药物性肝损伤的研究进展

杨 雪， 涂荣芳， 杨晋辉

昆明医科大学第二附属医院 消化内科， 昆明 650000

药物性肝损伤(DILI)是指由各类处方或非处方的化学药物、生物制剂、传统中药(traditional Chinese medicine，TCM)、天然药(natural medicine，NM)、保健品(health products,HP)、膳食补充剂(herbal and dietary supplements，HDS)及其代谢产物乃至辅料等所引起的肝损伤，又分为固有型和特异质型。固有性DILI目前已相对少见，是药物及其代谢产物对肝脏产生的直接损伤，多与药物剂量密切相关，常常可预测；而特异质型DILI在临床上较为多见，个体差异较明显，多与药物剂量无相关性。相对于固有型而言，特异质型更加难以预测，病情发展更快，故本文主要探讨特异质型DILI的相关生物标志物研究进展。

随着人们对健康认知观念的发展，HP、草药和HDS更多的被大众应用，再加之普遍认为天然草药无毒性，DILI的发病率近年来呈迅速上升趋势，特别是HDS引起的DILI。美国药物性肝损伤网络(DILIN)与冰岛前瞻性研究显示，HDS分别占DILI病因的20%、16%[1]。

目前对DILI 的诊断仍主要依靠可疑药物接触史，排除其他肝病病因，及传统生物标志物ALT、AST、ALP[2]，仍缺乏简便、客观、特异的诊断指标和特效治疗手段。据报道，多数DILI患者的预后较好，但药物诱发引起的急性肝衰竭(acute liver failure， ALF)、亚急性肝衰竭(subacute liver failure， SALF)病死率较高，美国ALF研究小组[3]发现3 周内未行肝移植的DILI ALF患者生存率仅为27%，接受肝移植者生存率也仅有42%。

基于此，本文针对DILI的可疑药物、危险因素、发病机制、病理特点、临床分型和表现、诊断标准及评估、网络数据库的研究进展情况进行分析和论述。

1 可疑药物

人们日常生活中接触的药物及保健品已超过30 000种，明确可以诱导肝损伤的药物全球有1100种，有报道[4]表明，TCM/HDS(26.81%)和抗结核药物(21.99%)是目前我国最常见的两类，与冰岛的一项前瞻性研究[5]HDS占DILI病因的16%相似，具体药物占比见表1。

2 危险因素

2.1 宿主因素 DILI特别是特异质型DILI有显著的个体差异性，可能与药物代谢酶、药物转运蛋白和人类白细胞抗原系统(human leucocyte antigen， HLA)等遗传因素，以及年龄、性别、基础疾病相关的非遗传因素有关[6]。

表1 引起DILI的药物及构成比

大量研究发现，HLA的基因多态性可能与DILI密切相关。多数研究[7-8]表明，女性发病时较年轻，易发展为肝细胞损伤型DILI，男性则以老年发病且为胆汁淤积型DILI多见。基础疾病如HBV或HCV感染、HIV感染、自身免疫性肝病、糖尿病[9]、肿瘤[10]及心脏病[11]均可能是某些药物的易感因素。

2.2 药物因素 药物的化学性质、剂量、疗程均与DILI的发生有关。有研究[12]表明，亲脂性药物、高浓度药物的服用及长疗程药物的使用可增加DILI的发生风险。联合用药也会增加DILI的发生，尤其是抗结核药与抗感染药联用占比最高[4]。

3 发病机制

DILI的发病机制尚未明确，通常分为有剂量依赖性的直接肝毒性与特异质性肝毒性作用。Kaplowitz[13]提出了与特异性药物相关的“上游”事件和与肝细胞损伤、防御失衡有关的“下游”事件的假说。2010年Russmann等[14]结合逐步发展的分子生物学技术对“上游、下游事件”假说更进一步的阐述，提出DILI机制的三大步骤。(1)药物或者其代谢产物的作用:①直接损伤引起肝细胞应激反应(内在途径)，②激活免疫反应(外在途径)，③直接损伤线粒体功能;(2)线粒体膜通透性改变;(3)线粒体膜通透性改变最终导致肝细胞的凋亡、坏死。下面围绕以下几个机制进行阐述。

