现不良药物反应，从最常见的斑丘疹性皮疹（maculopapular exanthema，MPE）到危及生命的SJS/TEN，程度不一。不良反应主要是由于苯环代谢芳烃氧化物累积并共价结合细胞大分子以启动直接的细胞毒性，或形成半抗原以诱导超敏反应[15]。已有许多关于芳香族抗惊厥药物在亚洲和欧洲人群引起皮肤药物不良反应遗传易感性的研究，显示其与HLA等位基因有很强相关性。

1.卡马西平（CBZ）

Chung等在2004年最先提出SJS/TEN的发病具有遗传易感性，在其对中国台湾汉族人群的研究中，发现HLA-B*15∶02和CBZ引起的SJS/TEN（CBZ-SJS/TEN）强相关（100%的灵敏度和97%的特异性），所有44例SJS患者都携带该等位基因，而CBZ耐受者的等位基因频率（3%）低于一般人群（8.6%）[16]。在东南亚、南亚其他国家也报告了相似结论：2008年在泰国[17]、2009年在印度[18]、2011年在马来西亚[19]、2014年在新加坡[20]亦发现HLA-B*15∶02与CBZ-SJS/TEN强相关。然而该结论并非在所有亚洲人群适用，2013年He等[21]和Wang等[22]几乎同时报告中国东北汉族人群中HLA-B*15∶02与CBZ-SJS/TEN的相关性不如中国南方汉族人群密切，而HLA-A*33∶03、HLA-B*58∶01、HLA-C*03∶02，HLA-DQB1*03∶03和HLA-DRB1*07∶01可 能 与CBZ-SJS/TEN存在弱相关。2013年Hsiao等对中国汉族194例CBZ引起的超敏反应（51例MPE，23例DRESS，112例SJS/TEN，其他表型8例）和152名CBZ耐受者检测HLA-A/HLA-B基因型、基因频率和药物使用剂量，结果显示HLA-B*15∶02与CBZ-SJS/TEN相关性最强，同时报告HLA-B*40∶01与CBZ-SJS/TEN负相关，而CBZ使用剂量没有明显影响[23]。2017年Ou等对中国云南省九个少数民族的研究结果显示，HLA-B*15∶02等位基因频率在4.25%～15.36%之间，各民族差异较大[24]。2010年Kaniwa等对日本人群的研究结果显示，CBZ-SJS/TEN与HLA-B*15∶02等位基因无关，而与HLA-B*15∶11强相关[25]。2010年Ikeda等在CBZ导致药物不良反应的日本人群中进行了HLAⅠ类基因座检测，结果显示对于严重的药物不良反应，HLA-B*15∶18、HLA-B*59∶01和HLA-C*07∶04风险较高（＞10.0）[26]。2017年Park在韩国的研究结果显示，CBZ-SJS/TEN与HLA-B*15∶02等位基因无关，而与HLA-B*15∶11和HLA-A*31∶01等位基因有关[27]。在其他地区的研究也发现了不同的联系：2011年McCormack等通过对北欧人群进行HLA的全基因组测序，提出HLA-A*31∶01等位基因CBZ-SJS/TEN相关，等位基因存在则发病风险从5.0%增加到26.0%，等位基因缺失则降低到3.8%[28]。可见，HLA区域可能含有与SJS相关的重要基因，但HLA-B*15∶02、HLA-B*15∶11和HLA-A*31∶01不是普遍标志物，而是具有种族分布差异的特异性遗传标志物。目前已知HLA-B*15∶11与HLA-B*15∶02都属于HLA-B75血清学类型。Kim等在2011年在韩国对24例患者和485名志愿者进行HLA全基因测序，结果显示实验组HLA-B75血清型的频率显著高于对照组，表明CBZ-SJS/TEN可能与B75血清学类型（HLA-B*15∶11与HLA-B*15∶02）两者都有关而不是单一亚型等位基因。亚洲国家之间的差异可能主要是由于B75亚型等位基因频率的差异所致。在韩国人群的B75血清学类型中，B*15∶11（1.96%）基因频率比HLA-B*15∶02（0.2%）高[29]。2018年Sukasem等在泰国通过基因分型进行病例对照研究，结果显示HLA-B*15∶02与CBZ-MPE和CZB-SJS/TEN显 著 相 关，HLA-B*15∶21也 与CBZ-SJS/TEN相 关，HLA-B*58∶01则 与CBZ-MPE和CBZ-DRESS相关[30]。由此猜想各种族的HLA-B等位基因频率不同从而显现出特异性遗传标志物具有种族分布差异的表象。现有数据显示，亚洲人群中HLA-B*15∶02等位基因的频率普遍高于欧洲白种人群，HLA-B*15∶02与CBZ-SJS/TEN强相关，亚洲国家中SJS和TEN的发病率较高也得以解释。目前报告与CBZ-SJS/TEN相关基因有：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.奥卡西平（OXC）

