于樂成，陳成偉

1 東部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院 感染科/肝病中心，南京 210002;2 海軍軍醫(yī)大學(xué)九○五醫(yī)院 臨床肝病研究中心，上海 200235

藥物肝損傷(DILI)不僅是臨床肝病(特別是急性肝損傷)的常見原因之一，也是導(dǎo)致藥物研發(fā)失敗和上市后遭遇撤市最常見的原因之一，因而關(guān)注度越來越高[1-4]。DILI發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，涉及到藥物、人體乃至環(huán)境因素的多個(gè)方面。藥物導(dǎo)致的肝毒性有多種，不同藥物引起肝損傷的機(jī)制可能相似，也可能存在明顯差異；同種藥物在不同患者引起肝損傷的機(jī)制亦可能存在異同。闡明DILI的發(fā)病機(jī)制，對于其科學(xué)預(yù)防、診斷和治療均具有十分重要的意義。本文特對DILI發(fā)病的危險(xiǎn)因素、藥物肝毒性的類型、藥物導(dǎo)致肝損傷的機(jī)制進(jìn)程等進(jìn)行系統(tǒng)梳理和總結(jié)。

1 DILI發(fā)病的危險(xiǎn)因素

與DILI相關(guān)的危險(xiǎn)因素可歸納為患者因素、藥物因素和環(huán)境因素三大類[1-3]。

1.1 患者因素

包括一般性因素、遺傳多態(tài)性、肝細(xì)胞再生和肝組織修復(fù)能力的差異等。

1.1.1 一般性因素

1.1.1.1 年齡 雖然習(xí)慣認(rèn)為年齡過大(55歲以上，特別是65歲以上)或過小(嬰幼兒和低齡兒童)均與DILI的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)有一定的相關(guān)性，但迄今尚缺乏充分的循證醫(yī)學(xué)證據(jù)能夠證實(shí)這種相關(guān)性，各大指南[1-4]基于相關(guān)研究數(shù)據(jù)對年齡與DILI風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)性的解讀也不一致。老年人DILI發(fā)病率高，雖然可能有肝腎等器官功能衰退、藥物代謝和清除能力減退因素的影響，但也很可能與老年人相關(guān)疾病處方藥增多有關(guān)[5]。兒童，特別是嬰幼兒，某些藥物代謝系統(tǒng)尚未發(fā)育成熟，加之該年齡段特有的一些病種，使得兒童似乎對某些藥物的肝毒性特別敏感[2-3]。目前較為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶岱☉?yīng)是，對多數(shù)藥物而言，只要根據(jù)年齡按規(guī)范用藥，則年齡并非DILI的一般性風(fēng)險(xiǎn)因素[2]；但年齡與特定藥物所致DILI的風(fēng)險(xiǎn)有一定的相關(guān)性，表現(xiàn)出一定程度的藥物特異性[3]，例如嬰幼兒和兒童對于抗驚厥藥(丙戊酸鈉所致DILI在10歲特別是2歲以下小兒更多見)、米諾環(huán)素、阿司匹林、丙基硫氧嘧啶(PTU)相關(guān)肝損傷更敏感；而異煙肼(特別是50歲以上人群)、阿莫西林-克拉維酸和呋喃妥因相關(guān)肝損傷的風(fēng)險(xiǎn)隨年齡增高而增大。

1.1.1.2 性別 雖然有研究[4]認(rèn)為女性對DILI的易感性一般高于男性，但并無證據(jù)顯示婦女對所有藥物肝毒性的易感性均高于男性[3]；西班牙、美國和冰島的研究[2]均顯示DILI患者的男女比例并無顯著差異。因此，較為客觀的觀點(diǎn)是性別作為DILI的易感性因素總體上并不確切，但婦女對某些藥物如米諾環(huán)素、甲基多巴、呋喃妥因和奈韋拉平等藥物所致DILI的易感性可能更高[2-3]。米諾環(huán)素、甲基多巴、呋喃妥因和雙氯芬酸所致DILI的典型特征是類似于自身免疫性肝炎(AIH)的慢性肝炎，女性多見[1-2]。少數(shù)研究[2]提示女性發(fā)生藥物性肝衰竭的風(fēng)險(xiǎn)可能更高，但這尚需更多的臨床隊(duì)列加以比較分析。

1.1.1.3 妊娠 對于大多數(shù)藥物而言，妊娠與DILI的相關(guān)性并不明確，即并無證據(jù)顯示妊娠可使婦女對DILI的易感性增加[2-3]。實(shí)際上，DILI只是妊娠期急性肝損傷的少見病因，且一般是不常使用的處方藥如四環(huán)素、甲基多巴、肼苯噠嗪、抗逆轉(zhuǎn)錄病毒藥物、PTU等。其中PTU可致孕婦暴發(fā)性肝炎，病死率高，應(yīng)特別注意。了解這些特點(diǎn)，有助于妊娠期肝內(nèi)膽汁淤積綜合征和妊娠期急性脂肪肝與DILI之間的鑒別。

1.1.1.4 基礎(chǔ)疾病 相對嚴(yán)重的基礎(chǔ)疾病，特別是病毒性肝炎、脂肪性肝炎、肝硬化等基礎(chǔ)肝病及糖尿病等，可能會增加患者對DILI的易感性[6]。

1.1.2 遺傳特異質(zhì)性

DILI相關(guān)遺傳特異質(zhì)性危險(xiǎn)因素涉及到藥物代謝、人類白細(xì)胞抗原系統(tǒng)(HLA)、細(xì)胞因子等各種免疫分子、氧化應(yīng)激和抗氧化應(yīng)激相關(guān)分子、肝臟再生和修復(fù)相關(guān)分子、各種信號傳導(dǎo)通路分子等諸多基因的遺傳多態(tài)性，其中最受關(guān)注的是與藥物代謝過程和HLA相關(guān)的遺傳多態(tài)性及其所決定的功能表型多態(tài)性。

