細(xì)胞因子在藥物性肝損傷中的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用價值

張 雨， 邵玥明， 秦婷婷， 殷 鑫， 溫曉玉

吉林大學(xué)第一醫(yī)院 肝膽胰內(nèi)科， 長春 130021

藥物性肝損傷(DILI)是一種起病隱匿的藥物不良反應(yīng)，隨著中草藥、保健品、處方或非處方藥物(特別是非甾體類抗炎藥、抗結(jié)核藥物、抗腫瘤藥物)、膳食補(bǔ)充劑等頻繁、廣泛地應(yīng)用，DILI發(fā)病率呈上升趨勢。流行病學(xué)資料顯示，法國、冰島基于人口研究估計DILI的年發(fā)生率分別約為13.9/10萬[1]、19.1/10萬[2]；我國的一項回顧性研究[3]通過分析25 927例DILI患者，估計一般人口的年發(fā)病率約為23.8/10萬，但此分析僅包括住院患者，因此真實(shí)發(fā)病率可能更高。至今發(fā)現(xiàn)近1100余種藥物與肝損傷相關(guān)，其中大部分停用致病藥物后臨床癥狀及生物學(xué)指標(biāo)可完全恢復(fù)，但仍有一些患者發(fā)展為慢性肝損傷、肝衰竭甚至死亡。美國藥物性肝損傷協(xié)作網(wǎng)絡(luò)的研究[4]顯示，在899例DILI患者中，17%的患者有慢性肝損傷，10%的患者死亡或接受肝移植。大部分DILI臨床表現(xiàn)與其他肝病相似，目前主要根據(jù)病史和AST、ALT、ALP、TBil等間接證據(jù)并排除其他病因所致肝損傷，再通過因果關(guān)系進(jìn)行鑒別診斷。而常用于評估DILI的生物學(xué)指標(biāo)在診斷中缺乏特異性，因此DILI的早期識別及診斷存在諸多困難，尋找靈敏度及特異度較高的生物學(xué)標(biāo)志物，逐漸成為國內(nèi)外學(xué)者探究的熱點(diǎn)。

細(xì)胞因子是參與先天性和適應(yīng)性免疫反應(yīng)的細(xì)胞及一些非免疫細(xì)胞產(chǎn)生的小分子蛋白質(zhì)，具有調(diào)節(jié)免疫和傳遞細(xì)胞間信號等功能，在臨床診斷、預(yù)防及治療等方面具有重要作用。炎癥反應(yīng)及免疫應(yīng)答與DILI相關(guān)[5]。細(xì)胞因子參與的炎癥誘導(dǎo)及免疫反應(yīng)是DILI發(fā)生發(fā)展的重要機(jī)制之一，細(xì)胞因子在DILI中具有關(guān)鍵作用。細(xì)胞因子可分為TNF、IL、趨化因子、IFN、集落刺激因子、生長因子、TGF等，本文就上述不同分類細(xì)胞因子在DILI中的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用價值進(jìn)行綜述，以期為DILI早期診斷及判斷預(yù)后提供有價值的參考信息。