目前发现OXC-SJS/TEN发生率和严重性明显低于CBZ-SJS/TEN。2013年Lv等报告HLA-B*38∶02与北方汉族人群中的OXC-MPE相关[31]。2016年Moon等在韩国的大量队列研究首次证实了OXC引起的MPE与HLA-B*40∶02和HLA-DRB1*04∶03显著相关，与OXC耐受组、对照组相比，OXC-MPE组的HLA-B*15∶01基因频率显著降低，而众所周知的与CBZ-SJS/TEN相关的HLA-B*15∶02、HLA-A*31∶01和HLA-B*15∶11在三组间没有差异[32]。目前报告的与OXC-SJS/TEN相关的等位基因有HLA-B*15∶01、HLA-B*38∶02、HLA-B*40∶02和HLA-DRB1*04∶03。

3.拉莫三嗪（LTG）

目前针对拉莫三嗪相关的药物基因组学研究较少，2007年Man等在中国香港最先提出HLA-B*15∶02可能与LTG和PHT引起的SJS/TEN相关[33]。2008年Lonjou等报告HLA-B*38与欧洲人群中的LTG-SJS/TEN相关[34]。2015年Zeng等的meta分析显示汉族人群中HLA-B*15∶02与LTG-SJS/TEN之间确实存在统计学关联[35]。2017年KoomdeeN等在泰国患者中的研究结果显示，HLA-A*02∶07与LTG-cADRs（包括SJS/TEN）相关，HLA-A*33∶03、HLA-B*15∶02和HLA-B*44∶03和LTG-MPE相关[36]。目前报告的与LTG-SJS/TEN相关的等位基因有HLA-B*15∶02、HLA-B*38、HLA-A*02∶07、HLA-A*33∶03和HLA-B*44∶03。

4.苯妥英钠（PHT）

2008年Locharernkul等首次报告HLA-B*15∶02与泰国人群中的PHT-SJS/TEN之间的强关联[17]。2010年Hung等提出HLA-B*13∶01、HLA-Cw*08∶01和HLA-DRB1*16∶02也与汉族人群中的PHT-SJS/TEN的关联[37]。2014年Chung等通过对台湾汉族PHT-SCARs人群全基因组测序，提出CYP2C9*3与PHT-SCARs强相关，并且进一步得到了PHT-SCAR患者血浆内PHT延迟清除的证据[38]。2017年Chang等验证了先前的结论，并首先报告HLA-B*15∶13与PHT-SJS/TEN显著相关[39]。目前报告的与苯妥英钠引起的SJS/TEN相关的等位基因有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

对苯巴比妥的研究极少。2013年Manuyakorn等首先提出在泰国儿童中苯巴比妥引起的SCAR与CYP2C19*2有 关[40]。2016年该团队又报告了HLA-A*01∶01和HLA-B*13∶01与泰国儿童中苯巴比妥引起的SCAR相关[41]。

芳香族AEDs（卡马西平，苯妥英钠，苯巴比妥）引起cADRs时的交叉反应是公认的，交叉反应机制是由于芳香族AEDs中毒性羟基化芳香族代谢物的积累。2010年Hung SI等率先提出OXC、PHT和LTG具有与CBZ一样的芳香环，且具有共同的风险等位基因，在HLA-B*15∶02携带者中引起SJS/TEN的芳香族抗癫痫药物致病机制可能相似[37]。

二、别嘌呤醇引起的SJS/TEN遗传易感性

别嘌呤醇（allopurinol）常用于治疗痛风性关节炎和尿酸盐肾病，通过抑制黄嘌呤氧化酶来降低尿酸的形成。2005年Hung等首先报道了汉族人群中HLA-B*58∶01和allopurinol-SCARs之间强相关[42]。随后，2008年在日本[43]、2009年在泰国[44]都证实了这一结论。2016年Ng等提出HLA-B*58∶01基因频率与疾病严重程度呈正相关[45]。目前报告的与别嘌呤醇引起的SJS/TEN的相关基因为HLA-B*58∶01。

三、抗生素引起的SJS/TEN遗传易感性

2008年Lonjou等报告HLA-B*38∶02与北欧人群中的磺胺甲恶唑引起的SJS/TEN明显相关[34]。2013年Zhang等在中国广东、山东、云南进行全基因组测序，首次提出位于HLA-B和MICA基因座之间的SNP rs2844573与麻风病患者中的氨苯砜过敏综合征显著相关，并证实HLA-B*13∶01与氨苯砜-DRESS强相关，具有85.5%的敏感性和85.7%的特异性[46]。2018年Chen等提出在HLA-B*13∶01与台湾、泰国人群中氨苯砜引起的DRESS强相关，首次提出可能的致病机制：表达HLA-B*13∶01的抗原呈递细胞与氯苯砜同时培养时，杀伤性T细胞将特异性活化，从而引发严重药物不良反应[47]。复方新诺明是一种磺胺类抗炎药，2016年Kongpan等报告了HLA-B*15∶02、HLA-C*06∶02和HLA-C*08∶01与复方新诺明引起的SJS/TEN明显相关[48]。

