抗结核药物性肝损伤相关危险因素研究进展

顾宇人 唐佩军

在抗结核治疗过程中可能会出现各种不同程度的药物不良反应，其中以抗结核药物所致肝损伤(anti-tuberculosis drug-induced liver injury，ATLI)最为多见，危害性最大，也是我国药物性肝病的常见类型之一[1-2]。ATLI是指在使用抗结核药物过程中，由于药物或其代谢产物引起的肝细胞毒性损伤或肝脏对药物及其代谢产物的变态反应所致病理过程，可以表现为无症状丙氨酸氨基转移酶(alanine amino-transferase，ALT)升高，也可呈急性肝炎表现，甚至发生暴发性肝细胞坏死，少数患者可表现为慢性肝炎[3]。轻者仅表现为一过性氨基转移酶升高，重者可致肝衰竭，甚至危及生命。部分患者因ATLI不得不中止抗结核治疗，从而影响抗结核治疗疗效[4]。因此，ATLI引起广大临床医生的广泛关注和重视。ATLI是影响抗结核治疗成败的关键因素之一，导致ATLI的危险因素有很多，比如年龄、性别、肝炎病毒或HIV感染、遗传因素、嗜酒和营养不良等都可对ATLI的产生造成一定的影响。笔者将近年来ATLI的相关危险因素的研究进展进行综述，以期减少ATLI的发生率，提高抗结核治疗效果。

一、宿主因素

(一)遗传因素

ATLI的确切机制尚不清楚，尽管将抗结核药物疗程及多种环境因素纳入考虑范围，目前仍然难以对ATLI进行预防。药物因素及并发症风险因素等都无法完全解释多数情况下ATLI发生在抗结核治疗早期的具体原因[5]。随着药物遗传学的不断发展，研究人员一直致力于寻找可靠的遗传标记用于筛选ATLI敏感患者，从而帮助临床对ATLI进行有效预防和管理[6]。药物代谢酶遗传多态性是目前的研究热点之一，该多态性能够调控代谢酶mRNAs表达水平或酶活性，从而导致多种水平的活性代谢产物生成[7]。迄今为止，已有研究表明编码药物代谢酶的基因多态性，包括N-乙酰化酶2(N-acetyltransferase 2，NAT2)、细胞色素P450家族2亚家族E成员1(cytochrome P450 family 2 subfamily E member 1，CYP2E1)、谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferases，GSTs)与ATLI存在相关性[8-9]。进一步研究表明，编码药物代谢酶关键基因(NAT2、CYP2E1等)单核苷酸多态性可能造成其活性代谢物的过量形成或者无法清除，最终导致代谢产物大量积累进而增加ATLI的风险[10]。

异烟肼作为最重要的抗结核药品，同时也是诱导肝损伤的主要药品。已有研究表明，编码代谢酶关键基因的遗传多样性在异烟肼诱导肝损伤差异性中扮演重要作用，主要包括NAT2、CYP2E1、GSTM1及GSTT1等基因[11]。An等[12]研究表明，在中国人群中慢乙酰化NAT2基因型(尤其是NAT2*6A/7B和NAT2*6A/6A)是肝损伤发生的风险因素，NAT2*6A/7B的优势比达到9.57，P<0.001，NAT2*6A/6A的优势比为5.24，P=0.02[12]。在149例发生ATLI的巴西结核病患者中，82例(55.03%)为慢乙酰化基因型，60例(40.27%)为中间型，7例(4.7%)为快乙酰化基因型，logistic回归分析结果提示慢乙酰化表型是异烟肼抗结核治疗方案导致肝损伤发生的关键预测因子[11]。Chamorro等[13]研究表明，携带慢乙酰化谱和c2变体的患者发生ATLI 风险增加(OR=7.068；95%CI：3.34～14.95；P<0.001)。Wang等[14]研究表明，ATLI患者出现NAT2*5B/5B、NAT2*6A/6A等表型的概率明显高于无ATLI患者(OR=7.6，P=0.01；OR=15，P=0.029)，提示NAT2*5B/5B、NAT2*6A/6A、481T/T及590A/A等可能成为预测ATLI的新型生物标志物。涉及37项研究、1527例患者及7184例对照者的Meta分析结果揭示，ATLI与NAT2慢乙酰化基因型的总优势比为3.15，其在不同种族人群中存在差异，最高的是西亚人群，总优势比为6.42，欧洲最低，总优势比为2.32[15]。综上所述，NAT2慢乙酰化表型是ATLI易感性增加的重要预警因素，然而其相关性强弱在不同种族人群中存在一定差异。

