药物性肝损伤研究进展

张显彬 于眉 李玲 裴明明

药物性肝损伤（DILI）是指由各类处方或非处方的化学药物、传统中药、天然药、生物制剂、保健品、膳食补充剂及其代谢产物乃至辅料等引起的肝损伤[1]。DILI 是一种临床上常见的严重药物不良事件，也是药物开发过程中停止研究和退出市场的主要原因。DILI 轻微者可导致患者出现健康问题，严重者需要住院治疗，甚至可能出现危及生命的肝衰竭，还有一部分患者需要肝移植治疗。

1 DILI 的诊断标准

当使用药物后出现相关肝酶升高时，应首先考 虑DILI，如2011 年DILI 诊断共识中指出：实验室检查发现丙氨酸氨基转移酶（ALT）≥5 倍正常上限（ULN），碱性磷酸酶（ALP）≥2×ULN 或ALT ≥3×ULN，总胆红素（TBIL）＞2×ULN[2]，应该考虑为DILI。肝酶升高与药物摄入时间的关系仍是DILI 诊断的线索，因为到目前为止，还没有建立一种快速、准确诊断DILI 的单一方法。然而，依据肝酶异常升高诊断DILI 的准确性较差，DILI 可引起ALT 和天冬氨酸转氨酶（AST）升高，其他疾病如肌肉损伤[3，4]也可以引起ALT、AST 的升高，而ALP升高也可由与肝脏无关的疾病引起，如慢性骨骼疾病、肾功能障碍、急性炎症性疾病或恶性肿瘤[5]。此外，ALT、ALP、TBIL、AST 均不是诊断DILI 的特异性指标，且转AST 升高在诊断DILI 时的敏感性也比较差。当使用某种药物时可能发生无临床意义的短暂ALT 升高，尽管药物持续使用，ALT 仍可恢复到正常的血清水平，这种现象称为适应。因此，目前临床实践中常用的实验室检查指标对DILI 的诊断缺乏特异性，无法充分区分不同类型的肝损伤，也不能客观反映肝组织损伤的严重程度，用于判断预后的价值较低[6]。由此看来，DILI 的诊断是一种排除性诊断，在诊断DILI 时，其他可能引起肝损伤的原因需要评估并被排除。

2 DILI 的发病机制

肝脏在参与药物或外源性毒物的代谢和分解中发挥着重要作用，保护人体免受潜在毒性化学物质的侵害[7]。深入了解吸收后的药物产生中间代谢产物的生物过程以及参与外源性物质解毒和排泄的机制（其中大多数在基因控制下），对于理解DILI 的发病机制至关重要[8]。然而，由于DILI 临床表现复杂多变，因此针对其发病机制提出了许多不同的假设[9]。

2.1 药物因素药物的理化性质和毒理学特性与DILI 风险有关[10]，药物或其中间代谢产物首先会导致肝细胞损伤，进一步还可诱导获得性和/或天然免疫反应。有研究认为，药物或其中间代谢产物需要达到特定阈值水平才有可能导致DILI[11]。有学者指出，药物的每日使用剂量与DILI 的严重程度之间存在关联[12]。药物的亲脂性也与DILI 发生风险有关，因为高亲脂性可以提高肝细胞从血液中摄取药物的效率，从而导致中间代谢产物的蓄积。

药物形成中间代谢产物的潜力也与DILI 的发病机制有关[13]，因为药物中间代谢产物本身具有毒性，并且能够形成药物-内源性蛋白复合物，从而激活免疫反应[14]。然而，已知不会形成中间代谢产物的药物，如氟卡尼、马拉韦罗或波生坦，也会导致DILI[15]。这一部分药物引起DILI 的病理机制有待进一步探讨。

2.2 代谢机制肝细胞在药物作用下，在代谢过程中会出现多种应激反应，这被认为是 DILI 发展的最初阶段。药物和/或其中间代谢产物通过共价结合或对线粒体的直接损伤诱导初始细胞损伤，从而导致氧化应激和应激感应信号通路的激活、线粒体功能的损伤和内质网（ER）应激。

通过阐明药物解毒的机制，对于理解DILI 的发生发展过程至关重要。人CYP450 是位于肝细胞线粒体内膜或滑面内质网中的膜结合蛋白，其参与了药物解毒过程中的氧化、过氧化和还原反应。药物代谢过程中产生的中间代谢产物是损伤肝细胞线粒体并直接导致氧化应激急剧增加的主要原因[16]。氧化、过氧化和还原反应过程中活性氧（ROS）的增加可直接损伤组织和肝细胞中的DNA、蛋白质、酶和脂质，并诱导免疫介导的肝脏损伤。一些药物（如丙戊酸）可以诱导ROS 大量生成并触发c-Jun 氨基末端激酶（JNK），进一步导致肝细胞死亡[17]。ROS的大量生成导致肝细胞死亡的过程分为两个阶段：早期涉及糖原合成酶激酶-3β（GSK-3β）激活混合谱系激酶-3（MLK3），而晚期由凋亡信号调节激酶-1（ASK1）介导，从而激活JNK[18]，JNK 易位到线粒体并引发肝细胞死亡，导致线粒体ROS 急剧增加。在DILI 发生发展过程中，ROS 突然增加进一步导致肝细胞功能的丧失，受损的肝细胞释放更多的ROS，加剧整体氧化应激，并最终导致肝细胞凋亡和坏死途径的激活[19]。

