炎症对药物转运体的影响研究进展

吴 伟，沈青青，徐玲燕，杜 娟，江振洲，2，张陆勇，黄 鑫

（中国药科大学1.江苏省新药筛选重点实验室，2.江苏省药效研究与评价服务中心，3.药物质量与安全预警教育部重点实验室，江苏南京 210009；4.广东药科大学药学院新药筛选与药效学评价中心，广东广州 510006）

炎症是机体对伤害性刺激、组织损伤以及感染等的防御反馈，能引起炎症反应的物质主要包括促炎细胞因子和炎症诱导物。大量文献报道，促炎细胞因子如白细胞介素1β（interleukin-1β，IL-1β），IL-6和肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）能使肝、肾和肠等脏器相关转运体的表达和活性发生改变［1］。脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）和松油脂等炎症诱导物也能改变机体内转运体的表达，从而影响药物在体内的吸收、分布、代谢和排泻等处置过程［2］。炎症性疾病如类风湿性关节炎（rheumatoid arthritis，RA）、炎症性肠病（inflammatory bowel disease，IBD）、肝炎和肾炎的发生发展通常会对机体转运体的表达和活性产生影响，进而影响药物吸收、分布、代谢和排泄过程，导致药物的疗效减弱或毒性增强。目前，关于炎症性疾病对药物转运体影响的相关综述较少。本综述旨在阐明炎症性疾病发生发展过程中药物转运体的变化，这对于理解炎症疾病发生机制、寻找治疗药物的新靶标、指导临床合理用药具有重要的价值。

药物转运体是介导药物跨膜转运的一类转运蛋白，对药物的吸收、分布、代谢和排泄具有重要的作用。药物转运体根据底物跨膜转运的方向分为溶质转运体（solute carrier，SLC）和 ATP 结合盒（ATP-binding cassette，ABC）转运体，在内外源物质转运及清除过程中发挥重要作用。SLC是一类摄取型转运体，对药物的吸收具有重要作用，主要包括有机阴离子转运多肽（organic anion trans⁃porting polypeptides，OATP）、有机阴离子转运体（organic anion transporter，OAT）、有机阳离子转运体（organic cation transporter，OCT）、钠依赖性牛磺胆酸共转运体多肽（Na+-taurocholate cotrans⁃porting polypeptides，NTCP）和顶端钠依赖性胆盐转运体（apical sodium dependent bile acid trans⁃porter，ASBT）。ABC转运体是一类外排型转运体，主要影响药物的清除过程，包括胆酸盐外排泵（bile salt export pump，BSEP）、多药耐药蛋白（multidrug resistance protein，MDR）、P糖蛋白（P-glyco⁃protein，P-gp）、多药耐药相关蛋白（multi-drug resis⁃tance-associated protein，MRP）和乳腺癌耐药蛋白等［3］。这些药物转运体特异地表达于各组织器官细胞中，影响药物的吸收、分布、代谢和排泄，直接关系到药物的有效性和安全性。因此，研究炎症对药物转运体的影响对于监测药物的处置过程、指导临床合理用药具有重要意义。

1 促炎细胞因子对药物转运体的影响

炎症发生时，IL-1β，IL-6和TNF-α等促炎细胞因子释放增多，同时伴随着多种转运体表达和活性的改变。在原代培养的人肝细胞中，IL-1β能显著抑制CYP3A4和药物转运体OATP1B1，OATP1B3，OATP2B1，OAT2，NTCP，OCT1和BSEP mRNA的表达，但对外排转运体P-gp和乳腺癌耐药蛋白却无影响。吉伏珠单抗（gevokizumab）是一种IL-1β变构调节抗体，在原代培养人肝细胞中能削弱IL-1β介导的CYP3A4和药物转运体的下调。因此，由其引起的药物-药物相互作用在抗炎治疗的过程中必须被严格监测［4］。临床上慢性丙肝患者进展至肝纤维化阶段时，IL-1β，IL-6和TNF-α水平显著上调，而药物的肝排泄过程却显著减弱，提示促炎细胞因子的水平在一定程度上影响药物转运体的表达，且两者的关系呈负相关［5］。研究表明，TNF-α和IL-6能使OATP1B1的mRNA和蛋白表达水平均显著下调［6］。用TNF-α 100 μg·L-1或IL-610 μg·L-1处理人肝细胞 48 h，发现 NTCP，OATP1B1，OATP1B3，OATP2B1，OCT1和OAT2的mRNA表达水平下调。联用TNF-α和IL-6能下调细胞中乳腺癌耐药蛋白、MRP2和MDR1的mRNA表达和NTCP，OATP1B1，MRP2和乳腺癌耐药蛋白的表达，同时降低了NTCP，OATP和OCT1的转运活性，而联用TNF-α和IL-6却能上调MRP3转运蛋白的表达［7］。上述结果在原代大鼠肝细胞的三明治培养模型中也得到了验证［8］，说明TNF-α和IL-6能下调大部分肝SLC转运体和ABC转运体的基因表达。