1 細(xì)胞因子參與DILI的發(fā)生、發(fā)展

DILI的發(fā)病機(jī)制尚不完全清楚。目前DILI的發(fā)生主要涉及代謝酶系或轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白功能異常、線粒體功能障礙、氧化應(yīng)激誘導(dǎo)、免疫反應(yīng)等多種復(fù)雜機(jī)制[6]。正常情況下，物質(zhì)在肝臟內(nèi)的代謝過程包括第一相反應(yīng)(氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)及水解反應(yīng))和第二相反應(yīng)(結(jié)合反應(yīng))。由于基因多態(tài)性及不同個體的耐受性和敏感性差異等原因，一些藥物在代謝過程中轉(zhuǎn)化成的有毒物質(zhì)或藥物本身對肝臟進(jìn)行直接損傷或經(jīng)轉(zhuǎn)化后形成半抗原性物質(zhì)引起免疫性的肝損傷。在感染、炎癥及免疫紊亂時，肝臟耐受性及再生和修復(fù)能力受損，先天性及適應(yīng)性免疫反應(yīng)被激活，進(jìn)而影響細(xì)胞因子等免疫信號，加重或減輕肝損傷[5]。細(xì)胞因子參與炎癥反應(yīng)或機(jī)體免疫介導(dǎo)的肝臟損傷。Goto等[7]基于動物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)肝毒素能增強(qiáng)脂多糖誘導(dǎo)的炎性因子IL-1β的釋放，抑制脂多糖誘導(dǎo)的炎性因子IL-6、IL-10，提示在脂多糖刺激下，一些特定細(xì)胞因子水平受DILI相關(guān)藥物的影響，促炎和抗炎細(xì)胞因子失衡在先天性免疫介導(dǎo)的DILI中具有重要作用。由此可見，細(xì)胞因子參與了DILI的過程，不同細(xì)胞因子具有不同作用。了解細(xì)胞因子在DILI發(fā)生發(fā)展中的作用有助于進(jìn)一步闡明DILI的機(jī)制。

1.1 腫瘤壞死因子α(TNFα) TNFα是一種主要由單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子，具有抗腫瘤、抗感染、調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)及誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)的作用。研究[8]報道，TNFα是使某些藥物誘導(dǎo)肝毒性的主要致敏細(xì)胞因子。目前已知的TNFα在DILI中發(fā)揮作用的信號通路包括c-jun-N末端激酶[8]、Yes相關(guān)蛋白[9]等。研究認(rèn)為過高的TNFα參與DILI的致病過程。張蕾等[10]發(fā)現(xiàn)，對乙酰氨基酚(paracetamol, APAP)誘導(dǎo)的急性DILI大鼠模型中，血清TNFα、ALT、AST、ALP較空白對照組明顯增高，阻斷TNFα后生化指標(biāo)顯著下降。朱勝楠等[11]構(gòu)建的雷公藤甲素誘導(dǎo)DILI大鼠模型中，大鼠肝組織中TNFα蛋白表達(dá)水平較空白對照組明顯升高。上述動物模型均說明TNFα參與DILI的發(fā)生、發(fā)展，且發(fā)揮損傷作用。但TNFα在APAP誘導(dǎo)肝毒性中的作用存在爭議。在最近的一項實(shí)驗(yàn)[9]中，APAP給藥后，TNFα敲除大鼠及TNF受體1敲除大鼠較野生型大鼠生化指標(biāo)顯著上升，組織損傷加重，生存率顯著降低，提示TNFα發(fā)揮保護(hù)作用?？赡苡捎赥NFα多態(tài)性等原因，導(dǎo)致TNFα在APAP所致肝損傷中具有加重或減輕肝損害的作用，需要進(jìn)一步研究證實(shí)。另有一項臨床研究[12]報道，抗結(jié)核藥物所致DILI患者血清TNFα明顯高于前期肺結(jié)核患者，重度肝損傷組TNFα表達(dá)量高于輕度肝損傷組，說明TNFα與肝損傷程度呈正相關(guān)。由此可見，TNFα在DILI中具有關(guān)鍵作用，TNFα的高表達(dá)可反映DILI的嚴(yán)重程度和預(yù)后，但其在不同藥物誘導(dǎo)肝損傷中的作用及機(jī)制仍需要在更多的研究中進(jìn)一步驗(yàn)證。

1.2 白細(xì)胞介素(IL)