药物代谢活化过程中会产生大量的中间代谢产物，如不能及时降解并与体内大分子物质共价结合，可能引起肝脏毒性[20]。对于已退出市场或有肝毒性的药物，中间代谢产物的形成已得到充分证明。例如，奈法佐酮通过CYP3A4 代谢，产生羟基奈法佐酮、三唑二酮和间氯苯基哌嗪等中间代谢产物。对乙酰氨基酚（APAP）的代谢活化过程可能是一个比较经典的例证。APAP 在肝脏中被葡萄糖醛酸化和硫酸化，产生无毒代谢产物，但如果APAP过量使用，正常代谢途径饱和，APAP 就会进入另外一个代谢途径。过量的APAP 会被CYP2E1 代谢为中间代谢产物N-乙酰基对苯醌亚胺（NAPQI），该代谢产物与谷胱甘肽（GSH）快速结合，产生无毒的巯基尿酸和半胱氨酸缀合物，通过尿液排出。当肝脏GSH 水平有限时，游离未结合NAPQI 与半胱氨酸和赖氨酸残基上的巯基反应，在肝细胞线粒体中产生NAPQI 蛋白复合物（APAP 蛋白加合体），从而导致线粒体功能障碍[21]和肝细胞死亡。

通常，中间代谢产物水平的升高会抑制肝细胞解毒酶和内源性抗氧化剂的能力。肝细胞的各种抗氧化物质，包括在解毒中起关键作用的GSH、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶（GPX），在中间代谢产物水平升高时都会受到损害，从而引发氧化剂和抗氧化剂之间的不平衡，并产生氧化应激。最重要的是，中间代谢产物水平升高往往导致GSH 缺乏，线粒体是受其影响最大的肝细胞器[22]。

2.3 胆管胆汁盐输出泵（BSEP）抑制BSEP 是唯一一种将原发性胆汁盐输出到胆管的肝细胞输出系统。BSEP 抑制已被认为是药物诱导胆汁淤积的常见机制[23，24]，因为BSEP 的完全遗传缺陷会导致胆汁淤积性肝损伤和肝衰竭[25]。有证据表明，一些药物如波生坦[26]或曲格列酮[27]，通过抑制BSEP 诱导DILI，支持胆汁酸在肝细胞中的滞留可以诱导细胞应激的假设。另一方面，对BSEP 或其他胆汁盐转运蛋白的抑制可以直接或通过释放细胞因子来启动免疫反应[9]。然而，BSEP 抑制并不一定是发生DILI 的独立风险因素，还应综合考虑其他因素，如线粒体功能障碍[28]或多药耐药相关蛋白（MRP）的抑制[29]。

2.4 免疫系统激活DILI 期间的免疫反应是病情发展的决定因素，有学者观察到DILI 患者普遍存在免疫系统的激活[10，30，31]。免疫反应可以引发炎症反应，涉及到先天免疫系统和适应性免疫系统。也有学者提出不同的假设来解释药物诱导的免疫系统激活[32]。

3 风险因素

3.1 年龄来自美国药物诱导性肝损伤网络（DILIN）和西班牙DILI 注册中心的大型前瞻性研究的数据表明，DILI 在老年和年轻参与者之间的分布没有任何差异[33，34]。与年轻人相比，老年人患胆汁淤积性肝损伤的风险更高，年轻人发生DILI 主要与肝细胞损伤有关[35～37]。某些药物（主要是抗菌药物和心血管药物）诱导的DILI，年龄可能是其关键因素[38]。异烟肼和氟氯西林诱导的肝损伤风险随着年龄的增长而增加[39～41]。同时，丙戊酸相关的肝毒性在 10岁以下的儿童中更为常见[42]。

3.2 性别性别对DILI 发病率的影响尚不明确，在DILI 发病过程中，男性和女性的发病率基本平衡。然而，性别可能会影响由特定致病因素引发的DILI 的发生发展。例如，具有自身免疫疾病特征的女性患者，使用米诺环素和呋喃妥因后极易出现肝脏毒性。

3.3 饮酒饮酒对DILI 的影响仍然存在争议，因为没有证据表明酒精与DILI 易感性及患者出现不良结果无关。然而，饮酒（女性每天2 杯以上，男性每天3 杯以上，每杯按10g 乙醇计算）已被纳入因果关系评估量表，作为DILI 的风险因素进行观察[43]。研究表明，经常饮酒可能与某些特定药物（如异烟肼、甲氨蝶呤和氟烷）引发的DILI 密切相关[44]。

4 结论

在过去几年中DILI 发病率不断增加，DILI 的诊断仍具有挑战性，因此，对于严重DILI 发病机制的认识至关重要。目前，我们对严重DILI 的病理生理机制尚缺乏深入了解，还没有功能性动物模型用来研究该疾病的发生发展机制，有待于进一步探索。