用人肝枯否细胞评价促炎细胞因子对转运体的影响。发现用IL-1β和IL-6处理肝枯否细胞，能下调 NTCP，OATP1B3和 OCT1的 mRNA 水平［9］。Miyake等［10］以雷巴匹特（rebamipide）为转运底物，研究了IL-6对Caco-2细胞外排转运体的影响，发现P-gp的转运活性降低，而MRP介导雷巴匹特的外排增加，解释了其在IBD患者体内的吸收未发生改变这一现象。

此外研究表明，用IL-1β和IL-6处理肝细胞-枯否细胞共培养模型，能显著下调肝转运体OATP1B3，NTCP和OCT1 mRNA的表达水平，且下调程度要远高于用IL-1β和IL-6处理单纯的肝细胞所导致的上述转运体下调程度［9］。

2 炎症诱导物对药物转运体的影响

炎症诱导物是指具有免疫原性并且能诱导炎症细胞活化和炎症递质释放，使机体产生炎症反应的外源性物质，以LPS和松油脂最为常见。大量研究表明，用LPS和松油脂在大鼠体内诱导炎症反应能使大鼠肝内大多数SLC和ABC转运体的表达和转运活性显著下调。研究表明，松油脂能使肠道内的摄取转运体的转运活性下调，而上述转运体的表达和活性发生改变能使经肝肠转运的内外源性物质的药物代谢动力学行为发生改变，进而导致药物不良反应的发生。

2.1 LPS诱导的急性炎症反应对药物转运体的影响

近年来研究表明，LPS诱导的急性炎症反应能使肝、肠绝大多数ABC转运体和SLC mRNA、蛋白表达及转运活性均出现不同程度地下调。Tomita等［11］给大鼠ip LPS，制备全身急性炎症反应模型。研究发现，LPS处理组大鼠回肠中MDR1a和MRP2的mRNA水平显著降低，转运活性也相应减弱。在回肠中用探针底物罗丹明123和5-羧基荧光素进行转运实验，发现这两种化合物的外排减少，导致它们的吸收显著增加，提示感染和炎症性疾病可能通过改变肠道转运体的表达和活性影响药物的生物利用度。Cherrington等［12］给SD大鼠ip LPS，6 h后发现肝中MRP2，MRP6，MDR1a，BSEP，OATP1，OATP2，OATP4，NTCP，OCT1 和 OAT3的mRNA水平显著下调，MRP5和OAT2的mRNA水平保持不变，而MRP1，MRP3和MDR1b的mRNA水平却上调。地塞米松是一种合成的糖皮质激素，具有强大的抗炎作用。用地塞米松预处理后，能逆转LPS给药后MDR1a，OATP1，OATP2，OCT1和NTCP mRNA的下调，也能抑制LPS介导的MRP1，MRP3和MDR1b mRNA水平的上调。仅用LPS处理大鼠出现了肝外胆汁淤积的症状；用地塞米松预处理后，胆汁淤积症状缓解；提示LPS可能通过影响肝内转运体的表达进而导致胆汁淤积［13］。

2.2 松油脂诱导的急性炎症反应对药物转运体的影响

松油脂作为另外一种诱导急性炎症反应的诱导物，也能使肝、肠大多数转运体的表达和活性有不同程度地下调，进而使肝、肠内外源性物质的药动学行为紊乱，引发不良反应。用松油脂在大鼠体内诱导急性炎症，能使非那西汀的吸收减弱，增加非那西汀在血浆中的分布，这可能与肠道内摄取型转运体的转运活性下调有关。但松油脂诱导的急性炎症反应对CYP1A2的活性并未产生影响，作为CYP1A2底物的非那西汀的消除过程并未受到影响［14-15］。Tous等［16］在动脉粥样硬化小鼠后肢用松油脂诱导急性炎症反应，发现肝内MDR1b的mRNA表达下调，血浆中胆固醇浓度降低，能延缓动脉粥样硬化的进程，说明外排转运体MDR1b作为调节因子能影响动脉粥样硬化的进程，其表达减少能使胆固醇外排至肠道的量减少，进而使肠道的吸收减少，最终使血液中的胆固醇含量降低，起到降血脂、缓解动脉粥样硬化的作用，提示MDR1b可能是动脉粥样硬化的一个潜在治疗靶点。

