药物性肝病

【关键词】 药物性肝病；解毒；灭活   ［关键词］药物性肝病；解毒；灭活　　进入21世纪，供人类应用的药品和保健品已达3万种以上，加上食品添加剂和环境污染物质，人类正暴露于6万种以上化学物质的威胁中。这些外因性化学物质，多在肝脏各种酶的作用下转变为水溶性强的物质由肾脏排出。普通药理学将有活性的药物降低活性或使其完全失活的代谢过程称为解毒(detoxication)和灭活（inactivation）。但机体内药物经代谢反应不仅限于失活，很多药物在机体内首先进行代谢性活化（metabolicactivation）反应。这些药物前体被激活后多数毒性下降，但也有活化后代谢产物毒性增加，如这些活化中间体过度生成，与细胞成分结合后可引起脏器损伤。　　1肝脏的药物代谢　　11药物代谢的反应形式机体内药物代谢大致分为两相。第I相反应(phaseIreaction)为非极性(脂溶性)药物，通过氧化、还原和水解等反应，生成极性基团（如―OH、―NH2、―COOH、―SH）。第II相反应（phaseIIreaction）为上述生成物与内因性高极性化合物结合，生成水溶性高，易于排泄的代谢产物。　　上述药物代谢反应与众多酶系相关，图1列举了与药物代谢相关的各种重要酶类，从图1中可见细胞色素P450(cytochromeP450,以下称CYP)的氧化反应极为活跃，几乎能代谢所有脂溶性药物，但同时也会产生有毒性的活性代谢中间产物。由于肝脏的CYP活性为其他脏器的数十倍，药物有害反应最易发生在CYP的重要酶系而导致药物性肝病。　　图1与药物代谢有关的重要药物代谢酶所点比例图解（略）　　12药物代谢与脏器损害药物引起的脏器损害，不仅仅限于药物本身，而且还包括其代谢产物引起靶器官的生理和生化改变，进而引起脏器功能或器质性伤害。除了药物蓄积的直接作用外，多数情况下，前述的活性代谢产物或活性中间体起着很重要作用。活性代谢产物或中间体常在肝脏生成，通常即经酶或非酶反应迅速失活或解毒。一旦活性中间体的生成和解毒速度均衡遭到破坏，如解毒酶系受到抑制或处于饱和状态，再或谷胱甘肽等物质产生不足会致使活性中间体过剩，造成脏器损害（图2）。一般认为这些活性中间体如与核酸结合可能诱导DNA变异，导致癌变或畸形；如与蛋白质和细胞膜结合可导致细胞坏死；如与蛋白质形成复合体，获得半抗原或抗原性，则可成为药物过敏的原因。如图2所示，药物引起肝细胞损伤的毒性反应(toxification),主要与细胞色素P450相关。　　图2药物代谢激活和脏器损害（略）　　2药物性肝损害机制　　药物性肝病可区分为可预测性和不可预测性两种，前者主要是药物的直接毒性作用所致。近年来，由于对新药的筛选越来越严格、对药物不良反应的监测更加严密，临床上直接肝细胞毒性药物引起的肝病比例下降。大多数药物性肝损害系不可预测性，其发生机制又可以分为：代谢异常和过敏反应两类，即为代谢特异体质（metabolicidiosyncrasy）和过敏特异体质（hypersensitiveidiosyncrasy）所为。越来越多的证据明，特异体质与个体的细胞色素P450（CYP450）遗传多态性密切相关。由于遗传多态性的存在，在不同的种族人群中分别表现出对药物代谢的各种表型，即：强（快）代谢者（extensivemetabolizer,EM）、弱（慢）代谢者（poormetabolizer,PM）、介于二者之间的中间代谢者（intermediatemetabolizer,IM）以及超快代谢者（ultrarapidmetabolizer,UM）。CYP遗传缺损表型为弱代谢型（PM）者，即使用常规剂量药物也会出现副作用，与强代谢型（EM）相比较，弱代谢型的药时曲线下面积（AUC药量×时间/容积，mg・h・L－1）可升高10~100倍。　　21与细胞色素P450系统相关的药物性肝损害机制　　211细胞色素P450的一般特性与功能细胞色素酶P450系由一群基因超家族编码酶蛋白组成。CYP450超家族可分为家族、亚家族和酶个体3级。根据酶蛋白一级结构中氨基酸顺序的同源程度区分，同源性≥40%者归入不同家族，用阿拉伯数字表示，如CYP1。每一家族进一步被区分为亚家族。在哺乳动物的亚家族中同源性＞55%者划入同一亚家族，用大写英文字母表示，如CYP1A。最后根据同一亚家族各个酶被鉴定的先后顺序再用阿拉伯数字编序，如CYP1A1。再以*1表示野生型，*2以后表示变异型的变种，如CYP1A1*2。　　