在肝脏中，异烟肼首先通过N-乙酰转移酶代谢成为乙酰烟肼，然后水解成为乙酰肼。进而乙酰肼在细胞色素P450 2E1(CYP2E1)作用下转化成为肝毒性介质[16]。Medina-Sanson等[17]研究表明，在45例发生ATLI的结核病患者中，CYP2E1 c1/c1纯合子患者血清天冬氨酸氨基转移酶平均水平明显高于c1/c2和c2/c2杂合子患者。此外，在抗结核治疗前2个月中，相比较于c1/c2和c2/c2杂合子患者，CYP2E1 c1/c1纯合子患者血清天冬氨酸氨基转移酶水平更有可能出现>3倍正常值上限，或发展成严重ATLI。Yang等[8]研究表明，CYP2B6多态性与中国人群ATLI发生风险之间存在一定关联性，具有CYP2B6 *6/*6基因型的男性结核病患者发生ATLI的风险较低。谷胱甘肽转移酶(GST)在抗结核药物-肝毒性代谢产物的解毒过程中发挥重要作用。祖丽娅·沙塔尔等[18]研究表明，GSTM1/GSTT1缺失突变与成年人ATLI风险增加之间存在关联性，而GSTM1/GSTT1多态性与中国儿童结核病患者发生ATLI无明显相关性。

在一项基于抗氧化通路中候选基因的单核苷酸多态性(SNPs)与ATLI易感性的相关研究中[19]，100例日本肺结核患者接受了包括异烟肼和利福平在内的治疗方案，其中18例患者发生了ATLI。通过PCR限制性片段长度多态性或PCR直接DNA测序分析了10个基因中的34个标签SNP。在3种不同的遗传模型中比较了有和没有ATLI患者的等位基因和基因型的频率。统计分析显示，NOS2A中rs11080344处的C/C基因型、BACH1中rs2070401处的C/C 基因型和MAFK中rs4720833处的G/A或A/A基因型独立赋予ATLI易感性。值得注意的是，后两个标签SNP与ATLI易感性的关联差异有统计学意义，优势比为9.730。这项研究证明，NOS2A、BACH1和MAFK似乎是日本结核病患者发生ATLI的遗传决定因素。

在一项有280例患者参与的TXNRD1多态性与ATLI易感性之间关联的前瞻性研究中，单倍型TCAGCC与ATLI 易感性风险增加相关，[OR(95%CI)=6.273(1.023～38.485)]，进一步的分层分析表明，单倍型TCAGCC与女性受试者[OR(95%CI)=5.711(0.917～35.560)]和非吸烟者[OR(95%CI)=6.008(0.971～37.158)]的ATLI易感性相关[20]。该研究结果提示，TXNRD1变体可能会增加女性和非吸烟者的ATLI易感性。

一项在746例中国西部的结核病患者中进行的ATP结合盒亚家族C(ATP-binding cassette，subfamily C，ABCC)基因的遗传变异与ATLI的相关性研究表明，ABCC2 rs3740065基因型可能是抗结核药物引起肝毒性的独立危险因素[21]。

