老年人药物性肝损伤的临床特点及发病机制

林佳瑶 张 玉 (复旦大学附属华山医院老年科，上海 200040)

由于药物及其代谢产物的毒性作用或机体对药物产生过敏反应，对肝脏造成损害，即为药物性肝损伤(DILI)。在已经上市的药物中，约有1000种被报道可能引起肝脏损伤〔1〕。在欧美国家，DILI占全部药物不良反应的6% ～8%，约25%的急性肝衰竭患者和近50%的肝功能异常患者与用药有关〔2〕。老年人药物肝损是临床用药过程中需要特别关注和监测的问题。

1 老年人DILI的临床特点

肝脏对药物的易感性随年龄增长而增加。老年人更容易发生PILI。在英国一项大型多中心的结核病临床研究表明，相同剂量的异烟肼，肝脏毒性发生率在50岁以上患者为20.83/1 000，约为25～34岁患者的5倍(4.4/1 000)〔3〕。相似的结果也出现在利福平、阿莫西林/克拉维酸钾的研究中〔4〕。老年人DILI起病隐匿，临床症状和体征缺乏，其中无症状的转氨酶升高者占半数以上，最常见症状为乏力、纳差、恶心呕吐等消化道反应，其次为黄疸、低热、皮肤瘙痒和皮疹，均缺乏特异性。在DILI临床分型中，中青年人群以肝细胞型肝损伤为主;而胆汁淤积型肝损伤在老年人群中更常见，表现为碱性磷酸酶水平明显升高，转氨酶水平仅轻度升高。胆汁淤积型肝损伤停药后肝功能恢复时间较慢，部分可长达1年。国内临床病例统计显示，引起老年人DILI以心血管药物最多，其次为抗生素和抗肿瘤药物。中草药和抗结核药物引起的肝损伤也并不少见〔5〕;而在欧美国家，非甾体类抗炎药(NSAIDs)所致的肝损伤占全部DILI的50%以上，其中最常见的药物是对乙酰氨基酚。

2 老年人DILI的易感因素

2.1 营养状况和饮食 营养因素主要影响不同个体所具有的保护性物质如还原性谷胱甘肽、维生素(Vit)C、VitE及自由基清除剂的水平。营养不良会导致肝内保护性物质减少，肝酶的活性受到影响。高脂饮食促进肝脏脂肪浸润，引起脂肪肝、肥胖和代谢综合征，使自由基产生增加而损伤肝细胞。饮食能调节肝脏一相酶系，即细胞色素P450酶(CYP450)和二相酶系(谷胱甘肽转移酶、葡萄糖醛酸转移酶等)的基因表达，从而影响药物的代谢。Murray等〔6〕发现高脂肪和高碳水化合物饮食，可上调CYP2E1和CYP3A4基因表达;而某些饮食如葡萄柚汁及长期吸烟、饮酒等生活方式可较强地抑制部分CYP活性。据上海市疾控中心和复旦大学公共卫生学院对上海市老年人膳食及体格状况的调查发现，60.7%的老人膳食欠合理，其中奶制品，水产品摄入不足。老年人中超重占40%，肥胖8%，过轻4%，有近一半人超重或肥胖〔7〕。而肥胖被认为是DILI的危险因素之一。

2.2 肝脏的生理改变 老年人肝脏发生退行性改变，肝实质细胞数量减少，体积缩小。15～20岁的肝脏质量最重，之后逐渐减轻，至60岁以后呈直线下降。组织学方面，高龄者肝细胞内脂肪浸润、线粒体数目减少、细胞空洞形成，肝脏血流也明显减少。在功能上，老年人肝脏合成蛋白的能力下降，血浆白蛋白处于较低水平。肝脏首过效应减弱，影响药物的肝脏摄取率。肝内代谢酶的活性衰退，对部分药物如苯妥英钠、普萘洛尔(心得安)的灭活减弱，药物在体内分布和作用时间延长。

2.3 药代动力学特点 老年人在体内药物代谢的重要环节，如吸收、分布、肝脏代谢、肾脏排泄等方面均发生改变。胃酸分泌减少，胃排空速度减慢，可能延迟药物到达小肠的时间和吸收，这一变化主要发生在口服药物。老年患者体内脂肪含量相对增加，脂溶性药物分布广，半衰期缩短。血清白蛋白浓度较低，蛋白结合率高的药物如磺胺类、华法林等体内游离型药物浓度升高，使药效增加。老年人肾单位数量逐渐减少，肾小球滤过率下降，在应用以肾脏排泄为主的药物，如地高辛、左氧氟沙星等时，应调整剂量。