1.1.2.1 與藥物代謝過程相關(guān)的遺傳多態(tài)性 藥物經(jīng)肝臟的代謝分為四個(gè)階段。第一階段是藥物向肝細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)過程，涉及有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)多肽和轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、有機(jī)陽離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白或Na+依賴性?；撬猁}協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)多肽等溶質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)載體。第二階段(Ⅰ相代謝)是非極性藥物(脂溶性藥物)極性化(增加水溶性)的過程，涉及細(xì)胞色素P450酶(CYP)、單胺氧化酶、乙醛脫氫酶等代謝酶的作用。第三階段(Ⅱ相代謝)是使極性化藥物與內(nèi)源性極性化合物結(jié)合并生成水溶性化合物的過程，涉及尿苷二磷酸葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶(UGT)、N-乙?；D(zhuǎn)移酶2(NAT2)、超氧化物歧化酶等的作用。第四階段是水溶性藥物代謝產(chǎn)物自肝細(xì)胞內(nèi)向肝細(xì)胞外(膽道或血流)排泌的過程，相關(guān)轉(zhuǎn)運(yùn)分子主要是肝細(xì)胞表面ATP結(jié)合盒(ABC)超家族的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，即多藥耐藥蛋白(MDR)和多藥耐藥相關(guān)蛋白(MRP)，包括MDR1(ABCB1)、MDR3(ABCB4)、MRP2(ABCC2)和膽鹽外排泵(BSEP，ABCB11)等。各種轉(zhuǎn)運(yùn)分子在人群中具有豐富的遺傳多態(tài)性，在不同個(gè)體之間可存在較大的活性差異，是DILI特別是藥物性膽汁淤積的重要危險(xiǎn)因素和機(jī)制之一[7]。例如，有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白特異性地分布在肝細(xì)胞血管膜面，其遺傳多態(tài)性與利福平等許多藥物轉(zhuǎn)運(yùn)入肝臟的能力大小密切相關(guān)。Ⅰ 相和 Ⅱ 相代謝酶，特別是CYP、UGT和NAT等的基因多態(tài)性，也是多種類型DILI的危險(xiǎn)因素。例如CYP2E1的基因多態(tài)性可顯著影響不同個(gè)體對于對乙酰氨基酚(APAP)等諸多藥物的肝毒性[8]，CYP7A1等的遺傳多態(tài)性可能與抗結(jié)核藥物相關(guān)肝損傷的風(fēng)險(xiǎn)大小有關(guān)[9]。NAT2有快乙?；秃吐阴；椭郑阴；团c異煙肼肝毒性的增加明顯相關(guān)[10]。谷胱甘肽S轉(zhuǎn)移酶(GST)有GSTM1和GSTT1之分，其中GSTM1缺失性基因型與抗結(jié)核藥物誘發(fā)肝損傷的風(fēng)險(xiǎn)密切相關(guān)[11]。

1.1.2.2 與HLA相關(guān)的遺傳多態(tài)性 HLA是最富多態(tài)性的人類基因。特定的HLA免疫遺傳學(xué)背景，可使某些患者對某些藥物肝毒性的易感性明顯增加，成為具有遺傳特異質(zhì)和免疫特異質(zhì)雙重性質(zhì)的特異質(zhì)型DILI的高危因素。表1總結(jié)了文獻(xiàn)[2,12-14]報(bào)道的HLA遺傳多態(tài)性與部分藥物所致DILI的相關(guān)性。

表1 HLA遺傳多態(tài)性與特定藥物所致DILI的相關(guān)性

1.1.3 肝細(xì)胞再生和肝組織修復(fù)能力的差異 不論是何種機(jī)制引起的肝損傷，肝臟都必然要通過肝細(xì)胞再生和肝組織修復(fù)以對抗肝損傷。肝細(xì)胞再生和肝組織修復(fù)能力與遺傳和非遺傳因素均有密切相關(guān)性，受到物種、種族、年齡、基礎(chǔ)肝病、肝外基礎(chǔ)疾病等諸多因素的影響[15]。其中，與肝組織再生和修復(fù)能力相關(guān)的遺傳性因素也可視為一種特殊的遺傳特異質(zhì)性因素(參見本文5.2部分)。

1.2 藥物因素 藥物的理化性質(zhì)(例如親脂性的大小)、活性代謝產(chǎn)物(reactive metabolites，RM)、日劑量(特別是大于100 mg/d時(shí))和療程、生物學(xué)活性(可能誘發(fā)間接肝毒性)、藥物配伍及相互間作用，以及傳統(tǒng)草藥種植和炮制過程中的污染等因素，均可能與DILI的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)有不同程度的相關(guān)性[1-3]。

1.3 環(huán)境因素 飲酒、吸煙、周圍環(huán)境污染(如房屋劣質(zhì)裝修和環(huán)境化工毒物污染)、染發(fā)和染指趾甲等，均有可能造成一定程度的基礎(chǔ)性肝損傷，增加DILI的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，風(fēng)險(xiǎn)大小因人而異。

2 藥物肝毒性的分類

藥物肝毒性的類型，根據(jù)關(guān)鍵機(jī)制的不同可分為直接肝毒性(固有肝毒性)、特異質(zhì)肝毒性和間接肝毒性，并呈現(xiàn)不同的臨床特征(表2)。除了這三種肝毒性類型外，某些藥物還具有致瘤或致癌性，例如雄激素和口服避孕藥與肝腺瘤的相關(guān)性[16]，馬兜鈴酸與肝細(xì)胞癌的相關(guān)性[17]，這類特殊的DILI此處不做敘述。

