药物性肝损伤与非编码RNA的研究进展

肝脏是药物代谢的主要场所，大部分药物在肝脏中代谢，最终转化为无活性的代谢产物排出体外，部分药物或其代谢产物具有肝脏毒性，可造成肝脏损伤，即药物性肝损伤(DILI)。中国各地医疗水平发展不均，部分地区存在用药不当的情况，DILI发病率呈现逐年升高的趋势。DILI的发病机制尚不明确，如何对DILI进行早期诊断、有效控制病情进展、减少肝衰竭的发生以及优化病情监测成为了国内外研究者讨论的热点。非编码RNA(ncRNA)参与基本的细胞生理过程，在DILI中发挥着重要的作用。本文就DILI与ncRNA的相关研究进展作一综述。

1 DILI

有多种药物可引起DILI，包括抗生素类药物(抗结核病药物、大环内酯类、四环素类、磺胺类、抗真菌类等)、非甾体抗炎药、抗精神病药、抗抑郁症药、镇静催眠药、抗肿瘤药、抗心律失常药、降脂药、部分口服降糖药及中草药等。超过1 000种药物与肝损伤相关，有300余种已被证实与肝损伤明确相关[1]。其中，以抗生素类药物引起的DILI较为常见，在西方国家青霉素类抗生素所致DILI较多见，亚洲则多因抗结核病药物联合用药所致[2-3]。在印度，抗结核病药物是DILI最常见的致病因素，在中国是第二常见的致病因素[4-5]。此外，在印度，由抗结核病药物引起的DILI是急性肝衰竭(ALF)的主要原因。在中国、韩国、新加坡、日本等亚洲国家，因中草药引起的DILI的发病率逐年升高[6]。中国的一项回顾性研究指出，中国大陆每100 000人中每年的DILI平均发病数为23.80例，远高于西方国家[7]。近年来，非甾体抗炎药对乙酰氨基酚(APAP)引起的DILI逐年增多，约占美国及部分欧洲国家ALF患者诱因的50%[8-9]。此外，目前APAP已广泛应用于建立DILI动物模型，用以研究其发病机制、开发治疗药物等[10-12]。

DILI涉及环境与非环境因素之间的相互作用，这些因素共同影响药物及其代谢物的积累，并可导致药物在肝脏中的应激促进作用[13]，例如年龄[14-15]、性别[16]、妊娠状态[17]、基础疾病[18-19]、遗传因素[20]、药物因素[21]等。DILI的发病机制复杂，包括直接肝毒性和特异质肝毒性。药物的直接肝毒性可引起内源性肝损伤，与药物剂量直接相关。APAP摄入量若高于每日最高推荐量(4 g)即会引起DILI[22]。药物的特异质肝毒性与肝细胞中线粒体受损、氧化应激等生物学过程相关，发病机制尚未明确。细胞色素P450(CYP450)主要参与肝脏药物代谢的Ⅰ相反应，有研究发现，CYP1A1和CYP1B1启动子CpG岛甲基化，上调Toll-样受体4(TLR4)和细胞外调节蛋白激酶(ERK)表达、下调过氧化物酶体增殖物激活受体-γ(PPAR-γ)表达，促进异烟肼诱导的氧化应激和炎性反应[23]。

临床上，诊断DILI属于排他性诊断。根据2015年修订的《药物性肝损伤诊治指南》，在确认存在肝损伤的前提下除外其他肝脏疾病，结合患者药物史，最终诊断为DILI。诊断标准：(1)用药史；(2)病程与用药时间的关系；(3)肝损伤的生物化学指标；(4)排除其他肝脏疾病；(5)RUCAM量表确定药物与肝损伤之间的因果性和相关性[24-25]。

2 ncRNA

ncRNA是一类不编码蛋白质的RNA，包括长度大于200 bp的长链ncRNA(lncRNA)及长度小于200 bp的小分子ncRNA(sncRNA)，其中sncRNA包括微RNA(miRNA)、小干扰RNA(siRNA)及与PIWI蛋白相互作用的RNA(piRNA)等。