一项评估ABO血型系统在中国ATLI患者中的研究表明，ABO血型可能与中国人群对ATLI的易感性有关，在服用利福平的A、B和AB血型患者中表现更为明显[22]。

(二)非遗传因素

1.年龄：流行病学研究表明，高龄是抗结核药物所致ATLI的重要危险因素之一[23-24]。一方面，高龄患者一般患有多种慢性疾病，需长期服药或联合用药，用药情况复杂。另一方面，随着年龄增加，患者肝、肾功能减退，药物代谢清除减慢，易在体内蓄积；血浆白蛋白水平又偏低，游离药物浓度偏高，故更易发生ATLI。周媛[25]的研究表明，患者的平均年龄大于40岁更易发生ATLI。我国的一项回顾性研究显示，2011年8月至2015年9月我国东北地区的4272例结核病患者ATLI的发生率为9.5%，其中老年患者ATLI的发生率为20.8%[26]。

2.性别：女性是ATLI的独立危险因素，ATLI患者中女性多于男性，原因可能与男女生活习惯、基因型、代谢酶差异有关[27-28]。但是，也有研究认为女性不是引起ATLI的风险因素，ATLI患者中性别比例差异无统计学意义[29]。因此，目前对于ATLI患者性别比例的差异尚存在争议。

3.基础疾病：为预防ATLI，患者自身合并的基础疾病应予以重视，如肝脏基础疾病、HIV感染、糖尿病、贫血及低蛋白血症等。因肝脏基础疾病(病毒性肝炎、脂肪肝、酒精性肝病、脂肪肝等)导致肝细胞的药物代谢功能受限，药物的清除能力下降，从而延长了药物的半衰期，致使药物易蓄积在肝内。因此，并发肝脏基础疾病的结核病患者ATLI发生率明显高于单纯结核病患者。在抗结核治疗过程中，病毒性肝炎患者发生ATLI的危险性是非病毒性肝炎患者的3～5倍[30-31]。有研究表明，结核病并发乙型肝炎病毒感染，抗结核治疗前未给予抗病毒治疗的乙型肝炎患者更容易发生严重的ATLI、肝功能衰竭甚至死亡[32]。Lee等[33]研究发现，与对照组相比，结核病并发酒精性肝病、乙型肝炎病毒感染和丙型肝炎病毒感染患者发生ATLI的OR值及95%CI值分别为3.57(1.38～9.27)、5.61(2.04～15.46)、4.81(1.39～16.65)。并发酒精性肝病或脂肪肝等基础肝病时，ATLI的风险也相应增高[34]。多数学者认为HIV感染是抗结核治疗中ATLI的高危因素[35-36]。抗逆转录病毒治疗(ART)药物本身造成的肝损伤是中途停药患者发病和死亡的重要影响因素。Naidoo等[35]研究表明，与结核病患者相比，HIV与MTB双重感染患者更易发生ATLI(发生率分别为71.2%和51.2%)，同时丙氨酸氨基转移酶水平下降亦较慢[35]。Rajasingham等[36]报道在南非对HIV与MTB双重感染患者采用纸层析法进行氨基转移酶酶活性的临床监测，对预防ATLI的发生具有重要意义。此外，糖尿病、贫血、低蛋白血症等基础疾病也与抗结核治疗中引起的ATLI密切相关[37-38]。糖尿病患者免疫力低下，是结核病的高危人群。肺结核并发糖尿病患者在治疗过程中应及早使用胰岛素有效控制血糖，纠正代谢紊乱及营养不良，减少糖化血红蛋白增多致低氧血症的发生，同时应密切关注口服降糖药引起的肝损伤[39]。

4.其他：除年龄、性别和基础疾病外，ATLI的非遗传因素还包括超体质量、低体质量、营养不良、低蛋白血症、贫血等。营养不良者可使肝内具有保护作用的分子，如谷胱甘肽减少，增加机体对药物肝毒性的易感性。营养不良、贫血、低蛋白血症患者体内具有激素调节及药物代谢功效的血清白蛋白含量下降，则会导致药物的肝脏结合率及清除率下降。这些均会对患者肝脏造成损伤，因此成为抗结核治疗ATLI发病的危险因素。英国学者Abbara等[40]研究结果提示，低体质量系ATLI的独立危险因素。国内迟旭等[41]分析了528例初治肺结核患者发生ATLI的危险因素，研究结果提示BMI≥28、贫血、低蛋白血症、呼吸衰竭为初次ATLI发生时的独立危险因素。