表2 三種藥物肝毒性類型的比較1)

3 不同類型藥物肝毒性的發(fā)生機(jī)制

3.1 固有(直接)肝毒性

藥物的固有肝毒性也稱為藥物的直接肝毒性，是由對肝臟存在固有或直接毒性的藥物所引起。其致病啟動(dòng)因素在于藥物本身的理化特性(特別是親脂性、毒性代謝產(chǎn)物)及劑量，但也需通過引發(fā)患者體內(nèi)特別是肝內(nèi)一系列病理生理反應(yīng)而導(dǎo)致肝損傷。相關(guān)藥物(表2)所致DILI常具有劑量依賴性、可預(yù)測性、動(dòng)物模型可復(fù)制性[1-3,19]。APAP是固有肝毒性藥物的典型代表，在合并用藥、饑餓、全身性疾病、慢性酒精濫用等情況下，CYP2E1和GSH的水平受到干擾，可影響APAP的中毒閾值[2]。

3.1.1 固有肝毒性的藥物因素 根據(jù)藥物的親脂性和日劑量，有學(xué)者提出了兩因素規(guī)則或模型(Rule-of-2，RO2)，亦即如果藥物的親脂性logP≥3，且口服劑量≥100 mg/d[20]，則這種藥物很可能具有肝毒性。根據(jù)這個(gè)模型，可以判斷出大多數(shù)具有直接肝毒性的藥物，但難以預(yù)測引起DILI的嚴(yán)重程度。后來，在RO2模型的基礎(chǔ)上又融入了RM因素，構(gòu)建了DILI評分模型，即方程為0.608×log(日劑量mg+0.227×logP+2.833×(RM形成)。如果該評分≥7，則提示藥物與嚴(yán)重程度4級或危及生命的肝損傷相關(guān)[20]。這些理論或模型尚需進(jìn)一步研究論證。

3.1.2 固有肝毒性的人體因素 固有肝毒性的宿主因素包括藥物及其RM引起的體內(nèi)特別是肝內(nèi)的各種非特異性反應(yīng)，包括藥物及其RM與宿主蛋白的結(jié)合，谷胱甘肽(GSH)等抗氧化系統(tǒng)的耗竭，應(yīng)激性激酶的活化，線粒體應(yīng)激釋放活性氧(ROS)等強(qiáng)氧化性基團(tuán)及線粒體功能障礙，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，以及固有免疫系統(tǒng)的活化和肝臟局部炎癥反應(yīng)等[2,18]。

3.2 特異質(zhì)肝毒性

此類藥物無明顯的固有毒性或只有極小的固有毒性，肝損傷的發(fā)生主要與患者特異體質(zhì)相關(guān)。對某種具體藥物而言，通常僅在極少數(shù)患者引起肝損傷，例如在2000～100 000例患者發(fā)生暴露后出現(xiàn)1例肝損傷[18]。但如果把所有藥物視為一個(gè)整體，則特異質(zhì)肝毒性是DILI(特別是急性DILI)較為常見的病因。特異質(zhì)肝毒性機(jī)制主要分為免疫特異質(zhì)和代謝特異質(zhì)兩大方面。此外，肝細(xì)胞再生和肝組織修復(fù)能力也可能受到遺傳特異質(zhì)(種族及個(gè)體間的遺傳多態(tài)性)和非遺傳因素(年齡、基礎(chǔ)肝病和糖尿病等)的雙重影響[21-23]。

3.2.1 免疫介導(dǎo)的特異質(zhì)肝毒性 即HLA限制性獲得性免疫應(yīng)答，是臨床上最為常見的特異質(zhì)肝毒性機(jī)制，與藥物和宿主因素均密切相關(guān)。藥物或其代謝產(chǎn)物與宿主蛋白形成的藥物-蛋白加合物(drug-protein adducts，DPA)提供合適的抗原表位，而宿主則提供HLA限制性免疫應(yīng)答通路。

實(shí)際上，藥物與宿主血清蛋白形成DPA是十分常見的現(xiàn)象，以便于藥物的運(yùn)輸、代謝和清除。藥物特別是其RM在肝細(xì)胞內(nèi)的代謝過程中也常需與相關(guān)蛋白分子結(jié)合形成DPA。但大多數(shù)DPA在絕大多數(shù)患者并不誘發(fā)免疫特異質(zhì)DILI(圖1a)。僅在極少數(shù)患者，DPA含有對應(yīng)于某種HLA多態(tài)性的抗原表位時(shí)，才可能被巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞等抗原呈遞細(xì)胞捕獲、處理并呈遞給HLA-Ⅱ限制性T淋巴細(xì)胞，進(jìn)而誘發(fā)HLA限制性DPA特異性免疫應(yīng)答介導(dǎo)的肝損傷(圖1b)[24]。這種特異性免疫應(yīng)答理論上可分為三種情況，其一是如果DPA抗原表位來自于藥物半抗原，則將產(chǎn)生抗藥物特異性免疫反應(yīng)；其二是如果DPA抗原表位來自于宿主蛋白，則將產(chǎn)生具有自身免疫特征的特異性免疫反應(yīng)；其三是在罕見情況下，可能有同時(shí)針對DPA的藥物半抗原表位和宿主蛋白表位的特異性免疫反應(yīng)，這將導(dǎo)致抗藥物免疫反應(yīng)和自身免疫反應(yīng)同時(shí)存在的情況。