3.1 代谢酶系或转运蛋白功能异常 肝脏是药物Ⅰ相代谢和Ⅱ相代谢的重要场所，内富含以细胞色素P450为代表的代谢酶系。Ahmad等[15]研究表明,胆小管收缩和扩张与Rho激酶(rho-Associated Kinases, ROCK)/肌球蛋白轻链激酶/肌球蛋白途径的破坏有关，提出靶向ROCK/肌球蛋白轻链激酶途径及其相关酶是胆汁淤积化合物的主要靶标。解热镇痛类药物如对乙酰氨基酚(acetaminophen，APAP)是引起DILI发生的最常见原因之一，APAP在肝脏代谢时仅产生少量反应性代谢产物N-乙酰-对-苯醌亚胺(NAPQI)[16]，而治疗剂量的NAPQI可与谷胱甘肽(glutathione， GSH)结合而解毒。过量后GSH被消耗殆尽，多余的NAPQI不能被分解，蓄积在细胞内与蛋白质结合，此时该药物代谢产物损伤肝细胞。现已发现多种代谢酶与转运蛋白，但代谢酶、转运蛋白对DILI的发生发展有何影响尚不清楚。

3.2 线粒体功能受损与氧化应激 线粒体参与脂肪酸β氧化、三羧酸循环和氧化磷酸化，是细胞中的造能结构及细胞的动力源，并通过打开线粒体通透性过渡孔而参与细胞死亡。因此，目前考虑线粒体功能障碍可能是药物诱导肝损伤的主要机制[17]。研究[18]指出，微泡性脂肪变性指向潜在的严重肝损害，而感染、细胞因子、先天性β氧化酶或线粒体DNA损伤，可能会导致药物诱导的微泡性脂肪变性，游离脂肪酸及其一些代谢物的积累也可能在微泡脂肪变性的病理生理中起主要作用。总之，线粒体损伤易造成肝细胞损伤性肝炎，可通过药物及其代谢产物的直接损伤抑制、解除呼吸的耦合或反应性代谢物诱导线粒体通透性转变等造成线粒体损伤。以APAP诱导的肝损伤为例，不能与GSH结合的游离NAPQI与线粒体蛋白结合抑制受损线粒体的修复，导致线粒体的氧化应激[19]，进一步导致线粒体膜通透性改变，造成肝细胞死亡。

3.3 免疫反应

肝脏是机体重要的免疫器官，目前许多研究表明机体免疫是DILI发生的主要诱因，并提出了以下两个假说。

3.3.1 半抗原假说 半抗原假说是药物或其代谢产物共价与蛋白质结合形成药物/代谢产物-蛋白质复合物，且被加工形成药物/代谢产物-肽复合物后被T淋巴细胞识别, 激活CD8+T淋巴细胞与B淋巴细胞，诱发免疫反应[20-21]。药物或其代谢产物不仅可与肝细胞内蛋白质(如麻醉吸入剂氟烷[22]、双氯芬酸[23])形成复合物诱发免疫反应，还可与血清内蛋白质(氟氯西林[24]、硫胺甲恶唑[25])形成复合物诱发免疫反应。

3.3.2 基因多态性假说 基因多态性是指在一个生物群体中, 存在两种或多种不连续的变异型或基因型或等位基因。目前很多研究表明，特异质型DILI与HLA基因多态性相关。如Daly等[26]和Monshi等[27]提出氟氯西林诱导的DILI与 HLA B*5701 等位基因有关。另一方面，药物代谢相关酶基因多态性也与部分DILI存在相关性。一项抗结核药物诱导DILI的荟萃分析[28]提出，慢性N-乙酰基转移酶2(NAT2)基因型、细胞色素P450 2E1(CYP2E1)*1A、谷胱甘肽S-转移酶M1(GSTM1)无效基因型与抗结核药物性肝损伤相关。但现阶段很难仅用基因多态性解释或者预测DILI，尚需要更进一步的研究。

