药物性肝损伤的药物基因组学研究与临床应用

詹淑华 朱丹 马世武

近年来药物基因组学(PGx)的飞速发展为其临床应用提供了重要的契机，也为进一步诊断、治疗和管理药物性肝损伤(DILI)提供了新的思路。本文就PGx与DILI发生的机制、诊断、治疗和预防之间的联系作一介绍。

一、PGx的常用检查方法

很多药物特异性因素和宿主相关因素都可能促进DILI的发生。通过对DILI遗传易感性的重点研究，已经提升了我们对这种罕见又可能危及生命的不良反应的发病机制的理解。目前，PGx的常用检测方法从对象上来说，主要分为候选基因研究(CGS)和全基因组关联分析(GWAS)。CGS可通过对具有典型DILI表现患者和药物暴露对照者的候选基因分析，确定单核苷酸多态性(SNP)对特定药物的代谢和清除的影响； CGS也可检测患者人类白细胞抗原(HLA)的基因分型，从而评估个体对DILI的易感性。通过 GWAS不仅能筛选出与疾病相关的SNP，也能检测HLA基因型[1]。

二、PGx的临床应用

(一)PGx与DILI的发病机制

DILI发病机制复杂，往往是多种机制先后或共同作用的结果，迄今尚未充分阐明。线粒体受损、氧化应激、胆盐转运的抑制、药物及其代谢物的活化等已被证明是导致DILI的重要机制，而适应性免疫攻击可能是导致DILI的最后共同事件[2]。

一些药物不需要药物代谢酶的作用，可直接或间接与HLA分子和T细胞受体结合，直接触发T细胞的激活和增殖，这种药理学交互作用(pharmacological interaction，p-i)概念，可能触发T细胞的激活和增殖，导致免疫介导的肝损伤。HLA等位基因与具有不同化学结构的化合物相关的DILI有关，提示适应性免疫反应在肝脏损害发展中的作用。因此，特定HLA分型或SNP对于这类药物诱发肝损伤有重要的临床意义。另外，“半抗原假说”也是阐述DILI发病的重要免疫学机制。肝细胞内的药物代谢产物通过共价结合形成药物-肽复合物，经过抗原呈递细胞呈递给HLA II类分子，然后与CD4+ T细胞上的T细胞受体相互作用，激活下游的CD8+细胞(识别肝细胞上的HLA I类分子呈递的半抗原-肽复合物)和B细胞，而被激活的B细胞可分化为浆细胞，后者产生大量针对抗原的特异性抗体和自身抗体，进而导致炎症和肝损伤[3]。HLA等位基因增加了对特定药物相关肝损伤的易感性，同时支持了“半抗原假说”，如氟氯西林(HLA-B*57:01)和阿莫西林克拉维酸(HLA-DRB1*15:01)。研究证实，药物代谢酶基因编码的SNP和参与药物代谢产物排泄的转运蛋白与DILI的敏感性增加有关，如NAT2慢乙酰化等位基因与异烟肼的代谢相关。

(二)PGx与DILI的诊断

在过去10年中，从最初的CGS研究到之后的GWAS研究，相继确定了一些与DILI相关的遗传因素[1]，如在临床工作中疑似阿莫西林克拉维酸诱导的DILI时，可以检测HLA-DRB1*15:01基因型；疑似氟氯西林诱导的DILI时，可以检测HLA-B*57:01；疑似米诺环素诱导的DILI时可以检测HLA-B*35:02。参与药物代谢和排泄相关基因的SNP已经显示出药物的特异性，一些HLA等位基因也与不同结构药物导致的DILI有关。目前，有超过15种药物的HLA基因型或单倍型能够增加DILI的易感性，提示发生DILI的高风险，并且其中一些基因的相关性很强。某些特定药物很少发生DILI，提示了这些HLA等位基因的阴性预测值>95%。因此，基因检测能够用于排除DILI诊断，以及确定多种潜在药物可能导致DILI时的准确病因。通过对HLA等位基因与继发于某种药物的DILI的特异性联系的基因检测，可以提高对DILI诊断的准确性。此外，HLA基因分型联合其他血清学标志物也可强化对DILI的诊断。

DILI与自身免疫性肝炎(AIH)经常存在重叠，它们之间的鉴别是目前临床研究的热点问题。有9%的DILI病例与AIH难以区分；反之，有9%的AIH被认为是药物诱导发生的，因此在区分这两种临床表现的诊断时会面临着挑战。目前，没有一个单独的临床表现是可以诊断AIH的，因此在常规的临床实践中，通常将临床表现、血清学、组织学指标和基因测试结合在一起，以确诊特发性AIH。当遇到疑似DILI且肝脏自身抗体(平滑肌抗体、抗核抗体和肝肾微粒体抗体)阳性或免疫球蛋白升高的患者时，如果特定HLA等位基因(DRB1*03:01和DRB1*04:01)阳性，则支持AIH的诊断；如果其他特定药物风险等位基因阳性，则支持DILI的诊断。