圖1 免疫特異質(zhì)DILI發(fā)病機(jī)制

3.2.2 藥物代謝通路相關(guān)的遺傳多態(tài)性 藥物代謝通路中眾多的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白/多肽和代謝酶有著復(fù)雜的基因多態(tài)性(參見上文第1.1.2部分)，某些基因多態(tài)性可能會引起藥物及其RM在肝臟的蓄積，進(jìn)而通過直接細(xì)胞應(yīng)激和/或直接線粒體損傷等毒性機(jī)制(參見下文第5.1.1部分)引起肝細(xì)胞等靶細(xì)胞的損傷。藥物及其RM在肝細(xì)胞和體內(nèi)的蓄積還可能競爭性抑制膽紅素、膽汁酸和膽鹽等物質(zhì)的代謝和排泌，進(jìn)而引起繼發(fā)性或次級肝損傷和肝功能障礙。此外，不排除某些藥物和某些患者，藥物及其RM的蓄積也可能引起特異性免疫介導(dǎo)的肝損傷。

3.3 間接肝毒性 藥物的間接肝毒性是指繼發(fā)于藥物生物學(xué)效應(yīng)的肝毒性，不是藥物的固有肝毒性或特異質(zhì)肝毒性[18]。間接肝毒性可獨(dú)立出現(xiàn)，但由于繼發(fā)于藥物生物學(xué)作用的毒性效應(yīng)多不具有特定器官靶向性，因此可先后或同時(shí)伴有肝外其他組織器官的損傷[25]。

目前報(bào)告的藥物間接肝毒性大致有以下幾種：(1)PD1單抗、PDL1單抗、CTLA-4單抗等抗腫瘤免疫檢查點(diǎn)抑制劑(ICIs)的間接肝毒性，可能主要與ICIs應(yīng)用后廣泛的繼發(fā)性免疫激活相關(guān)[26-29]。(2)腫瘤壞死因子拮抗劑的間接肝毒性，可能主要與干擾體液和細(xì)胞免疫有關(guān)，尤其是原有自身免疫性疾病的患者[30-31]。(3)抗CD20單抗[18]。(4)蛋白激酶抑制劑[18]。(5)甲基潑尼松龍經(jīng)靜脈大劑量重復(fù)脈沖式(每次500～1000 mg/d，連續(xù)3 d)治療多發(fā)性硬化等自身免疫疾病后的間接肝毒性，并且再用藥后的肝損傷再激發(fā)率較高，可能與短期過度免疫抑制再撤藥后的免疫重建相關(guān)[32]。(6)某些其他抗腫瘤藥物的間接肝毒性[18]。(7)干擾物質(zhì)和能量代謝藥物的間接肝毒性，?？梢鹬靖?，例如可導(dǎo)致體質(zhì)量增加的藥物(如利培酮和氟哌啶醇)，能直接結(jié)合并抑制肝細(xì)胞和小腸細(xì)胞微粒體甘油三酯轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(MTP)、從而干擾脂代謝的藥物(如洛美他派)，能改變胰島素敏感性的藥物(如糖皮質(zhì)激素)[18]。上述7種情況中，以ICIs、腫瘤壞死因子拮抗劑和抗CD20單抗等引起的免疫相關(guān)間接肝毒性最受關(guān)注。

伴有HBV或HCV感染的惡性腫瘤、自身免疫性疾病患者，若接受化療、放療或免疫抑制治療，可能會引起HBV或HCV的再激活，從而引起病毒性肝炎復(fù)發(fā)或急性加重[33]，嚴(yán)重者可引起纖維淤膽性肝炎/免疫誘導(dǎo)性肝衰竭[34-35]。伴有HBV或HCV感染的人類免疫缺陷病毒(HIV)感染者，應(yīng)用高效抗逆轉(zhuǎn)率病毒治療(HAART)，可能會因免疫重建導(dǎo)致對HBV或HCV免疫增強(qiáng)而出現(xiàn)病毒性肝炎發(fā)作的情況；或HIV感染終末期、極度免疫抑制狀態(tài)下，出現(xiàn)HBV和HCV的高復(fù)制，引起所謂免疫抑制誘導(dǎo)的肝炎病毒相關(guān)肝衰竭[35]。這些情況下的肝損傷雖然也與腫瘤化療藥物、免疫抑制藥物或HARRT藥物的生物學(xué)效應(yīng)間接相關(guān)，但根源是原先存在HBV或HCV感染，屬于特殊人群的病毒性肝炎范疇，在不需停用化療或免疫抑制藥物的情況下，應(yīng)用口服抗HBV或抗HCV藥物即可有效控制HBV或HCV復(fù)制及肝損傷。此外，在應(yīng)用聚乙二醇干擾素治療慢性乙型肝炎的過程中，也可因HBV特異性免疫激活而出現(xiàn)肝酶升高。這些情況與嚴(yán)格意義上的藥物間接肝毒性不同。

4 DILI不同發(fā)病機(jī)制的內(nèi)在區(qū)別與關(guān)聯(lián)

DILI不同發(fā)病機(jī)制之間有著明確的差別[18]，主要體現(xiàn)在：(1)固有肝毒性的劑量依賴模式較為明顯，人體固有(直接)病理生理反應(yīng)相對強(qiáng)烈。(2)特異質(zhì)DILI主要是由特定的HLA限制性DPA特異性獲得性免疫應(yīng)答介導(dǎo)，和/或由于特定的藥物代謝通路異常所致。(3)間接肝毒性是繼發(fā)于藥物生物學(xué)活性特別是免疫學(xué)活性的一種毒性效應(yīng)；對于此類藥物而言，雖然不排除也具有潛在的固有肝毒性或特異質(zhì)性肝毒性，但間接性肝毒性顯然更為引人注目。

