抗結(jié)核藥致肝損傷發(fā)病機(jī)制及防治的最新研究進(jìn)展*

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(1.內(nèi)蒙古科技大學(xué)包頭醫(yī)學(xué)院2017級研究生,內(nèi)蒙古包頭 014010；2.包頭醫(yī)學(xué)院公共衛(wèi)生學(xué)院)

據(jù)2017年世界衛(wèi)生組織(WorldHealthOrganization,WHO)最新統(tǒng)計結(jié)果顯示，全球約1000萬人感染結(jié)核病，且中國位列前30[1]。目前我國抗結(jié)核是以藥物治療為主，效果雖好，但長期服用該類藥會出現(xiàn)許多不良反應(yīng)。其中以肝損傷較為常見，習(xí)慣上將抗結(jié)核藥物引起的肝損傷簡稱為抗結(jié)核藥物性肝損傷(AntutiberculosisDrug-inducedHepatic-injury，ADIH)。ADIH的發(fā)病機(jī)制復(fù)雜多樣，就目前研究來看，其具體機(jī)制可歸納為非免疫機(jī)制和免疫機(jī)制[2]。其中非免疫機(jī)制又可細(xì)分為細(xì)胞代謝過程紊亂、細(xì)胞基本結(jié)構(gòu)破壞、炎性因子參與、胞內(nèi)遺傳物質(zhì)相關(guān)等。

1 細(xì)胞代謝過程紊亂的ADIH

近來研究發(fā)現(xiàn)，抗結(jié)核藥可通過直接或間接毒性作用引起肝細(xì)胞代謝紊亂從而發(fā)生ADIH。例如，作為抗結(jié)核治療的一線藥如異煙肼(INH)，一般認(rèn)為其誘導(dǎo)肝臟細(xì)胞發(fā)生毒性損害主要是通過將INH經(jīng)乙?；八廪D(zhuǎn)化為乙酰肼(acetyl hydrazine,AcHz)，AcHz再經(jīng)氧化可生成與生物大分子共價結(jié)合的正離子和自由基，而誘導(dǎo)肝細(xì)胞發(fā)生凋亡[3]；當(dāng)然也有在研究人肝微粒體的孵育過程中發(fā)現(xiàn)可共價結(jié)合的INH的反應(yīng)性中間體是重氮氫氧化物而不是自由基或正離子[4]；Cheng J等人[5]還認(rèn)為INH的肝毒性也可因含氮基團(tuán)的代謝產(chǎn)生肝炎的活性代謝物所致。此外一項動物研究發(fā)現(xiàn)，INH還可經(jīng)酰胺酶代謝途徑直接轉(zhuǎn)化成為具有毒性的肼，從而引起肝細(xì)胞發(fā)生脂肪變及谷胱甘肽耗竭等肝細(xì)胞壞死性改變[6]。經(jīng)病理學(xué)檢查發(fā)現(xiàn)同為有殺菌性的抗結(jié)核藥利福平(RIF)，其所引起的ADIH，無論從斑點狀壞死還是彌漫性壞死，都或多或少存在膽汁淤積[7]。且有研究發(fā)現(xiàn)RIF可通過干擾膽汁酸和膽紅素的代謝來影響膽紅素排泄而引起體內(nèi)結(jié)合性高膽紅素血癥[8]。此外，RIF作為肝臟微粒體酶誘導(dǎo)劑，可通過為INH乙?；峁┮阴；?，進(jìn)而使INH在肝內(nèi)的代謝加快，增大INH的肝臟毒性效應(yīng)[9]。同樣研究發(fā)現(xiàn)INH與RIF聯(lián)用可造成血紅素的生成途徑紊亂，引起肝臟中肝毒素原卟啉IX的累積而導(dǎo)誘導(dǎo)ADIH的發(fā)生[10]。此外，服用吡嗪酰胺(PZA)會出現(xiàn)血中氨基轉(zhuǎn)移酶水平升高、肝腫大、低白蛋白等肝功能異?，F(xiàn)象。PZA的代謝產(chǎn)物5-羥基吡嗪酸和吡嗪酸可能是導(dǎo)致PZA誘導(dǎo)的肝毒性的主要毒性代謝物，但其發(fā)生的具體機(jī)制并不清楚[11]。且有報道稱PZA與其它抗結(jié)核藥合用時，會促進(jìn)其肝毒性的發(fā)生率和嚴(yán)重程度[12]。因此，抗結(jié)核藥可經(jīng)不同途徑造成肝代謝過程紊亂而引起ADIH的發(fā)生。

