赵兰兰 张 玉
药物性肝损伤(DILI)是指在药物使用过程中,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代谢产物的过敏反应所致的疾病,也称为药物性肝炎[1]。DILI可引起大部分已知类型的肝病,并且没有可作为确诊依据的特异性表现,这给临床诊断和治疗带来了很大困难。大多数情况下除停药以及给予一般支持治疗外,并无其他有效的治疗方法,探究确诊或可疑DILI的病因学是避免DILI较有效的方法[2]。发现易感人群或DILI后预后较差的人群,并且尽量避免在该类人群中使用容易导致肝损伤的药物,寻找DILI早期标志物以确定是否停药及停药时期对DILI的防治均有较大意义。
DILI患者约占总住院人数的5%,且50%的急性肝衰竭是由DILI所引起。一项综合了24 112例患者的279项临床研究的分析表明,DILI在中国具有不同于欧美的流行病学特点,DILI的病因学统计显示可引起DILI前三位的药物分别为抗结核药(31.3%)、补 充 和 替 代 药 物 (18.6%)、抗 生 素(9.7%),多数 DILI患者为中老年人(77.9%),且其中男性较多(54.1%)[2]。手术期间采用的挥发性麻醉药可引起DILI,并且其中约1/4患者可以进展为严重的肝损伤[3]。静脉用药引起的肝损伤相对少见,其中较常见的药物为抗微生物药及抗肿瘤药[4]。临床医师需要了解易引起DILI的各种药物,并在使用这些药物之前评估应用的必要性及收益风险比,同时在使用该类药物的过程中警惕药物肝毒性并注意监测肝功能,慎用易导致严重肝损伤的药物。因此,DILI病因学的构成比有助于用药风险的评估,并在探究降低DILI的发生率和严重程度的策略方面有较大的参考价值。
DILI在临床上可分为胆汁淤积型、混合型和肝细胞型,前两种DILI更易进展成为慢性损伤,而后者所致的肝损伤程度更严重[5],大部分患者表现为肝细胞型损伤,此类损伤预后较好[6]。年龄和性别因素均可影响DILI的临床特征。DILI预后的情况也是用药风险的一个表现,DILI的临床分型与预后的相关性表明了对DILI临床分型的判断同样有助于用药风险的预测。
因此,DILI的流行病学特点可用于药物可能引起或已引起的肝损伤的风险评估。
目前中国采用的DILI诊断标准主要是日本DDW-J标准[7],具体如下:(1)用药后1~4周内出现肝损伤(肾上腺皮质激素、睾酮类等除外);(2)初发症状可有发热、皮疹、瘙痒等过敏征象;(3)有肝细胞损伤或肝内淤胆的病理改变和临床表现;(4)末梢血嗜酸性粒细胞超过0.06;(5)药物淋巴细胞转化试验或巨噬细胞移动抑制试验阳性;(6)病毒性肝炎血清标志物均为阴性;(7)有DILI史,再次应用相同的药物可诱发(有危害,不可用)。凡具备上述第1条再加上第2~7中任意两条即可考虑DILI。此外还需要排除其他能够解释肝损伤的病因。
再激发试验可在一定程度上证实药物与肝损伤的因果关系[8],因此对于可耐受相同剂量和疗程药物的再次暴露的肝损伤患者,可予再激发试验以寻找病因。但由于人的适应性和耐受性等原因,一些可能导致严重肝损伤药物的再激发试验呈阴性也并不代表该药物不会导致肝损伤。同时需要注意,通常不能对转氨酶升高>5倍正常上限的患者行再激发试验,因为当此类患者再次暴露于致病药物时,可能会引起严重肝损伤甚至死亡。
足够多的肝细胞损伤影响胆红素排泄的预见原则,被称为 Hy′s法则(Hy′s Law),由以下3部分组成:(1)药物引起肝细胞损伤,通常表现为丙氨酸氨基转移酶(ALT)或天门冬氨酸氨基转移酶(AST)≥3倍正常上限;(2)在转氨酶升高>3倍正常上限的患者中,有少数会出现血清胆红素>2倍正常上限的情况,这些患者无胆汁淤积的证据,即无血清碱性磷酸酶(ALP)的升高;(3)无其他可以解释转氨酶和总胆红素同时升高的原因,如病毒性肝炎、急慢性肝病或服用其他可导致肝损伤的药物。临床试验中若发现有2例Hy′s Law病例就提示该药物在大范围人群中使用时可能会引起严重的DILI,是严重肝损伤风险的强烈预测信号。