2.4 慢性肝病基础 老年患者伴有慢性肝病的概率增加，包括病毒性肝炎、胆道疾病、酒精性肝损伤、非酒精性脂肪性肝炎、肝脏肿瘤、低血压、充血性心力衰竭、自身免疫性疾病、人免疫缺陷病毒(HIV)感染、遗传或代谢性肝病等。研究显示，感染、乙型肝炎病毒(HBV)、丙型肝炎病毒(HCV)和HIV患者中DILI的发生率升高，Lee等〔8〕报道结核病患者合并 HBV或HCV感染，在接受抗结核化疗过程中出现更多的药物不良反应。Tarantino等〔9〕认为非酒精性脂肪性肝炎是孕育药物肝脏毒性“肥沃的土壤”。Arteel〔10〕发现氧化应激存在于酒精滥用、HCV感染、铁沉积和慢性胆汁淤积中，过度的氧化应激可能直接损伤肝细胞结构，并影响某些CYP450的表达，协同作用于DILI的发生。目前临床工作中，肾功能不全患者可以明确根据肌酐清除率(Ccr)来调整药物剂量;但对于肝功能不全，只能通过丙氨酸转移酶(ALT)、天冬氨酸转移酶(AST)、碱性磷酸酶(ALP)/胆红素等指标来估计肝脏损伤程度，缺乏明确的药物剂量调整参考标准。

2.5 合并用药 老年人因伴发疾病多，合并用药的情况十分普遍，药物不良反应的发生率与用药的种类和数量密切相关，主要原因是药物之间存在相互作用。目前认为，合并用药导致DILI的原因有:(1)交叉过敏:化学结构相似的药物先后应用可能产生交叉过敏反应，引起或加重肝损伤。(2)竞争性抑制:肝代谢酶活性有限，药物间易发生竞争性抑制。是否发生肝损伤取决于两药对酶的亲和力、有效血药浓度和中毒浓度。如红霉素与环孢素同时应用互相竞争CYP3A，环孢素浓度过高可发生肝损伤。(3)诱导及增强酶活性:CYP450酶的活性易受药物诱导。苯巴比妥、利福平等能通过核受体激活相应基因转录，从而增加CYP450酶表达，使酶活性增强，加速药物代谢。(4)抑制酶活性:酶抑制剂(西米替丁等)可抑制部分CYP450酶活性，使其他经该酶代谢的药物血药浓度升高，药效增强〔11〕。

3 DILI发病机制的探讨

虽然DILI的具体发病机制目前仍不明确，但主要有两个途径:非免疫机制和免疫机制。非免疫机制涉及药物在肝内代谢的三相反应，免疫机制包括非特异性免疫和特异性免疫反应。此外，特殊人类白细胞抗原(HLA)基因单倍型、细胞因子调节异常和线粒体DNA突变等也参与了DILI的发病。

3.1 非免疫机制 药物在肝内代谢的三相反应药物在肝脏内进行生物转化的过程，分为三个阶段:第一阶段 (第一相)是通过氧化、还原和水解反应，改变药物的结构，增加其水溶性。该反应在肝细胞微粒体内进行，CYP450是参与药物一相代谢的主要酶系。第二阶段 (第二相)为结合反应，在细胞质中进行，以一相反应产生的代谢产物为底物，在转移酶类的作用下与极性配体如乙酰基、葡萄糖醛酸、谷胱甘肽等基团结合，进一步增加其水溶性，以便排出体外。第三相反应即通过耗能的主动转运将代谢产物排泄入胆道。三相反应中任一环节受遗传、生理状况改变、饮食和药物等作用影响，都可能导致DILI的发生。

3.1.1 影响第一相反应的因素 通常情况下，药物经酶代谢成无毒产物，但在某些情况下也可生成有活性甚至有潜在毒性的产物。其活性产物造成肝细胞损伤有两条途径:①直接毒性作用:药物活性代谢产物直接与细胞内大分子如DNA、蛋白质共价结合，破坏细胞结构，导致细胞凋亡和坏死。②药物代谢过程中形成活性氧自由基和亲电子产物，参与氧化DNA引起细胞突变，脂质过氧化破坏细胞结构，大量钙离子内流激活钙依赖蛋白酶和核酸酶直至细胞死亡。典型的例子是四氯化碳(CCl4)〔12〕。