人类基因组数据显示，约75%的基因转录为RNA，其中超过20 000个为蛋白质编码基因，转录后翻译成为蛋白质，但在总基因组序列中仅占2%，其余大多数被转录为ncRNA，不翻译成蛋白质，在RNA水平作为基因调控因子直接发挥作用[26]。ncRNA参与多种生物学过程，其表达异常与多种疾病的发生密切相关[27-29]。因此，ncRNA成为了目前生物医学领域的研究热点之一，而在众多ncRNA中，以miRNA和lncRNA较受国内外研究者的关注。

miRNA是一类长度约为22 bp的内源性单链短序列ncRNA，通过抑制部分信使RNA(mRNA)的形成发挥基因调节功能。1993年在秀丽隐杆线虫体内发现第1个miRNA——lin-4，并证明miRNA通过碱基互补配对原则与其靶基因转录形成的mRNA的3′或5′非翻译区(UTR)特异性结合，进而通过抑制翻译及降低靶向转录物的稳定性在转录后调控靶基因表达[30-31]。大量研究表明，miRNA在多种器官、多种生物学过程中发挥重要的调控作用，如细胞生长发育、细胞增殖、细胞凋亡、细胞自噬等[32-34]。与其他内源性小RNA不同，miRNA来自具有独特发夹结构的转录物，与mRNA配对，靶向抑制mRNA的翻译过程，或通过mRNA的去腺苷酸化作用使其降解，以及靶mRNA的去稳定作用影响蛋白质表达[35-36]。

与miRNA相似，lncRNA同样可以影响靶基因的表达。有研究表明，lncRNA能够通过建立染色质结构域，直接募集组蛋白修饰酶至染色质[37]。此外，lncRNA还能影响组蛋白H3的结构，调节目的基因表达[38]。lncRNA与多种疾病的发生机制密切相关，有发展成为疾病生物标志物或药物靶向分子的潜能[39]。然而，目前已明确报道的lncRNA的功能很少，大部分功能仍不明确[40]。

3 DILI与ncRNA的相关性研究

近年来，越来越多的研究关注ncRNA在DILI的发病机制中所发挥的作用，其中涉及ncRNA的种类越来越多，不同ncRNA的作用也不尽相同。

3.1 miR-122

miR-122是一种在肝脏中大量特异性表达的miRNA，来自肝脏单核细胞及库普弗细胞，约占肝脏总miRNA的70%，是在有关肝脏疾病与ncRNA之间联系的研究中涉及较多的miRNA之一[41]。miR-122与脂肪性肝病、肝细胞癌及病毒性肝炎等肝脏疾病密切相关。miR-122在肝细胞中大量表达而在其他细胞中表达很低甚至不表达，因此备受国内外研究者的关注[42-45]。有研究者对DILI患者肝脏及血清中的miR-122和miR-192水平进行了检测，结果显示在经APAP处理后，它们的表达水平在血浆中升高，在肝脏中降低[46]。在肝损伤早期，循环miR-122的水平对肝脏疾病的敏感度和特异度均明显高于血清天冬氨酸氨基转移酶(AST)和丙氨酸氨基转移酶(ALT)，有望成为早期检测肝损伤的生物标志物[47]。循环miR-122的水平在健康成人个体间存在变异，将miR-122转化为临床诊断指标仍需要进一步研究。

3.2 miR-155

来源于肝脏库普弗细胞的miR-155是一种肝脏特异性来源的miRNA，可参与多种免疫调节过程[48]。在树突状细胞的成熟过程中，miR-155作用于TAKI结合蛋白2(TAB2)分子，抑制下游的白细胞介素-1(IL-1)信号通路[49]。2016年一项关于miR-155的研究显示，在APAP诱导的DILI中，miR-155通过抑制核转录因子κB(NF-κB)信号通路中的关键分子IKKε，有效减轻肝损伤及炎性反应[50]。另一项关于全氟辛烷磺酸盐(PFOS)诱导肝损伤的研究发现，miR-155通过阻断Nrf2/ARE信号通路，在PFOS诱导的肝毒性和细胞氧化应激损伤中起重要的调控作用[51]。在发生DILI时，肝脏及血清中的miR-155水平均显著升高，有望成为临床上诊断APAP诱导的肝损伤的生物标志物[50]。