除此之外，还有危险因子假说、免疫药理效应假说、免疫稳态失衡假说、免疫炎症假说等，但DILI的机制无法用单一假说进行解释 ，现仍需建立更多的免疫模型来辅助对DILI机制的探讨。

4 临床分型

4.1 基于发病机制的分型 基于发病机制，DILI可分为固有型和特异质型[6]。固有型DILI多与药物剂量有关；而特异质型DILI较固有型常见，与药物剂量无关，个体差异性较明显，上文提及的免疫反应假说均属于特异质型DILI的机制探讨。

4.2 基于病程的分型 基于病程，DILI可分为急性和慢性，我国指南界定6个月内症状消失、肝酶正常则为急性DILI[29]，若6个月后仍存在肝酶学指标、胆红素持续异常，或有门静脉高压，或有影像学证据指向慢性肝损伤则为慢性DILI[30]。临床上由急性DILI发展为慢性DILI的患者较少见。

4.3 基于受损靶细胞的分型 按照国际医学组织理事会(CIOMS)制定的分型标准进行划分，即通过ALT和ALP实测值与其正常上限值的比较，可将DILI分为肝细胞型、胆汁淤积型、混合型、肝血管型。

5 临床表现

多数患者可仅有肝脏酶学指标改变而无明显症状，部分患者可有乏力、食欲缺乏、恶心、呕吐、黄疸、腹胀等症状[31]，且DILI在潜伏期差异较大。少数患者可能会出现过敏表现、肝外器官损伤的表现。病情严重者甚至会出现肝衰竭。

6 诊断标准与评估

6.1 Roussel Uclaf 因果关系评估法(RUCAM) RUCAM评分是目前设计最合理、要素最全面、操作最方便、诊断准确率相对较高的 DILI 诊断工具[6]，包括发病时间、生化指标变化特点、危险因素(饮酒、妊娠情况和年龄)、联合用药情况、除外其他肝损伤、药物既往肝毒性史和再用药反应七大要素。根据以上要素的评分结果分为 5 级[32]：极可能>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量表不仅可广泛用于个案及前瞻性、回顾性研究，也可用于任何类型药物诱导的DILI。但RUCAM评分需要的临床病例信息较详细，评分项目较多，临床上难以实现非专业研究员对其进行量化，虽然Scalfaroa等提出了Pharmacovigilance-Roussel Uclaf因果关系评估方法(PV-RUCAM)，但仍需更多的前瞻性研究来添加新的和(或)经过验证的标准。

6.2 结构性专家观点程序(SEOP) 美国提出的SEOP需要3位及以上的专家进行评估，并不适合临床广泛应用，但可以作为RUCAM量表无法评估者或分值不高者的进一步判断。

6.3 病理检查 肝活检病理组织学检查可对可疑DILI病例提供进一步的诊断依据，但该操作属侵入性操作，非必要时很难采取该检查明确病因，且DILI的病理学特点为变性、坏死、淤胆和炎症，这些改变并非DILI的特异性改变，故难以与其他肝病相鉴别。但当存在不常见的炎细胞浸润、肝腺泡3带坏死、真性微泡性脂肪变、重金属沉积等时, 应考虑到DILI的可能[33]。

6.4 传统损伤标志物 血清ALT、ALP、GGT 和TBil等改变是目前判断是否有肝损伤和诊断 DILI 的主要实验室指标。TBil、白蛋白、凝血功能、嗜酸性粒细胞值的改变也有助于诊断DILI及判断患者的预后。