2 細(xì)胞基本結(jié)構(gòu)受損的ADIH

除了通過干擾肝細(xì)胞代謝過程之外，抗結(jié)核藥還可破壞肝細(xì)胞基本結(jié)構(gòu)而使機(jī)體發(fā)生ADIH。

線粒體作為ATP的重要載體，在肝臟的損傷及修復(fù)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。Ahadpour M等人研究發(fā)現(xiàn)INH除了因自身的活性代謝物共價結(jié)合肝臟線粒體而引起線粒體損傷外，還可通過調(diào)節(jié)線粒體膜電位和細(xì)胞色素C間的相互作用引起肝線粒體中毒，而使細(xì)胞的死亡信號通路被激活[13]。此外，在研究INH誘導(dǎo)的肝微泡脂肪變性的遺傳差異時發(fā)現(xiàn)，INH不僅可通過氧化應(yīng)激和脂質(zhì)輸出減少誘導(dǎo)的肝脂肪變性，還可使線粒體功能障礙相關(guān)的基因發(fā)生富集，從而抑制線粒體生物合成相關(guān)的酶活性導(dǎo)致ADIH發(fā)生[14]。提示抗結(jié)核藥可通過不同機(jī)制觸發(fā)線粒體功能紊亂而引起ADIH。

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)作為蛋白質(zhì)加工轉(zhuǎn)運(yùn)的主要場所，在維持細(xì)胞穩(wěn)態(tài)方面具有重要作用。當(dāng)某些因素干擾時，蛋白質(zhì)合成過程發(fā)生異常而出現(xiàn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)(endoplasmic reticulum stress，ERS)。輕微的ERS可作為細(xì)胞的一種自身保護(hù)性反應(yīng)，但當(dāng)ERS持續(xù)或加重時，則會出現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)脂肪堆積、炎癥、壞死等損傷[15]。ERS主要由3個轉(zhuǎn)導(dǎo)級聯(lián)信號介導(dǎo)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，其中涉及蛋白激酶RNA樣ER激酶(Protein Kinase R-like ER Kinase,PERK)，肌醇需要酶-1α(Inositol requiring enzyme 1α,IRE1α)和活化轉(zhuǎn)錄因子6α(Activating Transcription Facor 6α，ATF6)。這3種跨膜蛋白介導(dǎo)的ERS同樣存在于抗結(jié)核藥引起的急慢性肝損傷中，李金鳳等人[16]將人正常肝細(xì)胞株HL-7702進(jìn)行傳代培養(yǎng),對比正常組與INH組中GRP78的表達(dá)情況，結(jié)果顯示INH組中GRP78的表達(dá)較正常組上調(diào)，提示INH可通過引起ERS誘發(fā)ADIH；Zhang W等人同樣發(fā)現(xiàn)RIF可通過激活PERK-ATF4-CHOP通路引發(fā)ERS導(dǎo)致ADIH的發(fā)生[17]。Hong-li Guo等人的研究同樣證實上述結(jié)論[18]。

膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)體是外源性物質(zhì)攝取、藥物代謝產(chǎn)物及膽汁排泄等過程中重要的媒介。肝臟的膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)體分吸收型和外排型兩種，吸收型轉(zhuǎn)運(yùn)體由有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)多肽(OATPs)和鈉依賴牛磺膽酸共轉(zhuǎn)運(yùn)體(Ntcp)構(gòu)成，外排轉(zhuǎn)運(yùn)體則由多藥耐藥相關(guān)蛋白2(Mrp2)、膽汁酸鹽輸出泵(Bsep)和多藥耐藥基因MDR1/2/3及有機(jī)溶質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)體α/β(OSTα/β)構(gòu)成[19]。有研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)RIF與INH處理后Bsep的表達(dá)下調(diào)與對照組有差異，但是兩藥合用與單用間無明顯差異；不過，聯(lián)用則更能增強(qiáng)Ntcp的表達(dá)[20]。Zhou L等人[21]的研究同樣也表明兩藥聯(lián)用時Mrp2和Ntcp的表達(dá)均上調(diào)。而單用RIF時，其Ntcp表達(dá)卻無差異，只有Mrp2的表達(dá)上調(diào)，提示RIF誘導(dǎo)的ADIH可能與Ntcp無關(guān)[22]。雖然Mrp2表達(dá)不同的具體原因有待進(jìn)一步研究，但可推測Mrp2 的表達(dá)上調(diào)可能會消耗GSH,進(jìn)而導(dǎo)致ADIH的發(fā)生，而Mrp2的表達(dá)下調(diào)則可能會使膽酸鹽排出受阻，也會導(dǎo)致ADIH的發(fā)生。