不同人群之间，同一人群不同个体之间，CYP450基因遗传多态性有显著差异，包括编码结构基因的多态性，调控序列和转录因子基因多态性，目前证实只有 CYP2D6、CYP2C9、CYP2C19和CYP2A6同时具有基因多态性和药物代谢的多态性，即各基因型的酶活性明显差异，表现在对相应药物上呈高代谢型、低代谢型和中间代谢型。以CYP2D6为例，辛伐他汀、β受体阻滞剂、三环类抗抑郁药物等主要经过该途径代谢。CYP2D6基因位于第22号染色体，其遗传缺陷通过常染色体隐形方式遗传。大多数人属高代谢型和中间代谢型。在高加索人群中，约有5%～10%的人为低代谢型，在美国黑人仅2%，亚洲仅1%〔13〕。常规剂量的辛伐他汀可在CYP2D6低代谢者的肝细胞内蓄积，干扰脂肪代谢引起肝磷酯蓄积，出现类似酒精性肝损伤的临床表现〔14〕。

当CYP450活性降低，药物在肝内蓄积过度而引起肝损伤。影响CYP450表达的因素有年龄、性别、营养状况和饮食、基础疾病及药物相互作用等。

3.1.2 影响第二相反应的因素 乙酰化是第二相结合反应中的重要步骤，通常情况下药物乙酰化成无毒的水溶性产物，但某些情况下也可生成毒性物质。人体内N-乙酰基转移酶2(NAT2)基因位于第8号染色体，具有高度的基因多态性和个体差异，人群中分为快、慢代谢型两种，其中野生型NAT2*4的纯合子和杂合子属快代谢型，而突变型NAT*5、*6和*7等代谢相对缓慢。抗结核药异烟肼主要经NAT2代谢，在NAT2作用下分解为异烟酸和乙酰肼，后者与肝细胞内大分子结合造成肝细胞坏死。快代谢者乙酰肼产生过多，容易导致肝损伤〔15，16〕。NAT2也可被其他肝药酶诱导剂(如苯巴比妥)激活而增加乙酰肼的产生。

第二相反应酶如谷胱甘肽-S-转移酶(GST)和锰超氧化物歧化酶(MnSOD)是体内对抗细胞氧化应激的保护酶，在人群中，GST亦存在基因多态性，在部分抗菌药物和非甾体类抗炎药肝损患者中，GST-T1和GST-M1两基因缺陷与转氨酶升高密切相关〔17〕。MnSOD基因型 C/C，C/T活性较基因型 T/T强30% ～40%。在一项115例DILI患者入组的临床研究中发现，具有C/C，C/T基因型的个体DILI的发生率明显高于对照组〔18〕。这可能与氧化应激反应增强有关。

3.1.3 影响第三相反应的因素 胆汁和药物代谢中间产物最后经毛细胆管上的MRP2/MDR3等肝胆转运器，通过主动转运方式排泄入胆道。影响胆汁排泄的因素能导致肝损伤的发生。胆汁排出不畅时，胆汁淤积能通过Fas和线粒体途径引起肝细胞凋亡，药物代谢产生的毒性产物加重了肝细胞损伤。部分药物抑制肝细胞膜上的转运体功能和基因的表达，或通过诱导炎征反应阻碍胆汁分泌，甚至引起胆管消失综合征，进而发展为胆汁性肝硬化，这类药物有长春新碱、避孕药、环孢素A等〔19〕。已报道伴MRP2/MDR3基因缺陷的人群更易发生药物性胆汁淤积〔20〕。

3.2 免疫机制 目前认为许多药物如麻醉剂氟烷、部分头孢类和大环内酯类抗生素等引起的肝损伤是过敏反应即免疫介导的肝损伤。免疫应答的发生，在直接毒性作用的基础上进一步加重肝细胞的损伤，从而加重了病情的发展。