单平面及万向椎弓根螺钉均可有效矫正Lenke 5型AIS患者冠状位失平衡并保持腰椎前凸，使用单平面椎弓根螺钉可更加有效地矫正顶椎的旋转畸形并维持其去旋转效果，从而使患者术后获得满意的外观，降低侧凸的远期复发率。

二、药物因素

在抗结核药物中，异烟肼、利福平、吡嗪酰胺、利福布汀、利福喷丁、丙硫异酰胺和对氨基水杨酸等导致ATLI的发生率较高，而氟喹诺酮类药物、乙胺丁醇、克拉霉素、阿莫西林克拉维酸钾等导致ATLI的发生率较低，氨基糖苷类、卷曲霉素、环丝氨酸和利奈唑胺等鲜见导致ATLI的事件[6]。

1.异烟肼：异烟肼在体内有两种方式代谢，其一，通过NAT2代谢为非毒性产物乙酰肼；其二，通过酰胺酶代谢为毒性产物联氨或直接经水解酶水解为联氨。乙酰化就是药物通过NAT2代谢的过程，而根据乙酰化速率的快慢可将乙酰化酶划分为慢速型和快速型。慢速型者更易发生异烟肼导致药源性肝损伤，其原因是乙酰化速度慢，导致更多的异烟肼直接被水解成联氨或通过酰胺酶途径代谢为联氨。利福喷丁/异烟肼治疗结核分枝杆菌潜伏感染3个月出现ATLI发生率较采用异烟肼单药治疗9个月低，提示异烟肼可导致ATLI发生率增加，且与疗程长有一定关系[42]。

2.利福平：利福平在肝脏内通过两个途径代谢，其一，通过去乙酰化过程生成去乙酰利福平；其二，水解生成3-甲酰利福平。然而尚无证据证明其中任何一种代谢产物具有肝毒性，因此利福平致肝损伤的机制尚不明确。利福平为肝药酶诱导剂，能增强微粒体活酶的活性，促进异烟肼水解，增加中间代谢产物乙酰化异烟肼，直接损伤肝细胞[42]，导致肝损伤的发生率约为1%[43]。日本Ito[44]对61例接受利福平单药治疗结核分枝杆菌潜伏感染者的回顾性研究发现，利福平导致肝损伤的程度低于异烟肼，利福平导致的肝损伤并不总是与碱性磷酸酶和(或)γ-谷氨酰转肽酶(gamma-glutamyl transferase，γ-GGT)水平的异常有关。利福平的肝毒性也具有剂量依赖性，大剂量应用可引起肝脂肪变性。所以Satyaraddi 等[45]表示血浆中利福平的浓度能够独立预测后续肝损伤的发展。

3.吡嗪酰胺：吡嗪酰胺属于烟酸衍生物，在肝脏内脱酰胺生成活性成分吡嗪酸，后者可干扰结核分枝杆菌细胞膜转运功能。Goh等[46]在时间依从性的Cox回归分析中发现，抗结核药物的药源性肝损伤有众多独立影响因素，其中吡嗪酰胺是最常见的诱发肝损伤的药物。肝损伤是吡嗪酰胺导致的最严重的不良反应，不过其肝损伤机制至今尚不明确。因吡嗪酰胺与异烟肼具有相似的化学结构，所以目前认为其肝损伤机制可能同异烟肼存在相似的地方。吡嗪酰胺在酸性环境下可杀灭巨噬细胞内的结核分枝杆菌，主要用于抗结核短程强化治疗，肝毒性比异烟肼或利福平更严重，女性比男性患者吡嗪酰胺诱导的肝毒性更严重且更常见[47]。并且肝脏毒性与服用剂量呈正相关[48]，较少单独使用，一般与其他药物合用。一项纳入3007例肺结核患者的研究发现，利福平+异烟肼治疗的患者ATLI的发生率为0.8%，加用吡嗪酰胺后该比例增至2.8%，提示利福平、异烟肼、吡嗪酰胺三联用药可增加ATLI的发生风险[49]。另外，约有5.7%的初治结核病患者是多重耐药结核分枝杆菌携带者，而在复治结核病患者中，这一比例高达26%[50]，多重耐药性导致治疗时间延长，更易加重ATLI的发生率。值得注意的是，以上结核病患者多为男性，男女比例为2.1∶1[51]。