3 炎性因子介導(dǎo)的ADIH

炎癥因子在ADIH的發(fā)病過程中的作用同樣不可忽視，研究發(fā)現(xiàn)NF-κB(nuclear factor，transcripton factor，NF-κB )作為介導(dǎo)細(xì)胞炎癥反應(yīng)的關(guān)鍵因子，同樣在ADIH中發(fā)揮作用。在聯(lián)用INH與RIF誘導(dǎo)的ADIH實驗中發(fā)現(xiàn)，模型組較對照組中的NF-κB活性明顯升高[23]。史哲等人用INH、RIF和PZA干預(yù)小鼠時發(fā)現(xiàn)，隨著給藥時間的增加，INH組中NF-κB通路會被持續(xù)激活，且NF-κB的mRNA和蛋白表達(dá)也呈漸增趨勢；而當(dāng)INH、RIF和PZA三藥聯(lián)合利用時，卻發(fā)現(xiàn)隨著給藥時間的增加的NF-κB的mRNA和蛋白表達(dá)在短暫的升高后開始下降[24]。由此推測NF-κB可能參與了抗結(jié)核藥物所致ADIH的某些過程。

另一種重要的炎性介質(zhì)-高遷移率族蛋白1(HMGB-1)在細(xì)胞核內(nèi)既可以作為DNA伴侶維持胞質(zhì)內(nèi)自噬，同時又可介導(dǎo)損傷相關(guān)分子模式在細(xì)胞外發(fā)揮作用，影響肝病的進(jìn)展。研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)細(xì)胞受有害刺激時，肝組織釋放HMGB-1并通過損傷相關(guān)分子模式，誘發(fā)細(xì)胞因子釋放和吸引白細(xì)胞，進(jìn)而觸發(fā)炎癥反應(yīng)，引起肝損傷[25]。免疫組化法檢測RIF誘導(dǎo)的ADIH模型組的小鼠肝細(xì)胞中HMGB-1的表達(dá)較對照組明顯增強(qiáng)，且其表達(dá)強(qiáng)度及分布與肝臟的病理損傷程度一致[26]。INH與RIF合用致大鼠ADIH的研究中發(fā)現(xiàn)：模型組中HMGB-1在14d以胞質(zhì)表達(dá)為主，28d則以胞核表達(dá)為主，可見HMGB-1與抗結(jié)核藥造成的肝損可能呈劑量依賴效應(yīng)[27]。因此，抗結(jié)核藥通過介導(dǎo) HMGB-1的表達(dá)參與ADIH的發(fā)生。

4 胞內(nèi)基因及核酸的改變

抗核藥物的代謝離不開藥物代謝酶的參與，因此代謝酶的基因多態(tài)性與ADIH發(fā)病的相關(guān)性同樣值得研究。據(jù)基因表達(dá)譜芯片對比發(fā)現(xiàn)，INH與RIF單用或合用時,大鼠肝臟中肝藥酶活性相關(guān)的基因發(fā)生明顯差異性表達(dá)[28]。藥物代謝酶分為I相代謝酶和II相代謝酶。I相代謝酶主要參與氧化還原及水解反應(yīng)使產(chǎn)物失活，其中CYP450酶屬于I相代謝酶系。有研究發(fā)現(xiàn)其某些基因的多態(tài)性與ADIH的發(fā)生有關(guān)[29，30]。II相代謝酶則主要是通過結(jié)合反應(yīng)，生成易溶于水且極性高的代謝產(chǎn)物使藥物失活。主要包括N-乙?；D(zhuǎn)移酶2(NAT2)、尿苷二磷酸葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶(UGT)、谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶(GST)。ADIH與NAT2慢乙?；蛐兔芮邢嚓P(guān)，具有慢乙?；蛐椭械腘AT2*5/*7可能更容易發(fā)生藥物性肝損害[31]；而GST的GSTA1，GSTM3，GSTM1均具有多態(tài)性且易缺失，從而會不同程度的影響GST的解毒能力[32]。有meta分析[33]指出GSTM1多態(tài)性與整個人群ADIH風(fēng)險增加有關(guān)，尤其是東亞人群,這可能是由于GSTM1的無效突變而使GST活性下降，而增加機(jī)體ADIH的易感性[34]。此外，李賀等人[35]綜合國內(nèi)外研究也發(fā)現(xiàn)種族與地區(qū)的GST 基因多態(tài)性與ADIH相關(guān)性存在較大區(qū)別。但某些研究卻并未得出類似結(jié)論[36，37]，不過也有研究發(fā)現(xiàn)，同時具有GSTMl缺失基因型和NAT2慢乙?；蛐偷幕颊吒菀装l(fā)生ADIH,這提示在藥物代謝酶的基因多態(tài)性的研究中可以采用組合的基因型方法進(jìn)行分析[38]。