3.3 miR-223

有研究指出，miR-223是中性粒细胞中含量较高的miRNA，能发挥调节粒细胞生成及成熟中性粒细胞稳态的生理作用[52]。此后的研究发现，miR-223可作为抗炎因子发挥作用，并通过控制多种靶基因调节肝细胞增殖及胆固醇代谢等[53-55]。APAP代谢的中间产物可诱发氧化应激损伤，同时，坏死肝细胞的线粒体DNA释放，能够促进Toll样受体9(TLR9)与中性粒细胞结合，使中性粒细胞被募集并过度激活而促进炎性反应，加重肝脏损伤[56-58]。有研究发现，miR-223在APAP诱导DILI过程中发挥着重要的负反馈调节作用，坏死肝细胞中线粒体DNA的释放促进TLR9激活中性粒细胞，同时上调miR-223的表达，通过负反馈调节抑制中性粒细胞的过度激活并且靶向抑制NF-κB的上游激酶IKKα作用，有效抵抗炎性反应，从而减轻DILI[59]。miR-223在多种肝脏疾病中表达失调，包括DILI、肝炎病毒感染、酒精性肝损伤、非酒精性脂肪性肝病、肝硬化和肝细胞癌，其诊断特异性较差，不适合作为诊断DILI的生物标志物。miR-223通过影响中性粒细胞浸润、巨噬细胞极化及炎性体激活等影响DILI的进展，有望成为DILI的治疗靶向分子。

3.4 miR-106b

miR-106b-25簇由miR-106b、miR-93及miR-25组成，在多种肿瘤的发生发展过程中发挥重要的调节作用[60-62]。2014年的一项研究发现，miR-106b能够影响信号转导和转录激活因子3(STAT3)的活化，小鼠在经氟烷处理后形成的DILI早期，miR-106b在肝脏组织中的表达发生了一定的变化，继而通过STAT3影响下游辅助性T细胞17(Th17)的分化，产生IL-17等多种促炎因子[63]。与miR-223相似，miR-106b在DILI的炎性反应中发挥着重要的调节作用，有望成为DILI的治疗靶向分子。

3.5 其他相关miRNA

除了上述典型的miRNA之外，另有部分miRNA在DILI的过程中发挥着重要作用。肝脏特异性来源的miR-192在APAP给药后的小鼠血清中表达增加，并且具有剂量依赖性特点[46]。循环miR-192水平在APAP使用过量的急性肝损伤患者中具有相似变化[64]。最近有报道指出，与APAP在肝脏代谢中直接相关的两种Ⅱ期酶的表达受miR-324-5p调控，考虑miR-324-5p抑制剂可作为解毒剂降低APAP的肝毒性[65]。miR-561能够通过促进DAX-1基因表达诱导肝细胞核因子-4α激活，最终活化CYP3A4基因，而APAP在代谢过程中可抑制miR-561的调控作用，进而诱发DILI[66]。2016年日本研究者Mitsugi等[67]对曲伐沙星诱导的DILI进行了相关研究，结果表明miR-877-5p受曲伐沙星作用而表达上调，其下游与凋亡相关的重要蛋白磷酸烯醇丙酮酸羧激酶表达上调，引起肝细胞凋亡而加重肝损伤。

4 结语和展望

以ncRNA为核心对DILI进行的研究分为两类：一是明确ncRNA在DILI的发病机制中发挥的作用，从而寻找治疗DILI的靶点；二是探讨循环血中ncRNA的表达水平对于患者评估病情等方面的临床价值及应用前景。然而，现有研究对DILI发病机制的解释仍不清晰，DILI的发病机制较为复杂且影响因素众多。ncRNA的靶点尚不完全明确，且部分ncRNA的作用靶点之间存在一定程度的交叉，需要进一步研究，为临床诊断、治疗用药及预后评估提供更为重要的理论依据。