肝实质细胞的铁负荷过多可加剧氧化应激反应,并且触发过早的纤维化基因的表达,从而促进疾病的产生和肝纤维化的急剧进展[9],因此当可引起肝毒性的药物应用于肝细胞铁负荷过重的人群(如遗传性血色病或铁调素调节蛋白基因缺失患者等)时,与铁代谢正常的人相比可能会在使用早期即发生严重的肝损伤。
另外,老年人在接受可能引起肝脏氧化应激的药物治疗时更易引起DILI,且损伤程度更严重。因为随着年龄增长,肝细胞DNA损伤累积增多而修复能力减弱,导致老年人对毒性物质的敏感性更高,而对应激的耐受性更差[10],所以老年人应该慎用可疑肝损伤药物,注意剂量和疗程,尽量在用药过程中予以肝功能监测。
基因标志物可以鉴别出患DILI的高危人群,从而避免在该类人群中使用此类药物,有助于更安全、有效地用药。一项涉及全基因组的病例对照研究显示,主要组织相容性复合物Ⅱ类分子(MHC-Ⅱ)区域的7种单核苷酸多态性(SNP)与氯美昔布所引起的肝酶升高有关,并识别出与氯美昔布所致DILI相关的人类白细胞抗原(HLA)的4组等位基因,其中rs3129900是最主要的SNP,HLADRB1*1501是最主要的DILI相关等位基因[7]。携带一个风险等位基因即可认为有DILI的风险,而HLA-DQA1*0102基因在人群中对DILI基因的检查有较高的灵敏度和阴性预测值,可作为排除性诊断基因(即携带此基因者尽量避免用该类药物)。虽然这样会排除部分可用药者,但可以降低用药者的发病风险[11]。
肝脏毒性物质的代谢和清除依赖于酶,如N-乙酰基转移酶2(NAT2)、细胞色素P450氧化酶(CYP2E1)、谷胱甘肽-S-转移酶(GST M1),这些酶的代谢位点基因在人群中的多态性导致了药物的肝细胞毒性在人群中分布的差异。代谢位点基因为NAT2突变型NAT*5、*6和s*7的慢乙酰化者、有CYP2E1*1 A等位基因者、GST M1纯合子缺失的患者使用经肝代谢的药物时产生肝细胞毒性的风险更高[12]。另外药物通过CYP2E1代谢可产生活性氧物质,而锰超氧化物歧化酶(Mn-SOD)可减少这些有害物质的累积,C等位基因的变异使肝细胞线粒体内的Mn-SOD携带变异氨基酸而失去功能,导致肝脏内过氧化物增多,最终引起肝损伤,因此C等位基因变异者发生DILI的风险增加[13]。抗结核药物异烟肼、利福平和吡嗪酰胺均有一定的肝毒性,联合用药则肝毒性增强。谷胱甘肽转移酶(GST)是重要的Ⅱ相代谢酶,GST可以催化谷胱甘肽与药物的毒性代谢产物结合,消除细胞内自由基,减轻药物的肝细胞毒性。GST存在多种组织特异性表达同工酶,其中GST M1和GST T1基因位点具有多态性,当发生基因纯合子缺失突变时,可使GST活性丧失,使药物诱导的肝细胞毒性易感性发生变化,增加抗结核药所致肝损伤的风险[14]。研究结果表明,GST M1和GST T1基因位点多态性与多种DILI密切相关,GST M1基因缺失型可能是抗结核治疗患者发生肝损伤的易感基因型[15-16]。在用药前了解药物代谢相关基因的多态性可降低DILI的风险。
药物诱导的肝纤维化的诊断金标准为肝活检,但因为创伤大而不能作为常规监测方法。近年来发现的相关生物学标志物包括血清和尿液内的生物标志物,血清生物学标志物包括Ⅲ型前胶原氨肽酶[17]、组织抑制剂金属蛋白酶-1(TIMP-1)、层黏连蛋白、基质金属蛋白酶-2(MMP-2)[18]和结合珠蛋白,尿液生物学标志物包括尿系列蛋白、锌α-2-糖蛋、血清铁传递蛋白、间α胰蛋白酶抑制剂重链H4、结合珠蛋白、钙黏蛋白前蛋白原、N-钙黏蛋白等[17]。这些新近发现的血清及尿液的生物学标志物可以为DILI的诊断提供线索,但这些标志物的缺点是可靠性不足,需要进一步的前瞻性研究来评估其潜在价值。