3.2.1 非特异性免疫在DILI中的作用 肝脏的非特异性免疫系统是防御的第一道屏障。药物引起的应激反应，肝实质细胞受损，激活肝脏非特异性免疫系统中的组织巨噬细胞、库普弗细胞(kupffer细胞)、中性粒细胞、淋巴细胞等，被激活的细胞产生释放一系列炎症因子和肝毒性介质，加速肝损进程。部分炎症因子可再招募其他炎性细胞，被趋化的中性粒细胞进一步释放细胞因子，其中某些介质(如 IFN-γ、TNF、Fas、Fas 配体)直接参与损伤肝细胞并加速细胞凋亡。这一现象在对乙酰氨基酚过量的动物试验中已被证实，缺失以上炎症介质的转基因小鼠能产生对药物肝脏毒性的抵抗作用〔21〕。同时非特异性免疫也是肝脏保护物质的主要来源。kupffer细胞同时分泌IL-6、IL-10等细胞因子，用于抵抗炎症反应，促进肝细胞再生。因此肝脏非特异性免疫系统在维持肝脏的免疫应答和免疫耐受之间的平衡起重要作用。

3.2.2 特异性免疫在DILI中的作用 DILI的一些临床表现如发热、皮疹、关节炎、嗜酸性粒细胞增多等，都提示了DILI的进程中有特异性免疫机制的参与。药物属小分子物质，不足以直接作为抗原引起免疫反应，目前对药物诱导的特异性免疫应答主要基于半抗原学说。药物及其活性代谢产物(作为半抗原)，与细胞内蛋白质(如膜受体、代谢酶等)结合，形成具有免疫原性的药物(半抗原)-蛋白复合物，被宿主的免疫系统识别，诱导特异性抗体的产生。DILI患者的血清能检测到相应抗体支持了该学说，如华法林引起的肝损伤患者体内可检测到CYP2C9抗体，而阿米替林经 CYP2D6代谢，可产生针对CYP2D6的自身抗体〔22〕，都说明了特异性免疫机制在DILI中的重要作用。

3.3 其他发病机制 特殊HLA基因单倍型可能参与DILI的发病。HLA系统具有高度的基因多态性，不同个体因遗传和突变形成了多种特殊HLA基因单倍型，编码特殊的HLA分子。最早于1999年就报道与DILI有关的HLA基因单倍型是HLA DRB1*1501、HLA-DRB5*0101、HLA-DRB1*0602，约 57% 的阿莫西林/克拉维酸钾诱导的肝损患者携带以上基因型，而在健康的骨髓捐献者中仅12%携带〔23〕。英国学者接着证实了HLA-DRB1*15与阿莫西林/克拉维酸钾性DILI的关联性。2002年印度学者报道了抗结核药物引起的DILI患者携带HLA-DRB1*0201基因型、缺失HLA-DQA1*0102基因型的比例都明显高于对照组〔24〕。因HLA-II类分子是外源性抗原的递呈分子，启动免疫应答，诱导各种免疫应答，协助T细胞活化，调节免疫反应强弱等，可能以参与特异性免疫机制的方式参与DILI的发病。

此外，某些药物(如丙戊酸钠、水杨酸类、抗逆转录病毒药物等)能引起线粒体DNA突变，从而导致DILI的发生〔25〕。Aithal等〔26〕报道IL-10、IL-4和IL-4受体数量异常与双氯芬酸引起DILI有关，即患者中IL-10分泌增多而IL-4表达减少，认为细胞因子失调可能参与DILI的发生

DILI的发病机制不是孤立的，可以同时发生，互相影响，因此需全面综合的分析。目前很多药物在人体内的代谢途径尚未完全清楚，缺乏系统可靠的DILI的检测方法和标准。

1 Kaplowitz N.Drug-induced liver Injury〔J〕.Clin Infectious Dis，2004;38:44-8.

2 Zimmerman HJ.Drug-induced liver disease〔J〕.Clin Liver Dis，2000;4:73-96.

3 Fountain FF，Tolley E，Chrisman CR，et al.Isoniazid hepatotoxicity associated with treatment of latent tuberculosis infection:a 7-year evaluation from a public health tuberculosis clinic〔J〕.Chest，2005;128:116-23.

4 Lucena MI，Andrade RJ，Kaplowitz N，et al.Determinants of the clinical expression of amoxicillin-clavulanate hepatotoxicity:a prospective series from spain〔J〕.Hepatology，2006;44:850-6.