1.2.1 白細(xì)胞介素-17(IL-17) IL-17是主要由輔助性T淋巴細(xì)胞(Th)17 分泌的致炎細(xì)胞因子，通過介導(dǎo)中性粒細(xì)胞進(jìn)入炎癥部位而介導(dǎo)炎癥反應(yīng)[13]。IL-17表達(dá)增高可引起機(jī)體炎癥反應(yīng)及自身免疫的紊亂。IL-17參與多種肝臟疾病的發(fā)生、發(fā)展[14]。近年來的動物模型闡述了IL-17在DILI中的作用。在雙氯芬酸誘導(dǎo)的急性肝損傷小鼠模型中血漿IL-17表達(dá)水平顯著增高，給予小鼠IL-17抗體可減輕肝損傷[15]；給予氟氯西林誘導(dǎo)的DILI小鼠重組IL-17后肝臟損害加重[16]。上述報道提示IL-17在DILI中具有關(guān)鍵作用，且是加重肝損傷的因素。Lee等[13]探究IL-17在APAP誘導(dǎo)小鼠肝損傷中的作用時發(fā)現(xiàn)，APAP處理后，IL-17敲除小鼠較IL-17野生型小鼠血清ALT水平顯著降低，肝壞死面積及肝臟中性粒細(xì)胞浸潤明顯減少，提示IL-17可能在APAP誘導(dǎo)的肝毒性中起致病作用。該研究進(jìn)一步說明了IL-17通過募集炎癥細(xì)胞而發(fā)揮損傷作用，這種損傷作用可能與細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶信號通路相關(guān)[13]。由此可見，IL-17參與了多種藥物誘導(dǎo)DILI的發(fā)生，且促進(jìn)肝損傷惡化，阻斷IL-17可能成為DILI潛在的治療靶點(diǎn)，為DILI治療提供了新思路。

1.2.2 白細(xì)胞介素-10(IL-10) IL-10 是由巨噬細(xì)胞等免疫細(xì)胞分泌的保護(hù)性細(xì)胞因子，具有抑制T淋巴細(xì)胞、單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等介導(dǎo)的免疫應(yīng)答、抑制多種促炎細(xì)胞因子的合成從而減輕肝臟損傷的作用。研究[17]表明，IL-10參與多種免疫介導(dǎo)的肝臟疾病，包括DILI。Feng等[18]實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，氟烷處理的IL-10敲除小鼠的ALT水平、中性粒細(xì)胞浸潤及IL-8表達(dá)均增加，外源性給予IL-10可保護(hù)肝臟免受損傷，提示IL-10缺乏增加了氟烷誘導(dǎo)DILI的敏感性，IL-10作為保護(hù)性細(xì)胞因子參與DILI過程。因此，IL-10參與DILI的發(fā)生發(fā)展，作為一種保護(hù)性細(xì)胞因子，減輕肝臟損傷。IL-10可在DILI治療中發(fā)揮一定作用。

1.2.3 白細(xì)胞介素-22(IL-22) IL-22屬于IL-10細(xì)胞因子家族，主要由激活的Th(主要為Th22)、自然殺傷細(xì)胞、初始免疫細(xì)胞等多種細(xì)胞分泌，通過與IL-22R1及IL-22R2兩個亞基組成的跨膜受體復(fù)合物發(fā)揮作用[19]。與大多數(shù)細(xì)胞因子不同的是，IL-22不直接影響免疫細(xì)胞功能，皮膚、肝臟、腎臟等組織細(xì)胞為其靶細(xì)胞，通過啟動下游酪氨酸蛋白激酶-信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子信號通路(主要是信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3)發(fā)揮作用[19]。IL-22在肝臟疾病中的作用存在爭議，其在疾病的不同程度、不同階段可能具有不同作用機(jī)制及作用，既能造成肝臟損傷又能發(fā)揮保護(hù)作用[20]。就目前的研究顯示，在DILI中，IL-22主要發(fā)揮保護(hù)性作用。在Scheiermann等[21]的實(shí)驗(yàn)中，預(yù)防性注射IL-22可顯著改善APAP誘導(dǎo)小鼠肝損傷的ALT及組織病理損傷，且肝細(xì)胞增殖標(biāo)志物Ki-67表達(dá)顯著，提示IL-22通過促進(jìn)肝細(xì)胞增殖介導(dǎo)肝臟保護(hù)功能并具有治療DILI的潛力。2015年Lai等[22]的研究中，DILI患者Th22及相關(guān)細(xì)胞因子水平顯著升高，肝內(nèi)IL-22水平顯著增高且與肝損傷嚴(yán)重程度存在顯著相關(guān)性，在第4周時，恢復(fù)組DILI患者血漿IL-22水平較慢性DILI組在發(fā)病時呈上升趨勢，肝內(nèi)IL-22升高與肝細(xì)胞增殖標(biāo)志物增殖細(xì)胞核抗原(PCNA)呈正相關(guān)，說明Th22及其相關(guān)細(xì)胞因子在DILI中發(fā)揮保護(hù)作用。由此可見，IL-22作為保護(hù)性因子參與DILI的過程，檢測血漿中IL-22的變化可能對判斷DILI的預(yù)后有所幫助。此外，由于IL-22直接作用于肝細(xì)胞而不直接調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞，這可能使通過IL-22治療的某些相關(guān)疾病具有較少的免疫相關(guān)副作用，IL-22具有較高的治療潛力。