四、非甾体类抗炎镇痛药物引起的SJS/TEN遗传易感性

昔康（Oxicam）为非甾体类抗炎镇痛药。2008年Lonjou等首次报告HLA-B*73∶01与欧洲人群中昔康引起的SJS/TEN明显相关[34]。

五、感冒药（cold medicine，CM）引起的SJS/TEN遗传易感性

2014年Ueta等对日本、印度、巴西跨种族研究证实，HLA-A*02∶06（印度、巴西、日本）和HLA-B*44∶03（日本、韩国）与伴有严重眼部并发症（serious ocular complications，SOC）的CM-SJS/TEN显著相关[49]。该团队在2015年首先发现IKZF1与伴严重黏膜受累（SMI）的CM-SJS/TEN明显相关，日本、韩国和印度受试者中IK2/IK1比可能受IKZF1单核苷酸多态性影响[50]。2017年Wakamatsu等在巴西的研究结果显示，HLA-A*66∶01在巴西和欧洲血统中与伴有SOC的CM-SJS/TEN明显相关，HLA-B*44∶03和HLA-C*12∶03只与欧洲血统伴有SOC的CM-SJS/TEN明显相关，HLA-A*11∶01与伴SOC的CM-SJS/TEN呈负相关[51]。

六、其他药物引起的SJS/TEN遗传易感性

醋甲唑胺（Methazolamide）是一种碳酸酐酶抑制剂，可降低眼球内的液体压力，用于治疗慢性开角型青光眼和继发性青光眼，是SCAR的高风险药物。1997年Shirato等首次报告醋甲唑胺引发的SJS与HLA-B59血清型相关[52]。2010年Kim等首次报告HLA-B*59∶01与韩国、日本人群中醋甲唑胺引起的SJS/TEN强相关，患者携带HLA-Cw*01∶02和HLA-A*24∶02的频率也明显较高[53]。

随着研究不断深入，基因型与药物不良反应各表型的联系越来越明确。Hung等在2006年对CBZ引起的药物不良反应遗传易感性研究结果显示，HLA-B*15∶02仅仅与CBZ-SJS/TEN强相关，而与其他表型的药物不良反应无关[54]。2012年Niihara等提出，在日本人群中HLA-A31与CBZ引起的SJS/TEN强相关，但与CBZ引起的DERSS不相关[55]。对遗传易感性更深入的探索同时也促进了人们对发病机制的认识，2014年He等在中国东北地区汉族癫痫患者中测序观察到CBZ-SJS/TEN患者和CBZ耐受对照者的EPHX1 c.337T＞C多态性在等位基因型方面差异有统计学意义，EPHX1的C等位基因和CG单倍型将增加CBZ-SJS/TEN发病风险，并提出EPHX1 c.337T＞C多态性可能通过增加CBZ代谢物CBZ-10，11-环氧化物在癫痫患者中的浓度而增加CBZ-SJS/TEN的风险[56]。尽管这些研究进一步探索基因型与表现型的关联具有重要意义，但各团队间对药物不良反应诊断分类的标准不尽相同，因而结论不一，明确对SJS/TEN的诊断标准以及同一的分类标准将有利于获得可靠一致的结论。

七、研究结果的临床应用

目前关于SJS/TEN相关药物基因组学的研究多集中在发现新的特异性遗传标志物，或发现已知相关基因与临床表现的联系（表1）。对于SJS/TEN的发病机制的研究仍显不足。明确发病机制有利于更有针对性地探索特异性遗传标志物。对于已经明确具有强相关的HLA-B*15∶02与CBZ-SJS/TEN，美国食品和药物管理局（FDA）在2007年建议亚裔人群在使用卡马西平前筛查HLA-B*15∶02等位基因[57]，各国的用药指南也纷纷更新用药前进行基因筛查的建议。中国台湾地区的HLA-B*15∶02筛查已经大大降低了CBZ的SJS/TEN发病率，从0.24%（2005年至2008年）显著下降至0（2008年至2011年）[58]。泰国在使用别嘌醇呤前对HLA-58∶01的筛查也是有效的[59]。基因筛查的临床效果明显，进一步研发既高效又可以节省时间和经济成本的筛查方法，是今后需要研究的课题。

表1 常见的与药物引起的严重皮肤不良反应相关的HLA等位基因统计