5 舒 敏，于庆功，王富强，等.老年人急性药物性肝损伤的发病情况分析〔J〕.中国老年学杂志，2009;29(9):1139-41.

6 Murray M.Altered CYP expression and function in response to dietary factors:potential roles in disease pathogenesis〔J〕.Curr Drug Metab，2006;7:67-81.

7 刘 弘，郭红卫，高围溦，等.上海市老年人营养状况调查〔J〕.上海预防医学，2006;18(11):536-8.

8 Lee BH，Koh WJ，Choi MS，et al.Inactive hepatitis B surface antigen carrier state and hepatotoxicity during antituberculosis chemotherapy〔J〕.Chest，2005;127:1304-11.

9 Tarantino G，Conca P，Basile V，et al.A prospective study of acute druginduced liver injury in patients suffering from nonalcoholic fatty liver disease〔J〕.Hepatol Res，2007;37:410-5.

10 Arteel G.Oxidants and antioxidants in alcohol-induced liver disease〔J〕.Gastro-enterology，2003;124:778-90.

11 Dickins M.Induction of cytochromes P450〔J〕.Curr Top Med Chem，2004;4:1745-66.

12 Pessayre D.Role of reactive metabolites in drug-induced hepatitis〔J〕.J Hepatol，1995;23:16-24.

13 Kalow W，Bertilsson L.Interthnic factors affecting drug response〔J〕.Adv Drug Res，1994;25:11-33.

14 Mulder AB，Van HJ，Bon M，et al.Association of polymorphism in the cytochrome CYP2D6 and the efficacy and to lerability of simvastatin〔J〕.Clin Pharmacol Ther，2001;70:546-51.

15 Rieder MJ，Shear NH，Kanee A，at al.Prominence of slow acetylator phenotype among patients with sulfonamide hypersensitivity reactions〔J〕.Clin Pharmacol Ther，1991;49:13-7.

16 Yamamoto T，Suou T，Hirayama.Elevated serum aminotransferase induced by isoniazid acetylator phenotype〔J〕.Hepatology，1986;6:295-8.

17 Lucena MI，Andrade RJ，Martinez C，et al.Glutathione S-transferase m1 and t1 null genotypes increase susceptibility to idiosyncratic drug-induced liver injury〔J〕.Hepatology，2008;48:588-96.

18 Huang YS，Su WJ，Huang YH，et al.Genetic polymorphisms of manganese superoxide dismutase，NAD(P)H:quinine oxidoreductase，glutathione S-transferase M1 and T1，and the susceptibility to drug-induced liver injury〔J〕.J Hepatol，2007;47:128-34.

19 Pauli-Magnus C，Meier PJ.Hepatobiliary transporters and drug induced cholestasis〔J〕.Hepatology，2006;44:778-87.

20 Trauner M，Fickert P，Wagner M.MDR3(ABCB4)defects:a paradigm for the genetics of adult cholestatic syndromes〔J〕.Semin Liver Dis，2007;27(1):77-98.

21 Liu ZX，Govindarajan S，Kaplowitz N.Innate immune system plays a critical role in determining the progression and severity of acetaminophen hepatotoxicity〔J〕.Gastroenterology，2004;127(6):1760-74.

22 Graziadei IW，Obermoser GE，Sepp NT，et al.Drug-induced lupus-like syndrome associated with severe autoimmune hepatitis〔J〕.Lupus，2003;12(5):409-12.

23 Hautekeete ML，Horsmans Y，Van C，et al.HLA association of amoxicillin-clavulanate-induced hepatitis〔J〕.Gastroenterology，1999;117:1181-6.

24 Sharma SK，Balamurugan A，Saha PK，et al.Evaluation of clinical and immunogenetic risk factors for the development of hepatotoxicity during antituberculosis treatment〔J〕.Am J Respir Crit Care Med，2002;166:916-9.

25 Day CP，Stewart JD，Horvat H，et al.Common POLG genetic variants in-crease the risk of sodium valproate induced liver injury and failure〔J〕.Hepatology，2009;50:383A.

26 Aithal GP，Ramsay L，Daly AK，et al.Hepatic adducts，circulating antibodies，and cytokine polymorphisms in patients with diclofenac hepatoxocity〔J〕.Hepatology，2004;39:1430-40.