1.3 趨化因子 γ干擾素誘導(dǎo)蛋白-10(IP-10)是CXC家族的炎性趨化因子，由IFNγ誘導(dǎo)刺激單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、成纖維細(xì)胞及內(nèi)皮細(xì)胞等細(xì)胞產(chǎn)生，與CXCR3受體特異性結(jié)合發(fā)揮作用。先前的研究[23]認(rèn)為IP-10在半抗原誘導(dǎo)DILI中發(fā)揮保護(hù)作用。最近的臨床研究提示IP-10可用于DILI相關(guān)預(yù)測。任姍等[24]通過檢測DILI患者血清IP-10及其基因多態(tài)性發(fā)現(xiàn)，DILI伴自身免疫現(xiàn)象組(AI-DILI組)血清基線IP-10水平、CC基因型頻率、攜帶C等位基因頻率較非AI-DILI組明顯增高，隨著DILI治療進(jìn)程，所有患者IP-10水平下降，AI-DILI組更顯著，CC基因型聯(lián)合基線IP-10≥527.03 pg/ml可預(yù)測AI-DILI的發(fā)生，陽性預(yù)測值為92.84%，這說明IP-10與DILI特別是伴有免疫現(xiàn)象的DILI相關(guān)，IP-10聯(lián)合基因型可預(yù)測伴有自身免疫現(xiàn)象DILI的發(fā)生，有助于DILI的鑒別診斷。此外，Xie等[25]研究結(jié)果顯示，IP-10在不同程度肝損傷組表達(dá)水平不同，提示其在預(yù)測DILI嚴(yán)重程度方面具有一定應(yīng)用價值。因此，IP-10可用來預(yù)測DILI的發(fā)生或評估預(yù)后。但由于其在DILI中的作用機(jī)制研究較少，尚不能明確IP-10在不同藥物誘導(dǎo)DILI中的作用是否具有普遍意義，這需要更多的研究進(jìn)行探索。

1.4 其他細(xì)胞因子 還有一些細(xì)胞因子如IL-6、IL-18、成纖維細(xì)胞生長因子1(FGF-1)等在DILI中具有重要作用。研究[26]表明，IL-6敲除小鼠較野生型小鼠對APAP誘導(dǎo)肝毒性更敏感，提示IL-6在APAP誘導(dǎo)DILI中發(fā)揮保護(hù)作用。近年來的研究認(rèn)為IL-18在APAP誘導(dǎo)肝損傷中具有重要作用。Bachmann等[27]的實(shí)驗(yàn)中，通過IL-18結(jié)合蛋白(IL-18的天然拮抗劑)阻斷小鼠IL-18的生物活性，改善了APAP誘導(dǎo)的急性肝損傷，IL-18結(jié)合蛋白重組小鼠中加入IL-22進(jìn)一步降低了血清ALT活性，這說明IL-18在APAP誘導(dǎo)小鼠急性肝損傷中具有重要致病作用，IL-18的靶向治療可能有助于改善DILI的預(yù)后。張謝等[28]通過APAP誘導(dǎo)肝損傷小鼠模型闡述了FGF-1的作用及途徑。與正常對照組比較，APAP組生化及組織學(xué)改變更為嚴(yán)重，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激及自噬相關(guān)信號通路蛋白表達(dá)顯著，APAP+FGF-1組損傷程度較APAP組減輕，相關(guān)信號通路表達(dá)降低，提示FGF-1在APAP誘導(dǎo)DILI中通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激及自噬信號通路發(fā)揮保護(hù)作用。除此之外，IL-1β、IFNγ、血小板衍生生長因子bb(PDGF-bb)及趨化因子中調(diào)節(jié)激活正常T淋巴細(xì)胞表達(dá)和分泌因子(RANTES)、巨噬細(xì)胞炎性蛋白(MIP)2、MIP-1β等均與DILI具有相關(guān)性。由于細(xì)胞因子間通過單獨(dú)、協(xié)同或拮抗發(fā)揮作用，構(gòu)成了復(fù)雜的相互作用網(wǎng)絡(luò)，抗炎因子和促炎因子的失衡導(dǎo)致DILI的發(fā)生，使不同細(xì)胞因子在不同DILI中可能直接或間接發(fā)揮保護(hù)或損傷作用。