一项对自身免疫性肝炎患者的大型研究表明,药物诱导的自身免疫性肝炎(DIAI H)占总自身免疫性肝炎的9.2%,并且临床表现和组织学特点与普通自身免疫型肝炎相似[18],其中较常见的致病药物为呋喃妥因和米诺环素。DIAI H患者出现明显的肝功能异常,主要表现为AST和ALT水平升高,通常是正常值的5~20倍,也可出现ALP、γ-谷胺酰转移酶等反映胆汁淤积的生物化学指标异常。大多数DIAI H患者中免疫球蛋白G(Ig G)水平升高。此外,与药物诱导的其他形式肝损伤所不同的是,DIAI H患者血清中可检出多种自身抗体,特异性的有ANA、SMA、LK M1,但并非所有DIAIH患者中都存在上述自身抗体。研究还发现,替尼酸所致DIAI H患者的血清中可伴有抗肝肾微粒体抗体-2和P4502C9抗体,双肼苯达嗪致DIAI H可伴有P4501 A2抗体,其原因可能为药物诱导机体产生抗非肝细胞靶位的抗体。
大部分DILI都是特异性的,虽然DILI的机制至今尚不完全清楚,但根据其发病特点推断特异性DILI是免疫相关的[19]。Kobayashi等[20]研究发现,在氟烷诱导的肝损伤中白细胞介素17(IL-17)明显增加,中和IL-17减轻了氟烷的肝毒性,给予重组的IL-17可致转氨酶明显上升,因此认为IL-17促进了肝损伤中炎性反应的发生。同时Wondi mu等[21]发现 NKT细胞可分泌IL-17,并提示IL-17有不同的免疫调节作用。Bajt等[22]发现细胞因子如肿瘤坏死因子α(TNF-α)、IL-1和CXC细胞因子是触发中性粒细胞聚集至肝窦的潜在激活因子,一旦中性粒细胞入侵到肝实质,它们可以通过淋巴细胞相关抗原与肝细胞间的黏附因子结合进而发挥作用,引起长时间的氧化应激和蛋白酶释放,造成肝损伤。因此,细胞因子的相互作用是DILI发病机制的重要部分。在DILI初始阶段即发挥作用的细胞因子在肝酶升高前,其表达水平已经明显升高,包括IL-1β、IL-10和 TNF-α。这为 DILI的早期识别提供了一条新思路,即发病早期出现的细胞因子或其他相关的分子物质除了作为致病途径导致DILI的发生和进展之外,同时可作为DILI早期诊断的生物学标志物。
大多数DILI无特异的药物,及时停止肝毒性药物是唯一的治疗手段,但存在以下情况:(1)血ALT或AST常出现一过性升高;(2)虽然有轻微肝损伤指征,但由于肝脏适应性及耐受性而不需要停药;(3)有时虽然药物不良反应较多,但患者主要疾病并没有可替代药品;(4)人群中进展至严重肝损伤或急性肝衰竭者并不常见等。因此,需综合临床经验、患者发病情况和其他多种因素把握停药指征。需考虑停药的指征有:(1)ALT或AST>8倍正常上限;(2)ALT或AST>5倍正常上限持续2周以上;(3)ALT或AST>3倍正常上限并且总胆红素(TBL)>2倍正常上限或国际标准化比值(INR)>1.5;(4)ALT或 AST>3倍正常上限并伴随逐渐加重的疲劳、恶心、呕吐、右上腹疼痛或压痛、发热、皮疹和(或)嗜酸粒细胞增多(>5%)。
一项与年龄相关的肝脏改变的研究显示,肝脏再生能力的减弱对肝脏具有显著影响[23]。老化肝脏再生能力的降低与表观遗传沉默有关,它是由染色体结构改变导致的细胞周期基因的表观沉默,是年龄变化相关的信号转导通路改变的结果。信号转导通路的改变可导致C/EBPa-HDAC1-Br m复合物形成,其具有年龄特异性,包括 C/EBPa、Rb、E2F4、Br m 蛋 白、HDAC1 和 HP1a,研 究 表 明C/EBPa-Br m复合物的组分在其形成和发挥功能的阶段呈动态变化,它可以抑制c-myc、Fox M1B、Cdc2和DHFR启动子[23],最终导致细胞增殖功能丢失。