所以在疑似AIH的病例中，除需检测抗核抗体、免疫球蛋白和肝肾微粒体抗体，还需鉴别是AIH基础上出现的DILI，还是药物诱导的AIH(DI-AIH)或者自身免疫性肝炎样的DILI(AL-DILI)。通常对于鉴别困难的患者，在停用可疑药物后诊断性使用糖皮质激素治疗，待病情缓解后逐渐减量，直至停用糖皮质激素；在随访过程中，如果没有复发迹象，则支持DILI的诊断；如果未再次用药而病情复发，则多可诊断为AIH[2]。考虑到临床决策的重要性，将基因检测提早纳入诊断性医疗费用中是合理的，可提高诊断的准确性和医患的信心。目前已有DILI相关的常见药物、特定HLA基因类型及SNP位点信息[1]。

(三)PGx与DILI的治疗

早期识别DILI并迅速停用可疑药物，是减少肝损伤及其进展的关键。目前，DILI的治疗多限于治疗患者的症状，如瘙痒。Kaliyaperumal等[1]报道了一例21岁青年女性因服用阿莫西林克拉维酸后发生急性肝衰竭，最后需要紧急肝移植，该患者为印度人，携带HLA单倍型HLA-DRB1*15:02-DQB1*06:01。携带该单倍型的患者在服用阿莫西林克拉维酸后会增加DILI的易感性，且是公认的危险因素。HLA DRB1*15:02在白种人中仅占0.7%，在台湾和日本人群占8%，在印度-伊朗语族人群和印度人群中占13%～18%[1]。因此对于携带易感基因的患者检测基因型，可以达到精准治疗的目的，为优化临床治疗决策提供依据，也为改善患者预后、缩短疗程、减少治疗费用提供帮助。

(四)PGx与DILI的预防

正如前面所讨论的，在过去10年中，越来越多的证据表明，遗传因素与个体暴露于药物环境下发生肝损伤的风险有关。因此对不同基因分型与DILI关系的研究可以为临床预防DILI的发生提供依据。 阿巴卡韦是抗逆转录病毒的药物，HLA-B*57:01与阿巴卡韦继发的严重皮肤过敏有关，是研究遗传风险因素与药物不良反应最充分的例子，其阴性预测值为100%，阳性预测值为48%。因此，在开阿巴卡韦处方之前，对患者进行基因分型检测是获得美国食品和药品管理局和欧洲药品管理局授权的。

DRB1是HLA II类基因，它常与HLA I类家族密切相关(尤其是HLA-B)，而DRB1也与药物不良反应相关，DRB1*15等位基因家族的成员能在暴露于各种潜在毒素及生化制剂后产生免疫过敏反应，例如：硝基呋喃妥因和氟烷导致的DILI。相同的基因型诱发的DILI在不同种族间差异较大，如HLA-B*58:01等位基因与别嘌醇诱发的重症药疹有关，HLA-B*58:01等位基因在我国人群中符合率达100%，韩国为80%～100%，日本40%，欧洲55%[4]。因此，美国风湿病学会推荐中国及韩国患者服用别嘌醇前必须检测该等位基因[5]。

具有同源结构的等位基因可以预测同种药物与不同种族之间DILI的联系，如DRB1*15:02-DQB1*06:01可以预测亚洲人群中与阿莫西林克拉维酸相关性DILI的联系；同时DRB1*15:01-DQB1*06:02也可预测白种人群中与阿莫西林克拉维酸相关性DILI的联系。

虽然再暴露并不总是导致DILI复发，但在11%～51%的肝损伤病例中(称为药物再刺激试验阳性)，死亡率为2%～13%，后果严重[1]。例如，当需要使用挽救生命的癌症化疗药物，其替代治疗的药物无法获得或负担不起，重新引入药物可能对个体造成DILI时，只有在与患者慎重讨论后，选择利大于弊的情况下使用。所以通过对DILI易感的遗传基因检测，将有助于预防患者再暴露于严重DILI的风险。

截至2016年4月在PharmGKB数据库(Pharmacogenetics and Pharmacogenomics Knowledge Base)中已经收录的与疗效和安全性有关的靶点基因或代谢酶基因的药物共计有199种，然而目前报道导致DILI的药物已经有1 100多种，还有很多药物诱发的DILI与特定的HLA等位基因的关系还有待明确。因此，加快PGx从实验室成果转向临床实际应用的步伐，将能够更好地帮助临床医生合理用药，减少DILI的发生。