CYP450具有共同的结构特征：①所有CYP450都含有一个非共价结合的血红蛋白；②牢固地结合在细胞的内膜上，是一群内膜蛋白；③均通过NADPH/NADH的还原等价物以及氧分子来氧化底物。　　根据细胞内分布和接受传递电子的酶的类型，哺乳动物的CYP450可分为3大类：①线粒体P450，它们主要分布于肾上腺皮质细胞的线粒体，参与类固醇激素的生物合成，与药物或外来化学物质的内代谢无关，因而不属于药物代谢酶的范畴；②微粒体P450，由多个基因家族组成，包括CYP1、CYP2、CYP3、CYP4、CYP17、CYP19和CYP21，主要存在于肝细胞和肾上腺皮质细胞的内质网，参与药物、致癌物、类固醇激素和脂肪酸的代谢；③线粒体和微粒体皆有分布的P450，它们可存在于肝内或肝外组织，主要参与一些具有重要生理功能的内源性物质的生物合成与代谢，如血栓素、前列环素、胆固醇、维生素D3和胆汁酸等，包括CYP5、CYP7A1、CYP7B1、CYP8、CYP24、CYP27和CYP51。微粒体CYP450氧化酶是一类最重要的代谢酶，分布于全身各组织中，但以肝脏细胞含量最丰富。在内质网膜上，CYP450氧化酶、NADPHCYP450氧化还原酶和脂质双层共同组成混合功能氧化酶系，参与对大量结构迥异的脂溶性化合物进行生物转化，形成水溶性产物。人体与药物氧化代谢有关的CYP主要只有几种，他们基本上能被特异性的诱导和抑制。　　212细胞色素P450遗传多态性现有充分证据表明CYP450超家族从一个共同的祖先基因衍生进化而来。首先表现在其家族成员之间的蛋白质一级结构有较高的同源性；其次，CYP450家族各成员间二级螺旋结构和疏水性特征存在高度的保守性；此外，尽管不同CYP450酶位于不同亚细胞结构，但从其二级结构和疏水性高度保守性可预测其三级立体构型的相似性。　　进化的过程实际上就是基因变异的过程，是基因变异积累的过程。CYP450酶基因的遗传变异，不仅表现在分类上的家族、亚家族和个体酶的多样性，还表现在各个具体酶的活性在人群分布方面呈现遗传多态性。药物代谢CYP450酶的遗传多态性具有明显的种族和地域差异。多态性是一种单基因性状，由同一正常人群的某一CYP450酶的特异性基因的等位基因发生改变，如点突变、缺失、插入以及融合突变等，从而引起该基因表达的产物（酶）的缺失和变异，并在人群中出现不同的表现型（或基因型）。不同个体的某一个酶的变异可产生酶活性的明显差异或缺失。CYP450酶基因的遗传多态性最终会反映在药物代谢的多态性上，并甚至进而与某些疾病的易感性和致癌性有关，故具有重要的药理学意义和临床意义。　　人肝脏的CYP系统至少有四大基因群和多种基因亚群，且均存在遗传多态性，其中部分变异所引起的代谢活性变化亦已明确。CYP3A4与药物代谢最为密切，其次为CYP2D6和CYP2C。CYP2D6和CYP2C约与40%药物代谢相关，其遗传多态性的地位也越显重要。　　213与细胞色素P450系统相关的药物性肝损害的产生机制绝大多数药物（外源性）和体内的代谢物质（内源性）通过肝脏进行生物转化，一般形成无活性的产物，但是部分药物经过CYP450酶系生物转化后会进一步活化，并形成毒性较强的中间产物。如药物经过CYP450酶系代谢后可产生具有肝毒性的中间产物。　　药物代谢过程所致肝损害与CYP450酶系密切相关。从细胞和生化水平，与CYP450酶催化活性相关毒性的产生机制主要有三方面。第一，正常情况下经过CYP450酶催化后失活的那些药物，由于种种原因导致CYP450酶活性降低或消失，那么未经代谢的原药势必在体内过量蓄积形成中毒，药物本身对CYP450酶的抑制是产生这类中毒的最常见因素。第二，CYP450酶激活产生的亲电子和自由基代谢物。这类物质对细胞膜和其他细胞组份有化学毒性。第三，产生了P450中间代谢物与多种蛋白质和DNA组成的复合物的抗体。　　214药物性肝损伤与CYP遗传多态性的关系以胰岛素增敏剂噻唑烷酮（thiazolidone）类的特格列酮（trogitazone,美国商品名为Rezulin）为例，该药在日本自1997年3月上市至同年12月，约有15万2型糖尿病患者接受治疗，其间包括肝功衰竭致死在内的肝损害病例不断发生，引起日本国内紧急安全通报。美国同期约50万人接受该药治疗，同样受到FDA高度关注。2000年3月该药被禁用，至此，日本国内用药者已多达19万人，因肝损害入院治疗153例，死亡8例。