3 炎症性疾病对药物转运体的影响

炎症性疾病是指在疾病发生发展过程中伴随有炎症发生的一类疾病，包括RA、IBD、肝炎和肾炎等。这些疾病的发生和发展通常会对机体转运体的表达和活性产生影响，影响药物在体内的处置过程和药动学行为，进而影响药物的有效性和安全性。

3.1 类风湿性关节炎对药物转运体的影响

RA在其发生发展过程中能释放大量的促炎细胞因子入血，如IL-1β，IL-6和TNF-α，进而使肝、肾和肠转运体的表达发生改变，导致抗炎药物的吸收、分布、代谢和排泄紊乱，导致不良反应的发生。

在RA发生发展过程中，RA滑膜成纤维细胞（rheumatoid arthritis synovial fibroblasts，RASF）是RA治疗中的一个重要靶标，多药与毒素外排蛋白1（multidrug and toxin extrusion1，MATE1）作为一种新型的转运体主要在RASF细胞中表达，与OCT1类似，主要参与药物的摄取转运；而在RA发生时MATE1的mRNA和蛋白表达水平均下调［17］，抗炎药物摄取进入hRASF细胞中的量减少，进而减弱治疗效果。在佐剂诱导的大鼠关节炎模型中，肝内OCT1，OATP4a1和MRP1及肾内OATP2b1，MRP6和BSEP的mRNA表达显著下调，肠道内OCT1，MDR1a和MRP3的mRNA表达也有所下调［18］。Gandhi等［19］在佐剂诱导的大鼠关节炎模型中发现，肝中P-gp的转运活性减弱。由此提示，RA发生时，肝、肾和肠内摄取和外排转运体的表达几乎均下调。肠道摄取转运体表达下调会使口服抗炎药物的吸收减弱，入血减少，降低药物的生物利用度，减弱疗效；而肝、肾转运体表达的下调，会使药物的肝、肾排泄减少，使药物长时间蓄积在体内无法排出，引发肝、肾及外周系统毒性。Uno等［20］研究发现，佐剂造模7 d后，肝中除MDR1a以外的ABC和SLC mRNA水平均未发生显著变化，MDR1a，MRP2和OATP等SLC的蛋白表达在造模21 d后显著下调，而小肠中MRP2、乳腺癌耐药蛋白、LAT2和OATP1a5的mRNA水平在造模7 d后显著下调，21 d后却无显著性差异，说明RA对不同脏器转运体的影响存在差异，且在疾病的发展进程中，不同脏器转运体的表达也不尽相同。提示在RA的不同进展阶段，要考虑到不同脏器转运体表达的异常，从而更好地指导临床用药，降低脏器毒性的发生率。

临床上苯扎贝特和咪唑立宾（mizoribine）联用治疗RA时，能引起横纹肌溶解症。研究表明，苯扎贝特和咪唑立宾均是肾OAT1和OAT3的底物，苯扎贝特是经肾通过原型排泄的药物。药动学研究结果表明，当上述两药合用时，苯扎贝特的AUC显著增加，t1/2β显著延长，药物清除率显著降低，说明咪唑立宾能抑制苯扎贝特的摄取，导致苯扎贝特的肾清除率减慢，进而引起药物-药物相互作用。故临床上应用苯扎贝特和咪唑立宾时，要注意药物-药物相互作用的发生，适当降低苯扎贝特的剂量，这对指导临床合理用药具有重要意义［21］。

3.2 炎症性肠病对药物转运体的影响

IBD主要影响口服药物的吸收，在疾病进程中伴随着药物转运体表达的变化，ASBT和BSEP是参与肝肠循环的主要转运体，其表达下调使口服药物的肠道吸收和胆道排泄发生紊乱。