除了代謝酶的基因多態(tài)性對ADIH發(fā)生有影響外，微小RNA(miRNA)作為體內(nèi)調(diào)控基因表達(dá)的無編碼功能的內(nèi)源性小RNA，在ADIH中同樣發(fā)揮作用。在利用miRNAs芯片檢測抗結(jié)核初治患者療效的研究中發(fā)現(xiàn)有9個miRNA表達(dá)上調(diào)，3個miRNA表達(dá)下調(diào)，提示在ADIH中存在miRNA的差異性表達(dá)[39]。Takahashi K等人通過尋找可受RIF調(diào)控的靶mRNA時發(fā)現(xiàn)，有16對mRNA/miRNA的表達(dá)與RIF劑量呈負(fù)相關(guān)[40]。Song L等人在INH誘導(dǎo)的ADIH小鼠模型中發(fā)現(xiàn)存在miRNA-122低表達(dá)及miRNA-155高表達(dá)的現(xiàn)象，且miRNA-122的表達(dá)變化水平與肝組織病理學(xué)變化相關(guān)[41]。此外，李玉紅研究也發(fā)現(xiàn)ADIH小鼠的miRNA -192、miRNA-125b1、miRNA-106b也會出現(xiàn)異常低表達(dá)，且表達(dá)的時間早于ALT、AST[42]。謝平等人在發(fā)現(xiàn)ADIH患者血漿中miRNA‐3620表達(dá)水平有變化后，分析了miRNA‐3620與ADIH相關(guān)指標(biāo)間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)miRNA可為ADIH提供較高的診斷價值[43]。Shi Q等則從動物和臨床綜合研究后發(fā)現(xiàn)，miRNA相比傳統(tǒng)的ADIH生物標(biāo)記物而言，在穩(wěn)定性方面更具優(yōu)勢，因此miRNA可以作為診斷和監(jiān)測相應(yīng)特異組織損傷的分子生物學(xué)標(biāo)志物[44]。這某種程度上提示抗結(jié)核藥可通過介導(dǎo)miRNA的差異性表達(dá)參與ADIH的發(fā)生。