特格列酮肝损害中，CYP2C19*2等位基因变异占46%。　　最近研究表明，药物性肝病发生与CYP450的遗传多态性的关系十分密切。由于特异质肝损害很难预测，因此在患者长期用药时应定期检查肝功能，并要注意药物用量，今后有必要在临床应用遗传药理学概念，作为有效的监测手段来预防药物性肝病。　　22药物性肝损害的免疫机制与药物的直接毒性肝损害相比，过敏反应，即免疫机制介导的肝损害有以下特点：①不可预测性；②仅发生在某些人或人群（特异体质），或有家族集聚现象；③与用药剂量和疗程无关；④在实验动物模型上常无法复制；⑤具有免疫异常的指征；⑥可有肝外组织器官损害的表现。　　以下几点支持药物性肝损害与免疫介导有关：第一，使用过某种药物后，出现发热、关节痛、皮疹等肝外表现；第二，血液学检查发现嗜酸性细胞增多、循环免疫复合物阳性、非器官特异性的自身抗体阳性，可能有药物相关的自身抗体；第三，肝组织学检查表现为嗜酸性细胞浸润、肉芽肿形成等。　　目前认为所谓特异体质性肝损害多是由于药物代谢相关的酶缺损和活性低下，或是个体免疫应答异常所致。不过，在日常临床工作中常常会遇到难以区分中毒性或是过敏性的情况。如所谓代谢性特异体质对抗结核药异烟肼引起的肝损害仅限于某些特定个人，又可表现为剂量依赖性，临床并无皮疹或嗜酸性细胞增多等表现，因此不能归类于过敏性肝损害。以往一直认为此种肝损害是由于异烟肼的中间代谢产物引起，由快速乙酰化致中间代谢产物堆积所致。最近明确了与异烟肼代谢相关的N乙酰基转移酶（NAT）存在遗传多态性，由变异基因NAT25表达的酶功能低下与肝损害密切相关。　　我国有关CYP遗传多态性及其意义的研究，特别是CYP多态性与药物性肝病的关系的研究尚不深入。阐明CYP遗传多态性与药物代谢过程之间关系，并建立简便、快捷的检测CYP基因变异的手段，对认识药物性肝损害和指导临床合理用药均有非常重要意义。随着人类基因组计划的完成，后基因组计划正逐步实施，对药物代谢酶基因多态性的了解将不断深入，在此基础上，如能建立多态性基因和表型图谱，并数据库化，将在制订最适个体药物治疗方面发挥巨大作用。　　3药物性肝损害的分类　　从现有资料和研究结果来看，药物性肝损害大致可作如下分类（表1）。　　表1药物性肝病分类（略）　　甾体类避孕药20世纪70年代已认识到药物可诱导与自身免疫性肝炎（AIH）极为相仿的肝损伤，现已知大多数药物性慢性肝炎与AIH相关，故不明原因的慢性肝炎应考虑到药物诱导的AIH，患者所服用的任何药物均应怀疑。慢性药物性肝炎分类应充分考虑其与AIH的相似性特点，因此参照了AIH的一些相关特点和分为4型。　　31I型慢性药物性肝炎此型为经典的药物诱导的慢性肝炎，类似1型自身免疫性肝炎（AIH1），现在的发病率相当低。此病亦称为药物诱导的自身免疫肝炎1型（DrAIH1）。其发病机制可能是活性代谢物靶向与DNA和肌动蛋白结合引起，而不是与CYP亚型结合。　　高球蛋白血症是该型的重要生化标志，氨基转氨酶通常在5~20倍正常上限值，有些患者可达50倍。早期LE因子和ANA可阳性，有些药物反应最早以LE因子阳性为特征，目前倾向于与高滴度ANA的关联性，伴或抗肌动蛋白或其他平滑肌抗体。　　32Ⅱ型慢性药物性肝炎肼屈嗪和替尼酸可引起急性或慢性肝炎，血清抗体主要直接针对CYP亚型或其他微粒体蛋白。血清学异常类似AIH2，亦称为药物诱导的自身免疫肝炎2型（DrAIH2）。AIH2的靶抗原是LKM1和CYP亚型（即CYP2D6）。本型少见高γ球蛋白血症。本型尚可由氟烷和异烟肼引起，急性肝炎比慢性肝炎多，还伴有抗细胞器的抗体。　　33Ⅲ型慢性药物性肝炎该型有组织学上的慢性坏死性炎症，但不伴任何自身免疫血清学标志，属不典型慢性肝炎。部分服用同样药物的另一些患者有自身免疫的血清学特征，可考虑为同一临床分类。临床表现往往是单一症状，仅有转氨酶升高，肝活检才明确诊断，或临床表现为明显的急性肝炎，但肝活检结果是慢性肝炎。　　34Ⅳ型慢性药物性肝炎该类药物性慢性肝炎更多可能是慢性中毒的结果，而不是慢性坏死性炎症，代表药物有对氨基乙酰酚、阿斯匹林和硝苯呋海因等。　　从以上分型可知，不是所有慢性药物性肝炎者均有自身免疫肝炎的证据，血清标志阴性的患者可能有不同的损伤机制。一些药物可产生非肝靶向的自身抗体，如抗甲状腺和红细胞抗体，提示需要更好的诊断思路和方法来获取AIH方面的证据。　　慢性药物性肝损害尚可有脂肪变性、磷脂沉积症、肝纤维和肝硬化等表现。