固有型肝毒性和免疫特異質(zhì)肝毒性的區(qū)別與聯(lián)系參見圖2[2]。首先，如圖2-A所示，藥物特別是其RM可與宿主蛋白共價(jià)結(jié)合，形成DPA，引起氧化應(yīng)激反應(yīng)，激活多種固有免疫和炎癥信號通路，誘發(fā)線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等細(xì)胞器應(yīng)激，干擾肝臟生物合成、轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)運(yùn)等多種功能。若這些固有損傷反應(yīng)呈高烈度，明顯超過患者體內(nèi)的還原性GSH等抗氧化系統(tǒng)及其他保護(hù)機(jī)制的制衡能力，則將導(dǎo)致肝細(xì)胞等靶細(xì)胞的壞死和凋亡等嚴(yán)重后果，發(fā)生固有型DILI。其次，如圖2-B所示，若上述固有病理生理性損傷反應(yīng)呈中烈度，且體內(nèi)能及時(shí)出現(xiàn)充分的抗氧化反應(yīng)、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)未折疊蛋白反應(yīng)以及線粒體生物合成等保護(hù)性反應(yīng)，則可避免發(fā)生嚴(yán)重肝損傷，不出現(xiàn)明顯的、或僅出現(xiàn)短暫輕度肝損傷，表現(xiàn)為對藥物固有肝毒性的適應(yīng)性。再者，如圖2-C所示，若上述固有病理生理反應(yīng)呈低烈度，則通常不引起明顯的、或僅伴有輕微的固有型肝損傷；但若DPA的抗原表位恰巧對應(yīng)于患者特定的HLA遺傳背景，則將啟動(dòng)HLA限制性DPA特異性獲得性免疫應(yīng)答，導(dǎo)致免疫特異質(zhì)型DILI。固有免疫系統(tǒng)等的激活可為這種免疫特異質(zhì)反應(yīng)提供共刺激信號。

固有肝毒性和特異質(zhì)肝毒性并不是截然分割的，某些藥物既可導(dǎo)致不同程度的固有肝毒性，也可引起特異質(zhì)肝毒性(如圖2中的A+a和B+b所示)。即便是典型的固有肝毒性藥物APAP，也不排除在特定環(huán)境條件下具有個(gè)體特異體質(zhì)相關(guān)性[8,36]。雖然多數(shù)患者在服用APAP達(dá)到或超過10～15 g/d時(shí)出現(xiàn)肝損傷，但某些患者(特別是飲酒者)即使服用不足4 g/d也可出現(xiàn)肝損傷；而另有部分患者則能耐受超大劑量APAP[36-37]。再如，雖然一般認(rèn)為特異質(zhì)肝毒性沒有明顯的劑量相關(guān)性，但絕大多數(shù)藥物在日劑量不足10 mg/d時(shí)極少發(fā)生特異質(zhì)DILI；而氟烷誘導(dǎo)的超敏性肝毒性往往在更高劑量時(shí)較易發(fā)生[36]。此外，異煙肼被認(rèn)為具有較低的固有肝毒性和較強(qiáng)的特異質(zhì)肝毒性[36]；胺碘酮和他汀類等藥物被認(rèn)為既具有固有肝毒性，又可引起特異質(zhì)肝毒性[2]。

圖2 固有型DILI和免疫特異質(zhì)型DILI發(fā)病機(jī)制的區(qū)別與聯(lián)系

不論是固有、特異質(zhì)還是間接肝毒性，最終均將導(dǎo)致肝細(xì)胞線粒體損傷和功能障礙，引起不同程度和范圍的靶細(xì)胞損傷和死亡(圖2、3)[2,36]。DILI最常受損的靶細(xì)胞是肝細(xì)胞和膽管上皮細(xì)胞，某些藥物或毒物(如含有吡咯雙烷生物堿的土三七等)則以肝竇和肝小靜脈等血管的內(nèi)皮細(xì)胞為主要靶細(xì)胞。根據(jù)2018年細(xì)胞死亡命名委員會指南[38]，細(xì)胞死亡形式包括內(nèi)源性細(xì)胞凋亡、外源性細(xì)胞凋亡、線粒體通透性轉(zhuǎn)換(mitochondrial permeability transition，MPT)驅(qū)動(dòng)的細(xì)胞壞死、壞死性凋亡、鐵死亡、細(xì)胞焦亡、PARP1依賴性細(xì)胞死亡、同類細(xì)胞相食性細(xì)胞死亡、NET驅(qū)動(dòng)的細(xì)胞死亡、溶酶體依賴性細(xì)胞死亡、自噬依賴性細(xì)胞死亡、免疫原性細(xì)胞死亡、細(xì)胞衰老和有絲分裂障礙等14種形式。此外還提出細(xì)胞內(nèi)堿化作用驅(qū)動(dòng)的凋亡和氧自由基誘導(dǎo)的半胱天冬酶非依賴性凋亡等細(xì)胞死亡形式[39]。DILI發(fā)病機(jī)制可能涉及其中多種細(xì)胞死亡形式，特別是細(xì)胞凋亡、MPT驅(qū)動(dòng)的細(xì)胞壞死、壞死性凋亡和細(xì)胞焦亡等。