ASBT和BSEP是参与胆汁酸肠肝循环的2种主要转运体，前者主要参与肠道内胆汁酸的再吸收，后者主要参与胆汁酸的肝排泄。用来自克罗恩病（Crohn’s disease，CD）患者和溃疡性结肠炎（ulcerative colitis，UC）患者的肠道黏膜活检标本评估肠道转运体mRNA表达的变化。在CD患者活检标本的炎症区内，ASBT和BSEP的mRNA表达水平显著低于健康人群；在CD恢复期的患者体内，ASBT的mRNA表达水平也有下调，但炎症发生期更明显。在UC患者结肠中，ASBT和BSEP蛋白表达的下调最为明显［22］，提示在IBD的发生发展过程中，由于ASBT和BSEP表达下调，患者肝肠循环的稳态被打破，随之而来的是胆汁酸的肝肠循环减慢，有肝肠循环的药物因此不能被肠道再吸收或再吸收缓慢，导致药物作用时间缩短，药效降低。研究发现，大鼠和小鼠ASBT的功能和活性是在炎症细胞因子的刺激下通过c-fos与ASBT启动子的直接作用而被抑制［23］。Kawauchi等［24］在大鼠皮下注射吲哚美辛构建小肠溃疡模型，发现外排转运体P-gp在大鼠肝的表达有下调趋势。提示应用非甾体抗炎药吲哚美辛不仅能引发肠道炎症，而且会影响药物的肝排泄，导致肝内药物蓄积引发肝毒性。

甲氨蝶呤是一种免疫调节剂，具有修复肠道黏膜的作用，是治疗儿童CD的一线药物［25］。研究表明，甲氨蝶呤和乌苯美司（ubenimex）均为肠道P-gp的底物，也是肾OAT1和OAT3的底物，当两者合用时，它们在血浆中的AUC和Cmax均显著增加，甲氨蝶呤的口服生物利用度增加21.17%，而肾24 h累积排泄量却显著减少。因此，两者联用时药效会增强。但由于甲氨蝶呤的治疗窗很窄，联用时适当减少甲氨蝶呤的用量，能减少药物不良反应的发生［26］。

3.3 肝炎对药物转运体的影响

肝作为药物代谢和排泄的主要器官，在药物的解毒过程中发挥重要作用。肝炎发生时，肝中大多数转运体的表达和活性下调，进而影响肝的解毒功能，产生药物不良反应。

药物性肝损伤（drug-induced liver injury，DILI）伴随肝炎发生［27］。在斑马鱼模型中，异补骨脂素引起的DILI能显著下调MDR1，MRP1和MRP2的mRNA表达，能显著地抑制肝的外排功能［28］。此外研究发现，BSEP的转运活性受到抑制是DILI的一个关键因素［29］。

丙型肝炎病毒（hepatitis C virus，HCV）感染患者体内因药物代谢和分布发生了变化，需要通过肝活检和实验室检查来确定后续的治疗方案。检查发现，HCV感染患者肝内NTCP，OATP-C和OCT1的mRNA表达显著下调［5］。Billington等［30］研究了慢性HCV感染伴肝癌患者（HCV with hepatocellular carcinoma，HCV-HCC）肝癌症组织（cancerous，C）和邻近的非癌症组织（non-cancerous，NC）的肝转运体的蛋白表达，主要包括NTCP、OATP、OCT1、BSEP、乳腺癌耐药蛋白、MATE1、MRP和P-gp等。研究发现，与正常志愿者相比，HCV-HCC患者NC区域和C区域的上述膜蛋白的总量分别下调31%和67%；除NTCP，MRP2和MATE1外，其他转运体的蛋白表达分别下调38%～76%和56%～96%。在HCV-HCC患者的NC区域，NTCP的蛋白表达上调113%，MRP2未发生变化；而在HCV-HCC患者C区域，NTCP和MRP2的蛋白表达下调63%和56%，MATE1未发生变化。上述所提供的肝转运蛋白的表达数据将有助于HCC的影像学诊断、HCV-HCC治疗药物的开发及对经由转运体介导转运的药物的处置过程进行预测。