2 細(xì)胞因子可預(yù)測DILI的嚴(yán)重程度、評估預(yù)后

已在動物模型和臨床研究中證實(shí)相關(guān)細(xì)胞因子可能通過c-jun-N末端激酶[8]、Yes相關(guān)蛋白[9]、細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶[13]、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3[19]、Toll樣受體4[16]等相關(guān)信號通路在某種藥物誘導(dǎo)DILI特別是免疫介導(dǎo)的DILI中起著關(guān)鍵作用，細(xì)胞因子是否可作為DILI的新型標(biāo)志物，即是否可以診斷已經(jīng)發(fā)生的損傷類型、早期預(yù)測DILI的發(fā)生和評估預(yù)后，成為近期研究的熱點(diǎn)。顏玉靜等[29]研究顯示，大黃素甲醚(何首烏重要單體成分)給藥組大鼠IL-6及TNFα在給藥第2天即升高，而此時ALT、AST等未提示肝損傷，說明細(xì)胞因子比傳統(tǒng)血清生化指標(biāo)可能具有更高的靈敏度。Li等[30]應(yīng)用APAP建立了小鼠急性肝損傷模型和肝衰竭模型，兩組小鼠血漿ALT及AST在3個時間點(diǎn)(3、6、12 h)均升高，血清中IL-6、IL-10和TNFα水平都發(fā)生了顯著變化，但肝衰竭組在任何時間點(diǎn)的ALT/AST水平均不高于肝損傷組，而肝衰竭組較肝損傷組的IL-10、IL-6和TNFα水平在6和12 h時均升高，提示血清ALT和AST水平不是反映肝損傷嚴(yán)重程度的良好生物標(biāo)志物，而某些細(xì)胞因子水平是反映肝損傷嚴(yán)重程度的重要指標(biāo)。在一項臨床研究[31]中發(fā)現(xiàn)，發(fā)生抗結(jié)核藥物所致DILI時與抗結(jié)核治療前比較，患者血清中IL-4濃度明顯降低，TNFα濃度明顯升高，提示這兩種細(xì)胞因子在抗結(jié)核藥物所致肝臟損害的發(fā)展中具有重要作用，可預(yù)測抗結(jié)核藥物所致DILI的發(fā)生?；诩?xì)胞因子在DILI中的損傷或保護(hù)作用，現(xiàn)已有一些研究通過檢測細(xì)胞因子水平的動態(tài)變化探究某種藥物或成分的肝損傷作用[29]或評估某些藥物對肝臟的改善作用[11]。由于細(xì)胞因子敏感性較強(qiáng)，通過檢測可在早期提示肝損傷發(fā)生，以便于臨床醫(yī)生盡早實(shí)施干預(yù)，有助于臨床用藥安全及DILI患者早期診治。綜上所述，細(xì)胞因子水平的變化可作為臨床上判斷DILI發(fā)生及嚴(yán)重程度的指標(biāo)且優(yōu)于傳統(tǒng)生化指標(biāo)，是理想的DILI生物標(biāo)志物。