總之，雖然不同類型肝毒性的發(fā)生機(jī)制差異顯著，但并非絕對的非此即彼、完全割裂的關(guān)系。固有型DILI和特異質(zhì)型DILI的發(fā)病機(jī)制，在引發(fā)肝毒性的通路上存在著多個(gè)環(huán)節(jié)的交結(jié)或內(nèi)在關(guān)聯(lián)(圖2、3)[2,36]。這種內(nèi)在的交結(jié)或關(guān)聯(lián)主要體現(xiàn)在四大方面：其一，肝損傷的啟動(dòng)在總體上均與藥物的固有理化特性(特別是親脂性)、日劑量(雖然差異明顯)及RM有不同程度的關(guān)聯(lián)；其二，均存在人體固有免疫及炎癥反應(yīng)，雖然其程度、范圍及時(shí)限等方面存在較大差別；其三，遺傳特異質(zhì)藥物代謝障礙引起藥物特別是RM在體內(nèi)蓄積后，后發(fā)毒性效應(yīng)可具有固有型肝毒性的相關(guān)特征；其四，線粒體損傷和MPT處于肝損傷發(fā)生的中心環(huán)節(jié)，不論何種肝毒性，只要達(dá)到一定強(qiáng)度，均將導(dǎo)致范圍和程度不等的靶細(xì)胞死亡。

5 DILI的發(fā)病機(jī)制進(jìn)程

固有型DILI和特異質(zhì)DILI的發(fā)病機(jī)制進(jìn)程可借助相關(guān)模型加以說明[21,36]。

5.1 藥物肝毒性的三步機(jī)制進(jìn)程模型

該模型由Russmann等[36]于2009年提出，將DILI的發(fā)生機(jī)制進(jìn)程大致分為上游事件(第一步)和下游事件(第二、三步)(圖3)，并展示了固有肝毒性(內(nèi)源性途徑)和免疫特異質(zhì)肝毒性(外源性途徑)之間的差別與關(guān)聯(lián)，提出MPT在各種DILI的發(fā)病機(jī)制中均處于中心地位，其損傷程度決定著肝細(xì)胞是發(fā)生凋亡還是壞死。三步模型特別有助于從整體上理解DILI的一般性發(fā)病機(jī)制進(jìn)程。但需注意，DILI發(fā)病機(jī)制過程復(fù)雜，很難通過一個(gè)工作模型加以完整反映，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：(1)某些藥物RM可跳過第一步，直接活化死亡受體或細(xì)胞防御系統(tǒng)等下游事件，例如N-乙酰-對-苯醌亞胺(NAPQI)可直接活化Keap1-Nrf細(xì)胞防御系統(tǒng)[40]；(2)未能體現(xiàn)損傷性反應(yīng)與保護(hù)性反應(yīng)(包括抗氧化反應(yīng)和肝組織的再生修復(fù)能力)之間的制衡性；(3)未能體現(xiàn)與藥物轉(zhuǎn)運(yùn)和轉(zhuǎn)化相關(guān)的遺傳代謝性特異質(zhì)肝毒性機(jī)制；(4)該模型是在2009年提出，未能反映近年來得到關(guān)注的間接肝毒性機(jī)制。

圖3 藥物肝毒性的三步機(jī)制進(jìn)程模型

5.1.1 第一步：藥物肝毒性的啟動(dòng)機(jī)制 DILI發(fā)病的啟動(dòng)機(jī)制包括藥物或RM引發(fā)的直接細(xì)胞應(yīng)激、直接線粒體損傷和/或特異性免疫反應(yīng)。一般情況下這些反應(yīng)由RM引起，而由原藥引起者相對較少。多數(shù)情況下這些反應(yīng)主要損傷肝細(xì)胞，其次是膽管上皮細(xì)胞(如氟氯西林)，有些藥物RM則主要靶向于肝內(nèi)血管內(nèi)皮細(xì)胞(如吡咯雙烷生物堿)。

Ⅰ相代謝酶CYP家族是介導(dǎo)產(chǎn)生RM最重要的代謝酶。Ⅱ相代謝酶也可介導(dǎo)產(chǎn)生RM，例如具有肝毒性的?；咸烟擒账?。藥物和RM可通過多種機(jī)制直接引起相關(guān)初始細(xì)胞應(yīng)激，例如耗盡GSH，與酶、脂質(zhì)、核酸和其他細(xì)胞結(jié)構(gòu)結(jié)合，抑制膽鹽輸出泵(BSEP，ABCB11基因)；而BSEP等的抑制又可導(dǎo)致其底物蓄積，進(jìn)而產(chǎn)生次級肝毒性。

某些藥物或RM可能在初始階段就能直接抑制肝細(xì)胞線粒體呼吸鏈，導(dǎo)致ATP減少、耗竭和增加ROS的產(chǎn)生，抑制β-氧化和引起肝細(xì)胞脂肪變性，損傷線粒體DNA和干擾其復(fù)制；或直接導(dǎo)致MPT，使得線粒體上的小孔開放。

藥物或RM與宿主蛋白共價(jià)結(jié)合形成的DPA可充當(dāng)新抗原，在具有特定HLA遺傳背景的患者誘導(dǎo)HLA限制性DPA特異性免疫應(yīng)答，包括細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞(CTL)的活化、細(xì)胞因子的產(chǎn)生、抗藥物半抗原抗體或抗宿主蛋白自身抗體(例如抗CYP抗體)的產(chǎn)生等。

5.1.2 第二步：MPT MPT可在第一步的初始階段就被某些藥物或RM直接引起，但多數(shù)情況是在第二步中通過強(qiáng)烈的細(xì)胞應(yīng)激(內(nèi)源性途徑)直接被啟動(dòng)，或通過死亡受體放大的通路(外源性途徑)間接被啟動(dòng)，后者常由較輕的細(xì)胞應(yīng)激和/或特異性免疫應(yīng)答引起。

在內(nèi)源性途徑中，強(qiáng)烈的細(xì)胞應(yīng)激可激活內(nèi)質(zhì)網(wǎng)通路、溶酶體透化或JNK激酶等；隨后激活Bcl-2家族的促凋亡蛋白(例如Bax、Bak、Bad)，并抑制抗凋亡蛋白(如Bcl-2和Bcl-xL)，從而導(dǎo)致MPT。