5 免疫介導(dǎo)的ADIH

有學(xué)者認(rèn)為抗結(jié)核藥不僅可作為半抗原形成免疫復(fù)合物引發(fā)II、III、IV型變態(tài)反應(yīng)，還可通過體內(nèi)組胺的蓄積引發(fā)I型變態(tài)反應(yīng)而致ADIH。Metushi IG在INH誘導(dǎo)的肝衰竭的患者體內(nèi)測到抗CYP的抗體(如：抗CYP2E1、抗CYP3A4、抗CYP2C9等),而在正常組血清中卻并未檢測到，這表明INH可通過誘導(dǎo)免疫應(yīng)答而引起ADIH[45]。也有報道稱在ADIH的患者中檢測到INH特異性CD4+T細(xì)胞的存在，這可能是由于INH與免疫細(xì)胞發(fā)生相互作用，通過半抗原機(jī)制激活了T細(xì)胞，引起了免疫反應(yīng)[46,47]；此外，免疫反應(yīng)過程中會產(chǎn)生的各種細(xì)胞因子，進(jìn)而作用于相應(yīng)的靶細(xì)胞。Mak A等人研究[48]發(fā)現(xiàn)隨著ADIH的自愈，在肝病理中可見免疫激活的現(xiàn)象，且體內(nèi)NK細(xì)胞數(shù)也明顯增加。而且在INH誘導(dǎo)的最初的2 - 3周內(nèi)會導(dǎo)致亞臨床肝損傷，隨后在愈合階段會伴隨著IL-10的增加[49]。同時，肝細(xì)胞可被炎癥反應(yīng)所誘發(fā)的氧化應(yīng)激產(chǎn)生的的強(qiáng)氧化產(chǎn)物殺傷，該類物質(zhì)可攻擊生物膜中的不飽和脂肪酸，消耗體內(nèi)抗氧化物質(zhì)，進(jìn)而破壞體內(nèi)的氧化與抗氧化的動態(tài)平衡[50,51]，或通過干預(yù)細(xì)胞凋亡與抗凋亡平衡體系及激活凋亡相關(guān)信號通路而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的發(fā)生[52]。因此，這類肝損害的發(fā)生與用藥劑量無密切關(guān)系，小劑量異煙肼、利福平、吡嗪酰胺引起肝損傷就屬這型，它們引起免疫性肝損傷，可能激活了肝細(xì)胞中的特異性免疫性信號通路，最后導(dǎo)致免疫反應(yīng)和組織損傷[53-55]。

6 損傷機(jī)制新進(jìn)展

在ADIH的發(fā)生中除上述發(fā)病機(jī)制參與外，還有許多其他的機(jī)制陸續(xù)被提出。其中甲基化及腸道菌群失調(diào)的作用機(jī)理日漸完善。Shen L等人在用低劑量INH誘導(dǎo)肝細(xì)胞損傷時發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)氨酶水平雖未見相應(yīng)上升，但其基因組和某些元件卻出現(xiàn)了低甲基化。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)在急性肝炎期，細(xì)胞色素p450 2E1的啟動子區(qū)被甲基化，進(jìn)而導(dǎo)致其自身表達(dá)受抑制，引起藥物代謝紊亂而造成肝損傷[56]。同樣Li Y等[57]研究發(fā)現(xiàn)病例組中CYP1A1和GSTP1基因啟動子區(qū)CpG島甲基化分布與對照組存在差異，且甲基化水平會在處理后3天明顯高于對照組，推測基因啟動子區(qū)高甲基化可能是ADIH發(fā)生的危險因素。此外，有研究發(fā)現(xiàn)DNA甲基化也可通過調(diào)節(jié)miRNA基因的表達(dá)，而影響其靶基因的表達(dá)并參與INH誘導(dǎo)ADIH的過程[58]。因此，可以嘗試通過去甲基化藥物治療，使基因組表觀遺傳改變，最終達(dá)到防治ADIH的目的。關(guān)于腸道菌群失調(diào)與ADIH發(fā)生間的關(guān)系，在對79名急性慢性肝功能衰竭患者的腸道菌群的組成及變化進(jìn)行分析時發(fā)現(xiàn)，腸道生態(tài)失調(diào)對肝衰的死亡具有預(yù)測意義[59]。且在ADIH模型組大鼠的糞便中發(fā)現(xiàn)雙歧桿菌和乳酸桿菌數(shù)量減少，而大腸桿菌和糞腸球菌數(shù)量反而增加。當(dāng)用益生菌干預(yù)后可有效的干預(yù)腸道微生態(tài)，從而一定程度的延緩ADIH的進(jìn)展，且隨干預(yù)時間及補(bǔ)充劑量的增加，效果更為明顯[60]。這說明腸道微生態(tài)失衡可通過影響肝腸軸也參與ADIH的發(fā)生。

總之，抗結(jié)核藥所致肝損害發(fā)生機(jī)制相當(dāng)復(fù)雜，無論何種機(jī)制，最終對肝細(xì)胞造成兩種結(jié)果：(1)干擾肝細(xì)胞內(nèi)代謝過程，導(dǎo)致肝內(nèi)膽汁淤積，肝細(xì)胞脂肪變性和壞死；(2)通過破壞肝細(xì)胞基本結(jié)構(gòu)，或通過免疫反應(yīng)導(dǎo)致肝細(xì)胞壞死，通過活性代謝產(chǎn)物如(自由基、藥物及肝細(xì)胞毒代謝物)導(dǎo)致分子病變。