4.乙胺丁醇：乙胺丁醇约10%～20%在肝脏代谢，常见视神经损伤等不良反应，如球后视神经炎、视神经中心纤维损伤等。与乙硫异烟胺合用可增加黄疸性肝炎等并发症[52]。

5.对氨基水杨酸：对氨基水杨酸在肝脏中代谢，50%以上经乙酰化成为无活性代谢物。给药后85%在7～10 h内经肾小球滤过和肾小管分泌迅速排出；14%～33%以原形经肾脏排出，50%为代谢物。对氨基水杨酸有效地延缓和阻滞异烟肼在体内的乙酰化过程，可能影响利福平的吸收，可干扰肝脏内凝血酶原的合成，造成出血倾向，停药后可恢复。使用对氨基水杨酸约有0.3%～5%可发生超敏反应，其中40%患者的氨基转移酶升高[52]。

6.对氨基水杨酸异烟肼：对氨基水杨酸异烟肼是异烟肼与对氨基水杨酸的化学合成物。抗结核疗效明显优于异烟肼抗结核效力，约为异烟肼的5倍，按照剂量10 mg/(kg·d)服用，治疗效果明显优于异烟肼[20 mg/(kg·d)]+对氨基水杨酸[200 mg/(kg·d)]的物理混合，可增强甲氨蝶呤、乙硫异烟胺的不良反应。其对肝脏的不良反应远低于常规用量的异烟肼或对氨基水杨酸[53]。

三、环境因素

饮酒可造成酒精性肝损伤，可使体内谷胱甘肽的消耗过多或合成不足，不能有效地清除体内的反应性代谢物，还可引发肝脏酶系统功能降低，从而增加ATLI的发生率。英国的一项研究分析了1529例接受抗结核治疗的活动性肺结核患者，一共有105例发生ATLI，其发生率为6.9%，研究结果提示过量饮酒是ATLI发生的危险因素之一[40]。国内的一项研究结果显示，饮酒患者ATLI发病率达到不饮酒患者的4.5倍[56]。长期酗酒者血液中浓度过高的乙醇使肝脏长期处于高负荷工作中，可导致酒精性肝硬化或肝组织纤维化，使肝脏解毒功能下降。过量饮酒可能增加ATLI的风险，饮酒量越大，发生ATLI的风险越高，其发生频率可增高2～4倍[57]。

吸烟可通过影响NAT2、细胞色素CP4502E1和细胞色素CP4503A4的基因多态性而对ATLI产生影响[58]。国内的一项研究结果提示，吸烟为ATLI发生的独立危险因素[41]。

电离辐射可直接与靶分子(如DNA、蛋白质和脂质)相互作用或被水的辐射分解，导致细胞内氧化事件和生物活性发生变化[59]。肝脏是辐射敏感器官，其辐射敏感性仅次于骨髓、淋巴、胃肠组织、性腺、胚胎和肾脏。此外，作为哺乳动物的重要器官，肝脏具有一系列功能，包括胆汁的产生、营养物质的代谢、废物的排除、糖原的储存和蛋白质的合成。因此，肝脏容易发生各种病理生理变化。

综上所述，ATLI的危险因素复杂，早期识别各类危险因素并对其进行提前干预，对不同患者采用不同针对性预防措施，如对ATLI易感性增加的患者，在治疗期间协助早期诊断和监测ATLI，以及指导临床用药及肝功能的监测，可减少ATLI的发生率，保证化疗方案的实施，是提高抗结核治疗疗效的关键因素。