肝胆胰外科车旭医生|4个方面带你了解药物性肝损伤的发病机制

肝脏作为人体最大的代谢器官及解毒器官，容易受到进入人体的各种药物和代谢产物的损伤。
药物性肝损伤（DILI）是指由各类化学药物、生物药物、中草药及其制剂、保健品、膳食补充剂及其代谢产物等诱发肝细胞损伤坏死、肝酶异常及引起相关临床表现的疾病。
DILI的临床症状以黄疸、厌油、恶心等消化道症状为主，部分患者可有发热、皮疹等过敏反应；生化指标的改变以转氨酶及胆红素水平升高为主。其症状不典型，疾病鉴别复杂，尤其是与自身免疫性肝炎在临床表现及发病机制中都有重叠部分，明确诊断困难，早期DILI易被忽视。
DILI有多种临床分型模式：依据损伤靶细胞类型可分为4型，即肝细胞损伤型、胆汁淤积型、混合型和肝血管损伤型，大量临床数据研究结果以肝细胞损伤型最为常见。依据发病机制分为直接肝毒性及特异质肝毒性，直接肝毒性是药物或代谢产物对肝脏的直接损伤，也称固有型损伤，其损伤程度具有药物剂量依赖性；特异质肝毒性是由代谢酶、转运蛋白等相关细胞因子的基因多态性导致酶与蛋白功能异常，从而对某些药物较易产生免疫应答反应，其损伤程度与药物剂量无明确相关性。

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发病机制
肝细胞的坏死、凋亡几乎存在于所有的肝脏疾病中，不同点在于触发凋亡的机制存在特异性。 2005 年， Kaplowitz提出特异性“上游”事件和非特异性“下游”事件假说。 “上游”事件是与特异性药物相关的代谢和解毒过程，是对肝脏的直接打击；“下游”事件是肝细胞内不同程度损伤与细胞保护通路之间的失衡（细胞凋亡、先天免疫反应、修复再生等）。 Russmann等于2010 年结合逐步发展的分子生物学技术对上述假说进一步整合及分析阐述，主要分为三大步骤。
（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和（或）直接损伤线粒体功能；
（2）前者的这种“初始命中”导致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。并结合多项研究突出了如人类白细胞抗原（HLA）等相关性基因在发病机制中的重要作用。同期，部分研究机构展开了候选基因关联分析及全基因组关联分析的深度研究，并从研究中意识到少量风险遗传因子，为后继研究引导了方向。
目前的研究提示， DILI的发生是多重因素综合作用的结果，发生机制涉及药物的直接肝毒性、特异质肝毒性、线粒体功能损伤、炎症反应等多个方面，下面就从这4个方面阐述DILI发病机制的研究进展。

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1、药物的直接肝毒性
药物本身或代谢产物的直接肝细胞损伤，最常见的就是对乙酰氨基酚的肝毒性，其代谢产物N-乙酰醌亚胺就是毒性产物。药物在肝脏中需进行两步反应，即Ⅰ相和Ⅱ相反应。
（1）相反应：将药物进行水解、氧化、还原，产生代谢产物，主要的代谢酶是细胞色素P450 （CYP）， CYP1A2、CYP2A6、CYP2D6 及CYP2E1等都是和DILI相关的关键性氧化酶，其中CYP2E1不仅参与药物的代谢，也是毒物前体成分的催化剂。 CYP2E1基因c1/c1型是抗结核药诱导的DILI发生的危险因素，且合并慢速乙酰化的氮乙酰转移酶2基因型时可进一步增加抗结核药诱导的DILI 的发生率。 mRNA对CYP的翻译功能对蛋白的稳定性起决定作用，因此对mRNA的调控对DILI 起重要作用，也是当今研究的热点。
（2）相反应：代谢产物与转移酶结合成新的化合物，通过尿液或胆汁排出体外，而当大剂量药物摄入，转移酶数量供给不足，代谢产物的蓄积对肝细胞直接打击，如此形成的肝毒素通常呈剂量及时间依赖性，且易受外界环境因素影响，是可重复的过程。药物代谢酶已成为与DILI相关的分子研究的主要目标。谷胱甘肽S转移酶（GST）是重要的代谢酶之一， GST在肝细胞溶质中具有高浓度，可以通过催化谷胱甘肽（GSH）与肝脏中活性代谢物的结合来降低毒性并促进尿液排泄。当肝脏严重损伤时， GST和GSH将从肝细胞质中释放到血浆中，导致肝细胞质中GST活性降低。因此， GST的基因调控对GSH代谢具有决定性作用，临床上对肝组织中GST活性水平的监测可能是诊断DILI的潜在策略。除此之外，尿核苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶（UGT）作为Ⅱ相反应中另外一个重要的转移酶，是一大类能催化葡萄糖醛酸与亲核底物结合的酶家族，主要存在于肝脏，与微粒体膜相结合，催化肝脏生物转化作用Ⅱ相反应中葡萄糖醛酸结合反应，多项研究表示基因UGT1A9、UGT147与DILI发病具有显著相关性。另外，这些代谢产物的堆积可能影响胆汁的分泌而造成胆汁淤积，胆汁酸的堆积可引起肝细胞、胆管细胞的间接损伤。分页标题