如前所述，單個或幾種細(xì)胞因子在DILI中的改變已有較多研究，2013年Steuerwald等[32]的研究發(fā)現(xiàn)在DILI患者中存在血清免疫譜的改變，DILI患者血清中細(xì)胞因子譜的變化與DILI嚴(yán)重程度相關(guān)，可用于評估預(yù)后。他們通過測定78例DILI患者與40例健康對照者27種血清免疫復(fù)合物發(fā)現(xiàn)，DILI組與健康組存在19種免疫復(fù)合物差異表達(dá)，并建立了一個包括4種低表達(dá)免疫復(fù)合物(IL-9、IL-17、PDGF-bb、RANTES)和白蛋白的模型用于預(yù)測DILI發(fā)病6個月內(nèi)死亡情況，預(yù)測的總準(zhǔn)確率為96%，提示這四種免疫復(fù)合物及白蛋白的低值可預(yù)測早期死亡。在此研究基礎(chǔ)上，Bonkovsky等[33]在更大的受試者隊列中進(jìn)一步研究，但盡管進(jìn)行了大量的亞組分析和比較，沒有發(fā)現(xiàn)可辨別急性肝損傷病因的免疫分析物，在DILI中也沒觀察到免疫分析物與致病藥物的相關(guān)性；作者建立了一個包含血清白蛋白<2.8 g/dl和RANTES<11 349 pg/ml(所有樣本的中值)的模型，其在預(yù)測127例DILI患者6個月死亡(或早期死亡/肝移植)方面有83%(或81%)的準(zhǔn)確性，提示免疫分析物模式不能辨別病因，但可預(yù)測DILI預(yù)后。Xie等[25]通過對比重度和非重度特異質(zhì)型DILI患者血清中代謝物及細(xì)胞因子水平發(fā)現(xiàn)，31種代謝物和5種細(xì)胞因子與DILI的嚴(yán)重程度有關(guān)，重度組PDGF-bb、IP-10、IL-1Rα、MIP-1β、TNFα水平明顯低于非重度組，納入代謝物和細(xì)胞因子的模型顯示，重度DILI和非重度DILI之間存在明顯的差異，提示這些生物標(biāo)志物有可能判斷DILI嚴(yán)重程度。檢測細(xì)胞因子水平變化可能作為一種無創(chuàng)評估方式在DILI嚴(yán)重程度及預(yù)后的分析中具有重要價值。然而，可能由于性別、年齡等差異，不同細(xì)胞因子之間復(fù)雜的相互作用、細(xì)胞因子在不同藥物誘導(dǎo)肝損傷中的機(jī)制不同等原因，目前的研究尚未能提供在DILI患者中獨(dú)特、明確的細(xì)胞因子譜，未來需要更多的研究及在更大的受試隊列中加以探索。

3 小結(jié)及展望

DILI的診斷仍存在較多難點(diǎn)，若可早期預(yù)測或診斷DILI的發(fā)生，則有助于臨床預(yù)防及診治。細(xì)胞因子具有非侵入性、易于檢測、可反映肝損傷生物學(xué)過程等特征，是DILI理想的潛在新型標(biāo)志物，具有廣闊的應(yīng)用前景。一些特定DILI模型及相關(guān)DILI患者血清細(xì)胞因子研究展示了細(xì)胞因子在DILI中的關(guān)鍵作用及潛在價值，促炎和抗炎細(xì)胞因子之間的平衡可能決定了肝損傷的嚴(yán)重程度，細(xì)胞因子變化可作為評估DILI嚴(yán)重程度的指標(biāo)。但DILI發(fā)生、發(fā)展機(jī)制復(fù)雜，DILI的機(jī)制及細(xì)胞因子在DILI中的作用尚未完全明確，細(xì)胞因子在不同藥物導(dǎo)致的肝損傷中是否具有普遍意義，仍需進(jìn)一步研究。

作者貢獻(xiàn)聲明：張雨、溫曉玉負(fù)責(zé)擬定寫作思路；張雨、邵玥明、秦婷婷、殷鑫負(fù)責(zé)檢索文獻(xiàn)，資料分析；張雨負(fù)責(zé)撰寫文章；溫曉玉負(fù)責(zé)修改文章并最終定稿。