在外源性途徑中，初始輕度損傷可被輕度應(yīng)激引起的炎癥反應(yīng)所放大，而附加因素可調(diào)節(jié)人體的固有免疫系統(tǒng)，調(diào)控促炎細(xì)胞因子如IL-12和抑炎細(xì)胞因子如IL-4、IL-10、IL-13及單核細(xì)胞趨化蛋白-1之間的平衡。其后果之一是敏化的肝細(xì)胞對TNF、Fas配體(FasL)和IFNγ的致死性效應(yīng)十分敏感。若初始損傷事件是特異性免疫反應(yīng)，則HLA限制性抗原呈遞將激活肝臟Kuffer細(xì)胞和CTL釋放TNF及FasL。TNF和FasL與肝細(xì)胞內(nèi)的死亡受體結(jié)合，繼而激活TNF相關(guān)死亡域蛋白(TRADD)和Fas受體相關(guān)死亡域蛋白(FADD)，TNF/FasL、死亡受體和TRADD/FAD形成死亡誘導(dǎo)信號復(fù)合體，繼而激活啟動(dòng)酶Caspase-8。Caspase-8可直接活化效應(yīng)性Caspase-3/6/7，從而啟動(dòng)靶細(xì)胞凋亡；但這種直接信號通路對肝細(xì)胞而言往往太弱而難以啟動(dòng)凋亡，故需借助Bcl-2家族促凋亡蛋白(例如Bid)和神經(jīng)酰胺進(jìn)行信號放大。與內(nèi)源性通路相似，這將導(dǎo)致MPT；而MPT是內(nèi)源性通路和外源性通路所致DILI的共同環(huán)節(jié)，在DILI發(fā)病機(jī)制中起關(guān)鍵作用，進(jìn)一步介導(dǎo)靶細(xì)胞死亡[41]。參考自身免疫性肝病的“危險(xiǎn)信號假設(shè)”，單純半抗原很難獨(dú)自激發(fā)HLA限制性過敏性肝毒性；但在藥物或RM所致輕度細(xì)胞應(yīng)激，或同時(shí)存在其他炎性疾病的狀態(tài)下，伴隨釋放的損傷性細(xì)胞因子可提供 “危險(xiǎn)信號”，從而輔助激活特異性免疫反應(yīng)，引發(fā)免疫特異質(zhì)型肝損傷[42]。

5.1.3 第三步：肝臟靶細(xì)胞的死亡(凋亡或壞死) MPT可導(dǎo)致大量質(zhì)子流穿越線粒體內(nèi)膜，從而阻礙或終止線粒體ATP的合成。因此，MPT或其他能直接毀損線粒體的機(jī)制可引起線粒體ATP耗竭，導(dǎo)致線粒體基質(zhì)腫脹、外膜通透性增加和破裂，細(xì)胞色素C和其他促凋亡線粒體蛋白從膜間隙釋放至細(xì)胞質(zhì)。細(xì)胞色素C結(jié)合至胞質(zhì)支架(Apaf-1)和Caspase-9，形成凋亡體，從而活化Caspase-9；該耗能過程需要ATP的參與，因此僅在仍有部分線粒體保持完整并能合成ATP的情況下。活化的Caspase-9和其他可能的促凋亡線粒體蛋白激活效應(yīng)性Caspase-3，Caspase-3繼而切割特定的細(xì)胞蛋白并進(jìn)一步活化Caspase-6/7/2，最終導(dǎo)致程序性凋亡性細(xì)胞死亡。凋亡相當(dāng)于一種“安靜的”細(xì)胞死亡，凋亡片段隨之被巨噬細(xì)胞清除，該過程僅伴有輕微的炎癥，因而繼發(fā)性損害也很輕微。

若初始損傷強(qiáng)烈，以至于肝細(xì)胞的所有線粒體都迅速發(fā)生MPT，或有其他機(jī)制導(dǎo)致線粒體ATP迅速耗竭，從而阻止了凋亡的發(fā)生，這將導(dǎo)致靶細(xì)胞的壞死。缺乏ATP也可激活內(nèi)源性途徑導(dǎo)致靶細(xì)胞壞死。壞死的細(xì)胞可誘發(fā)炎癥反應(yīng)，細(xì)胞因子釋放，從而通過敏化周圍的肝細(xì)胞而放大初始損傷效應(yīng)。

細(xì)胞凋亡和壞死并非總是涇渭分明，兩者可以混合存在[36]。此外，DILI相關(guān)細(xì)胞死亡形式可能不止傳統(tǒng)的凋亡和壞死這兩種，因?yàn)榻陙戆l(fā)現(xiàn)的細(xì)胞死亡形式多達(dá)12～14種。

5.2 藥物肝毒性進(jìn)程的兩階段機(jī)制進(jìn)程模型 近20年來逐漸認(rèn)識到，在藥物或毒物導(dǎo)致肝損傷后，肝細(xì)胞和肝組織能否得到及時(shí)充分的再生修復(fù)，是決定肝損傷持續(xù)加重或恢復(fù)速度的關(guān)鍵因素之一[21-23]，并提出了兩階段模型來形象地解釋這種機(jī)制(圖4)[21]。第一階段是藥物或毒物及其代謝產(chǎn)物通過多種機(jī)制啟動(dòng)和施加肝損傷。第二階段是肝損傷發(fā)生后很快啟動(dòng)兩個(gè)相反方向的事件。其一是肝損傷的進(jìn)展和擴(kuò)大，其二是迅速刺激肝細(xì)胞分裂再生和肝組織修復(fù)。肝損傷雖有進(jìn)展，但若能及時(shí)啟動(dòng)充分的肝細(xì)胞分裂再生和組織修復(fù)，則肝損傷可以逆轉(zhuǎn)。若肝細(xì)胞分裂再生和組織修復(fù)被抑制或缺乏，例如超量藥物或毒物攻擊時(shí)，或原有肝臟基礎(chǔ)疾病導(dǎo)致肝細(xì)胞分裂再生和肝組織修復(fù)能力明顯減退，則肝損傷將不斷進(jìn)展和加重，直至導(dǎo)致死亡。