细胞周期蛋白D3-细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶4/6(D3-CDK4/6)和 CUG 结合蛋白1(CUG-BP1)可增加 C/EBPa-Br m 复 合 物 的 形 成[24-25]。 有 研 究 推测,肝细胞增殖表观遗传抑制途径的消除可以恢复老年人肝脏的再生能力,从而提高老年人DILI后的肝脏修复能力,减少严重DILI的发生率、肝移植率或病死率,同时可以此为基础,进一步探究提高肝脏再生能力的治疗方法。
目前DILI的机制仍不十分清楚,缺乏强有力的关于药物毒性的临床前期和体外试验,缺少可靠的诊断性生物学标志物,给DILI的临床诊断和治疗带来了困难。因此,了解并探究药物的肝毒性,发现肝损易感人群及肝毒性发生的生物学标志物,作好风险评估监测,对预防DILI及减轻由此带来的健康损害及经济损失都有重大意义。
1 Grünhage F,Fischer HP,Sauer br uch T,et al.Dr ug-and toxin-induced hepatotoxicity. Z Gastr oenterol,2003,41:565-578.
2 Zhou Y,Yang L,Liao Z,et al.Epidemiology of dr ug-induced liver injur y in China:a syste matic analysis of t he Chinese literature including 21,789 patients.Eur J Gastroenterol Hepatol,2013,25:825-829.
3 Lin J,Moore D,Hockey B,et al.Dr ug-induced hepatotoxicity:incidence of abnor mal liver f unction tests consistent wit h volatile anaest hetic hepatitis in trau ma patients.Liver Int,2014,34:576-582.
4 Ghabril M,Fontana R,Rockey D,et al.Dr ug-induced liver injur y caused by intravenously ad ministered medications t he drug-induced liver injury net wor k experience. J Clin Gastroenterol,2013,47:553-558.
5 Andrade RJ,Lucena MI,Kaplowitz N,et al.Outco me of acute idiosyncratic dr ug-induced liver injur y:Long-ter m f ollow-up in a hepat ot oxicity registr y.Hepatology,2006,44:1581-1588.
6 Björ nsson E,Olsson R.Outco me and pr ognostic mar kers in severe dr ug-induced liver disease. Hepat ology,2005,42:481-489.
7 张盛,熊枝繁.药物性肝病的研究进展.中国民康医学,2013,25:87-92.
8 Papay JI,Clines D,Rafi R,et al.Dr ug-induced liver injury f ollo wing positive dr ug rechallenge.Regul Toxicol Phar macol,2009,54:84-90.