6.5 新型生物标志物 传统损伤标志物缺乏特异性，随着基因组学、蛋白组学、代谢组学技术的发展，目前有更多新型生物标志物的发现。

以代谢组学为例，目前常用于寻找DILI生物标志物的方法包括：超高效液相色谱/飞行时间质谱(UPLC-TOF-MS)；超高效液相色谱/飞行时间串联质谱(UPLC-TOF-MS / MS)；质子核磁共振(H-NMR)气相色谱-质谱(GC-MS)。有研究[34]发现，通过UPLC-TOF-MS从血清中鉴别出溶血卵磷脂C(LPC) 16∶0、LPC 18∶0、LPC 18∶2和LPC 18∶3下降；甘氨酰去氧胆酸、甘胆酸、胆红素、硬脂酸酰胺、油酸酰胺、肉豆蔻酰胺和次黄嘌呤升高。Kim等[35]通过H-NMR代谢组学方法得出DILI患者中血清代谢产物：乳酸、葡萄糖、3-羟基异戊酸酯、异亮氨酸、乙酰基甘氨酸、丙酮、乙酸盐、谷氨酰胺、乙醇和异丁酸酯升高；尿液代谢物：柠檬酸盐、甘氨酸、马尿酸盐升高；3-氯酪氨酸、苯丙氨酸和谷氨酸下降。Gonzalez等[36]通过UPLC-TOF-MS / MS发现血清代谢产物sn-1单酰基甘油磷酸胆碱、sn-2花生四烯酸二酰基甘油磷酸胆碱和鞘脂下降；二酰基甘油磷酸胆碱、单酰基甘油磷酸乙醇胺和氨基酸升高。通过建立APAP诱导的大鼠DILI模型[37]发现，采用GC-MS法筛选出血清代谢标志物：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。

通过代谢组学技术不仅可以辅助DILI诊断，还可以对不同药物引起的DILI进行鉴别，对DILI的预后进行早期评估。但代谢组学技术筛选特异性生物标志物的过程繁复、花费较高，且对标本要求较高，代谢物易受环境、个体差异影响，难以满足实验的重复性。故目前暂无可以投入临床使用的生物标志物。其余组学如发现HLA等位基因能够指向不同药物诱导的DILI[19-20]的基因组学；发现血红素加氧酶 1(HMOX1)[38]、高迁移率族蛋白 B1(HMGB1)[39]、谷氨酸脱氢酶(GLDH)[40]、巨噬细胞集落刺激因子受体 1(MCSFR1)[40]的蛋白组学，均对DILI有一定的指向性，但是目前均在实验阶段，需要寻找更加特异、稳定的生物标志物。

7 药物性肝损伤的数据库

目前肝损伤的数据库包括LiverTox、LTKB、Open TG-GATEs、LTMap和Hepatox，常规数据库包括T3DB、DrugBank、DITOP、DART、CTD和HSDB[41]。以下主要介绍LiverTox、Hepatox两个数据库。

7.1 LiverTox数据库 2012年美国国立卫生研究院及消化和肾病研究所(NIDDK)的肝脏疾病研究部门推出DILI相关的数据库LiverTox，由三个组成部分[41-42]：(1)DILI介绍和概述；(2)药物的背景、案例研究、产品包装说明书、化学成分和结构、剂量建议和参考文献的链接；(3)允许用户直接向 LiverTox 网站报告DILI案例，并将其转发到美国食品药品监督管理局的药物监视通报程序。基于这些内容，该数据库很好的向医务工作者提供病因、诊断和管理DILI的信息，为更好地诊治提供帮助，但是目前信息的数据、连接需要进一步完善。

7.2 HepaTox数据库 2014年中国DILI的专业网络平台是由上海交通大学医学院附属仁济医院推出的全球第二个数据库——HepaTox 网站(www．hepatox．org)。包括最新资讯、专题报道、研究项目、医学知识、药物信息、行业资源、专业术语、资料下载和在线应用等九大版块。向普通大众及医务工作者提供药物信息咨询、项目研究进展、最新研究成果、基础DILI知识，现有药物信息已包括500多种，为DILI诊断提供依据。HepaTox的建立不仅仅向医务人员及公众普及、提供DILI咨询，更是为以后通过此平台的研究成果预测DILI并改善其诊断、治疗做好准备。

8 小结

总之，DILI是一种发病机制尚未明确、个体差异较明显的肝损伤疾病。尽管现有研究已对新型生物标志物进行了大量的研究，但在运用于临床前仍需要更多前瞻性研究。目前DILI研究领域已建立和应用LiverTox及HepaTox等网络互动平台，为医务工作者提供诱发DILI药物的信息及DILI的科学知识普及，为诊断、治疗DILI提供依据，是目前DILI研究领域的重大进展之一。