圖4 肝細(xì)胞再生和肝組織修復(fù)與DILI的進(jìn)展和消退(兩階段機(jī)制進(jìn)程模型)

在藥物或其RM誘導(dǎo)肝損傷的過程中，致炎細(xì)胞因子TNFα也可誘導(dǎo)NF-κB依賴性存活基因的表達(dá)[36]。NF-κB應(yīng)答基因能抑制JNK，促進(jìn)抗氧化基因表達(dá)上調(diào)。同樣地，氧化應(yīng)激也可誘導(dǎo)核因子E2相關(guān)因子2，促使針對細(xì)胞應(yīng)激的抗氧化基因表達(dá)上調(diào)[43]。在復(fù)雜的抗氧化系統(tǒng)中，起關(guān)鍵作用的是還原型谷胱甘肽(GSH)，不僅是各種ROS的重要清除劑，也是APAP毒性代謝產(chǎn)物NAPQI等的清除劑，因此GSH的前體成分N-乙酰半胱氨酸可用于治療APAP所致DILI。此外，高濃度GSH還可促進(jìn)NF-κB依賴性存活基因的表達(dá)，拮抗Fas誘導(dǎo)的凋亡等機(jī)制，從而對細(xì)胞產(chǎn)生保護(hù)作用[36]。線粒體GSH的濃度也是肝細(xì)胞再生和肝組織修復(fù)的重要調(diào)節(jié)因子[44]。

再生的肝細(xì)胞是來源于成年肝細(xì)胞、肝內(nèi)干細(xì)胞還是循環(huán)干細(xì)胞，目前仍存在爭論。肝細(xì)胞的再生來源和再生能力，可能受到機(jī)體及肝臟的基礎(chǔ)狀況、肝損傷的原因、肝損傷的程度、肝細(xì)胞的自主信號及內(nèi)分泌和旁分泌信號等多種因素的影響[45]。例如有研究[46]顯示，在小鼠正常肝臟的自穩(wěn)過程中，99%的新生肝細(xì)胞來源于成年肝細(xì)胞；而祖細(xì)胞在正常小鼠肝臟的自穩(wěn)及再生過程中幾乎不起重要作用。另有研究[47]顯示，正常大鼠或代償期肝硬化大鼠的肝細(xì)胞移植入正常受體肝臟后，能在正常微環(huán)境中立即存活并增殖；而失代償性肝硬化大鼠的肝細(xì)胞在正常受體肝臟的微環(huán)境中起初并不擴(kuò)增或產(chǎn)生白蛋白，但延遲2個(gè)月后其功能得以重建。

6 總結(jié)和展望

本文系統(tǒng)性闡述了DILI發(fā)病的風(fēng)險(xiǎn)因素，基于發(fā)病機(jī)制的肝毒性分類及其區(qū)別與關(guān)聯(lián)，不同類型肝毒性的一般性機(jī)制，從藥物初始刺激到產(chǎn)生肝損傷效應(yīng)的機(jī)制進(jìn)程。全面了解這些理論及研究進(jìn)展，是進(jìn)一步探討特定藥物具體肝毒性的基礎(chǔ)，有助于更好地警惕DILI風(fēng)險(xiǎn)，識別DILI相關(guān)生物標(biāo)志物[48]，對DILI進(jìn)行科學(xué)性與個(gè)體化相結(jié)合的診斷、治療和預(yù)防，也有助于更好地掌控新藥研發(fā)的安全性。

另一方面，DILI發(fā)病機(jī)制和臨床表型復(fù)雜多樣，諸多問題有待進(jìn)一步深入研究，諸如：(1)在真實(shí)臨床場景中，由于不同個(gè)體對藥物肝毒性反應(yīng)存在顯著差異，多數(shù)情況下很難準(zhǔn)確把握具體藥物的具體發(fā)病機(jī)制，因此需要長期的病例積累和系統(tǒng)研究。(2)由于影響因素和發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，很難通過實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ涂煽康貜?fù)制DILI表型和評估其發(fā)病機(jī)制，這對于藥物上市前的毒理機(jī)制研究是一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。(3)DILI慢性化和重癥化的機(jī)制。(4)DILI進(jìn)展與逆轉(zhuǎn)的關(guān)鍵“開關(guān)”或“切換”機(jī)制以及其中可能蘊(yùn)含的潛在防治靶點(diǎn)。(5)吡咯雙烷生物堿靶向于肝血竇和肝小靜脈并引起肝竇阻塞綜合征/肝小靜脈閉塞病的機(jī)制。(6)某些藥物對肝臟的致瘤或致癌機(jī)制。(7)結(jié)節(jié)性再生性增生、肉芽腫性藥物性肝炎等特殊DILI表型的發(fā)病機(jī)制也需加以關(guān)注。

利益沖突聲明：所有作者均不存在利益沖突。

作者貢獻(xiàn)聲明：于樂成負(fù)責(zé)構(gòu)建初步思路，查閱文獻(xiàn)，制圖和撰寫論文；陳成偉負(fù)責(zé)寫作思路優(yōu)化，論文修改和最后定稿。