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2、特异质肝毒性
特异质肝毒性主要是免疫相关性损伤，也被称为间接性损伤，在部分特异性个体中出现，最常见药物是抗微生物剂，如阿莫西林、硝基呋喃糖、磺胺甲恶唑、环丙沙星和异烟肼，可以激活体液免疫完成免疫应答，从而造成肝细胞损害，这些机制与药物的剂量、给药途径、持续时间等关系并不明确，相比直接损伤，也很少出现重复。用于分子靶向治疗的部分药物（如酪氨酸激酶抑制剂和TNFα抑制剂）也可以诱导特异性药物反应，药物或代谢产物与特异蛋白结合形成新的免疫复合物，在具有HLA等位基因的少数个体中，药物及其活性代谢物可以通过抗原递呈细胞刺激免疫系统，激活和增殖T淋巴细胞，导致肝细胞死亡。 Petros等在近期的实验研究中得出HLA-B*57对抗结核和抗逆转录酶病的药物具有敏感性，其诱导的肝毒性主要是胆汁淤积型。

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3、线粒体损伤
线粒体在代谢过程中参与三羧酸循环、氧化磷酸化、脂肪酸代谢等多种代谢过程，药物应激使线粒体破坏，从而破坏机体的固有循环过程，各种物质氧化不完全，如乳酸增多和三酰甘油沉积，造成肝细胞脂肪变性。通过触发线粒体膜通透性转变和线粒体膜电位的破坏，线粒体中活性氧的广泛生产是肝损伤的关键步骤。线粒体超氧化物歧化酶（SOD2）用于清除线粒体中的超氧化物，谷胱甘肽过氧化物酶（GPX1）主要用于还原有毒的过氧化物。 Lucena等基于基因学研究得出结论， SOD2和GPX1多态性基因协同可增强DILI的风险， SOD 2Ala/Ala和GPX1Leu/Leu的基因携带者更倾向于胆汁淤积/混合型DILI 。

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4、炎症反应
DILI诱发的炎症被称为无菌炎症，外环境中隐藏的相关损伤分子在组织损伤时释放并激活免疫细胞上的受体，从而产生免疫应答，如促炎因子的产生和损伤细胞定位。有研究表明，分泌型白细胞蛋白酶抑制剂可以通过调节单核细胞、巨噬细胞功能在对乙酰氨基酚诱发的急性肝衰竭中成为抗炎反应的关键介质。
【肝胆胰外科车旭医生|4个方面带你了解药物性肝损伤的发病机制】人们生活方式的改变，用药原因的变化，在DILI 原诱发药物的基础上出现了一些新型药物，如美白药、减肥药、分子药物保健品等。美国2012 年发布的LiverTox网站及中国2014 年发布的HepaTox网站分别记录了700 余种及400 余种常见药物的肝损伤信息，在临床指导用药规范中发挥着重大作用。在我国DILI的病例主要来源于医疗机构的患者，由于大众缺乏对药物安全问题的认知及医疗系统用药不规范的情况尚存在等原因， DILI 的发病率仍处于上升趋势。 DILI 的发病机制随着分子生物学研究的深入也出现渐进性的发展，中医药文化在世界大环境中不断地自我提升及与西方医学的相互碰撞，更加促进了世界对中药的认知及客观评价。 DILI 诱因药物繁多，影响因素复杂，对药物的实验研究还不够完善， DILI也成为了新药研发上市、药监部门警示和药品撤市的主要原因。因此，更加明确的发病机制、更准确的预测生化指标是当今研究的重点与难点。这一过程精细繁杂，需要多领域专家，包括药物、毒理学、临床医生等协同合作，更加深入的研究，尽早探索出潜在的生物标志物，推进临床治疗及药物开发。