3.4 肾炎对药物转运体的影响

肾转运体在药物排泄过程中发挥了重要的作用。肾炎发生时，相关转运体的表达和活性会发生一定程度地下调，进而影响药物的肾排泄，引发药物不良反应。Tan等［31］发现，肾病患者OATP功能减退。慢性肾功能衰竭（chronic renal failure，CRF）使药物的肾清除率降低，CRF对肾药物转运体和CYP酶的表达和活性产生影响［32］。Küper等［33］将大鼠的肾切除5/6制备CRF模型，发现CYP1a，OAT1，OAT2，OAT3，OATP1和P-gp的mRNA和蛋白表达水平均显著下调，MRP2，MRP3，MRP4，OATP2和OATP3的mRNA表达水平也显著下调，而CYP3a的表达无变化。上述结论在与CRF大鼠血清共培养的人近端小管细胞系中得到了验证，发现作为上述转运体底物的地高辛和青霉素的肾清除率分别降低了4和9倍。上述研究表明，CRF对肾药物转运体的表达和活性影响巨大，能使药物在肾内的清除率降低，导致药物在肾蓄积引发肾毒性。用LPS处理Madin-Darby犬的肾细胞，发现尿素转运体A1的表达下调。尿素转运体A1主要介导尿素在转运体中的重吸收，其表达下调会使血浆渗透压降低，进而导致营养成分的丢失和组织缺水。

Joy等［34］探究了慢性肾疾病患者体内药物代谢和转运过程，探讨了非索非那定的药动学行为。研究发现，与正常志愿者相比，肾小球性肾炎患者体内非索非那定的半衰期显著延长，肾清除率显著降低。非索非那定是一种非特异性的底物，能被P-gp，OATP和MRP介导转运，其肾清除率降低40%，这可能由肝、肾上述转运体介导的药物排泄减少所致。故临床上在治疗慢性肾疾病的过程中，若治疗药物为转运体的底物，要相应降低药物的剂量，以免药物在体内蓄积引发毒性。

4 药物转运体变化对药物代谢的影响

药物转运体与药物代谢酶一般是通过协同作用影响药动学行为，进而影响药物的药效和毒性。细胞色素CYP450是体内最重要的药物代谢酶，其中CYP1，CYP2和CYP3对药物代谢有非常重要的影响，多数药物的Ⅰ相代谢均与CYP3A4有关。CYP3A4是抗癌药物代谢的关键酶，P-gp和CYP3A4通过协同作用以限制外源物质的吸收［35］。某些抗癌药物是P-gp和CYP3A4的共同底物，如4-羟基他莫昔芬，服用后会迅速在肝、肠等代谢和外排，降低了抗癌药物的生物利用度，产生耐药，但与异黄酮联用时会使他莫昔芬的抗癌效果增强，因为异黄酮是P-gp和CYP3A4的抑制剂，抑制了4-羟基他莫昔芬的肠道外排和肝代谢，增加了药物的生物利用度［36］。

5 炎症调节转运体表达及活性的可能机制

目前，对炎症调节转运体表达与活性的机制研究主要涉及促炎细胞因子通过炎症相关的信号通路调节转录因子和核受体，从而对转运体的表达和活性产生影响。

Gandhi等［19］发现，感染、炎症或PA 状态下，促炎细胞因子或Toll样受体释放增加，与炎症相关的信号通路如JNK通路和NF-κB通路被激活，使其下游的转录调节因子和核受体的表达和活性受到抑制，从而导致药物转运体的表达和活性受到抑制。转录调节因子FXR参与了BSEP/Bsep的调控。研究表明，LPS，TNF-α和IL-1β均能显著下调FXR的转录并抑制其与BSEP/Bsep启动子的结合，故炎症状态下，BSEP/Bsep mRNA水平下降极有可能是由于FXR的转录发生了下调所致。在炎症导致大鼠胆汁淤积时，ntcp基因表达的下调是由核转录因子HNF1和RXR∶RAR与ntcp基因启动子的结合活性降低引起的；另一个主要原因是HNF1 mRNA和蛋白表达水平的下调，以及HNF1结合活性的降低［37］。许多研究证实，多种核受体如PXR，CAR，FXR和RAR介导了mrp2的转录调控。Mertens等［38］研究发现，IL-1β通过阻断IRF3与ISRE的结合，使MRP2的表达下调。

6 结语

炎症诱导转运体表达发生改变会影响药物的处置过程，对指导临床合理用药具有重要意义。炎症状态下，机体各个脏器的转运体表达和活性几乎均下调，由这些转运体介导的一些底物药物的组织吸收或肝、肾排泄均会减弱，进而影响药物的有效性和安全性。因此，在炎症性疾病发生时，及时监测转运体的表达和活性的改变，合理调整给药剂量和药物配伍方式，对于降低脏器毒性发生率和增强药物疗效具有重要意义。然而，对炎症影响转运体表达的相关机制研究尚不够深入，仍需继续研究。