9 Sebastiani G,Gkouvatsos K,Maffettone C,et al.Accelerated CCl4-induced liver fibrosis in Hjv-/-mice,associated with an oxidative burst and precocious profibrogenic gene expression.PLoS One,2011,6:e25138.
10 López-Diazguerrero NE,Luna-López A,Gutiérrez-Ruiz MC,et al.Susceptibility of DNA t o oxidative stressors in young and aging mice.Life Sci,2005,77:2840-2854.
11 Singer JB,Lewitzky S,Leroy E,et al.A geno me-wide study identifies HLA alleles associated wit h l u miracoxib-related liver injury.Nat Genet,2010,42:711-714.
12 Roy PD,Maju mder M,Roy B.Phar macogenomics of anti-TB drugs-related hepat otoxicity.Phar macogeno mics,2008,9:311-321.
13 Huang YS,Su WJ,Huang YH,et al.Genetic poly mor phis ms of manganese superoxide dismutase,NAD(P)H:quinone oxidoreductase,glutat hione S-transferase M1 and T1,and t he susceptibility to drug-induced liver injury.J Hepatol,2007,47:128-134.
14 Roy B,Chowdhury A,Kundu S,et al.Increased risk of antituberculosis dr ug-induced hepatot oxicity in individuals wit h glutat hione S-transferase M1 “null”mutation.J Gastr oenterol Hepatol,2001,16:1033-1037.
15 Sun F,Chen Y,Xiang Y,et al.Drug-metabolising enzy me poly morphisms and predisposition to anti-tuberculosis druginduced liver injur y:a meta-analysis.Int J Tuberc Lung Dis,2008,12:994-1002.
16 郭梅,孙永红,李世明,等.谷胱甘肽S-转移酶M 1及T1基因突变对抗结核药致肝损伤的影响.中华结核和呼吸杂志,2009,2:266-269.
17 van Swel m RP,Laarakkers CM,Kooij mans-Otero M,et al.Biomar kers f or methotrexate-induced liver injury: Urinary protein profiling of psoriasis patients.Toxicol Lett,2013,221:219-224.
18 Bar ker J,Hor n EJ,Leb wohl M,et al.Assess ment and management of met hotrexate hepatot oxicity in psoriasis patients:report fr o m a consensus conference to evaluate current practice and identif y key questions t owar d opti mizing methotrexate use in the clinic.J Eur Acad Der matol Venereol,2011,25:758-764.
19 Ostapowicz G,Fontana RJ,Schiødt FV,et al.Results of a prospective st udy of acute liver failure at 17 tertiary care centers in t he United States.Ann Inter n Med,2002,137:947-954.
20 Kobayashi E,Kobayashi M,Tsuneyama K,et al.Halot haneinduced liver injury is mediated by interteukin-17 in mice.Toxicol Sci,2009,111:302-310.
21 Wondi mu Z,Santodo mingo-Garzon T,Le T,et al.Protective role of interteukin-17 in murine NKT cell-driven acute experi mental hepatitis.Am J Pat hol,2010,177:2334-2346.
22 Bajt ML,Far hood A,Jaeschke H.Effects of CXC chemokines on neutrophil activation and sequestration in hepatic vasculature.Am J Physiol Gastr ointest Liver Physiol,2001,281:G1188-G1195.
23 T i m c henk o N A.A ging and liver r egener ation.T r ends Endocrinol Metab,2009,20:171-176.
24 Wang GL,Shi X,Salisbury E,et al.Cyclin D3 maintains gr owt h-inhibitory activity of C/EBPal pha by stabilizing C/EBPalpha-cdk2 and C/EBPal pha-Br m co mplexes. Mol Cell Biol,2006,26:2570-2582.
25 Wang GL,Salisbury E,Shi X,et al.HDAC1 cooperates wit h C/EBPal pha in the inhibition of liver proliferation in old mice.J Biol Chem,2008,283:26169-26178.