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2014年美国DILI研讨会中的几个新亮点

2014-07-18

药物性肝损伤(DILI,Drug Induced Liver Injury)近年来正在成为国际肝病研究领域的新热点。美国定期举办的DILI研讨会至今已经有15年的历史,2014年3月1 9日~20日在美国华盛顿马里兰大学举办的第14届DILI研讨会,由美国食品药品管理局(FDA)/药物评价与研究中心(CDER)、关键路径研究所(C-Path)以及医药研究与制造商协会(PhRMA)共同主办,并得到美国国立卫生研究院(NIH)药物肝损研究网络(DILIN)和美国肝病研究学会(AASLD)专家的支持。现将本次会议中的几个亮点和热点内容向大家介绍如下。

遗传因素在DILI发生中的作用

英国纽卡斯堡大学遗传药理学的奠基人、药学教授Ann Daly博士认为,特殊的人类白细胞抗原(HLA)上的等位基因是不同人群对药物产生不同反应的关键因素。比如氟氯西林引起DILI的人群中, HLA-B*57:01的基因型达80%以上;而阿莫西林克拉维酸引起的DILI中,HLA-DRB1*15:01 and HLA-A*02:01的基因型也可达30%。然而,尽管这些DILI与HLA基因相关联的研究已经很清楚、可重复,但目前仍不能仅根据单一的基因型分析去预测DILI的发生,比如至今仍不能根据HLA基因型去预测异烟肼、非甾体类抗炎药或他汀类药物诱发DILI的风险。近来已有研究表明,通过外显子测序技术发现非HLA相关的PTPN22基因和STAT4基因与多种药物诱发的DILI相关。所以,联合基因组分析可能更有助于寻找DILI发生的遗传危险因素,但是非基因遗传的因素如年龄等也需多加关注。

免疫因素在DILI发生中的作用

过去,曾把DILI的发生机制分类为免疫特异性和代谢特异性。近年来,关于免疫相关机制的证据则越来越多,如HLA关联免疫、重复用药的快速发作、抗药物抗体、淋巴细胞转化实验阳性等。加拿大药物不良反应研究中心主席、多伦多大学药理学教授Jack Uetrecht在本次大会中认为,特异性的药物反应用特异性的免疫机制去解释是容易被接受的;相反,而由药物代谢差异所致DILI发生的事例则很难找出。代谢特异性DILI的主要病因常常举证异烟肼,主要是因为异烟肼所致DILI不通过免疫记忆介导,重复使用并不能引起快速发作。其实,已有证据表明即使是免疫特异性介导的DILI也可以不通过免疫记忆,而近有研究表明由异烟肼引发的重症DILI还是通过免疫记忆介导的。Uetrecht教授课题组的研究发现,异烟肼在小鼠、人和大鼠中的代谢是显著不同的,在小鼠和人群中异烟肼可以直接通过氧化应激反应损伤肝脏蛋白的共价键。在异烟肼导致肝衰竭患者中,发现有抗异烟肼调节蛋白抗体或P450抗体的产生;在异烟肼导致轻微DILI的患者中,有Th7细胞和产生IL-10的T细胞增加,从而推论异烟肼导致轻微DILI也是通过免疫介导的,只是因为增加的IL-10而导致了部分免疫耐受的形成,从而不发生快速应激。尽管HLA特异型基因也是许多DILI发生的主要危险因素,但是用相关药物却常常无法诱导出HLA特异型基因的DILI。机体免疫系统的反应,不仅通过HLA相关基因,而且也通过T细胞受体编码基因的随机组合,而这些基因表达常常会受到患者所暴露的免疫原的调节。组织学的研究提示,CD8+ T细胞是DILI的主要免疫细胞,以此为据,或许以后可以通过适度的免疫抑制去预防DILI相关的肝功能衰竭。

寻找诊断DILI的新标志

英国利物浦大学药理学教授Dan Antoine和美国FDA药物评价与研究中心副主任Mark Avigan博士认为,目前,无论是医生还是研究人员,运用联合血清生化标志诊断DILI的发生都是可行的。DILI诊断的常用生化指标主要是丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天冬氨酸氨基转移酶(AST)、碱性磷酸酶(ALP)和总胆红素(TBil)。但这些指标都是反映已经发生的肝损,而且在DILI的早期阶段也只有40%的患者出现异常。因此,寻找新的DILI生物标志,也是2014年DILI研讨会的重点议题之一。

近有研究发现,部分微小RNA可以作为DILI的生物标志,如miR-122、miR-192、miR-193、miR-802和miR-29c等。其中,miR-122在肝脏损伤中的特异性明显,在对乙酰氨基酚(APAP)所致的DILI中,其特异性和敏感性均高于ALT。线粒体作为肝细胞代谢及细胞活力的主要细胞器,其受损时DILI发生的主要原因之一;线粒体损伤标志物包括谷氨酸脱氢酶(GLDH)、线粒体DNA(mtDNA)及其降解片段,也是DILI发生的标志物。细胞凋亡标志角蛋白K18(Keratin-18(cc))和细胞坏死标志(Keratin-18(FL))也可作为DILI的不同阶段的生物标志。高迁移率族蛋白1(HMGB1)是一种重要的晚期炎症介质,可作为DILI的免疫损伤指标,对判断DILI的严重程度和预后有重要价值。

尽管发现了多个DILI的生物标志,但基本处于实验研究阶段,距进入临床运用尚需时日。同时由于药品的多样性和人体的差异性、复杂性,有关DILI生物标志物的研究仍然任重道远。

线粒体极化与DILI的关系

美国肝病研究学会(AASLD)主席、Hepatology主编、阿尔伯特爱因斯坦医学院荣誉教授、NIH高级科学家Irwin Arias教授,近年来关注于线粒体的运动、极化在肝细胞损伤中的意义。通常在感染、DILI、胆汁淤积和休克等情况下,可发生肝细胞的去极化,但因胆小管在HE染色时常不被显现,因而该去极化现象很少被关注。肝细胞去极化时,可引起胆汁酸转运体微管蛋白ABCB11的内向转运,从而导致胆汁酸介导的细胞器损伤,特别是线粒体的损伤。通过无糖饥饿培养肝细胞后再恢复营养的方法刺激肝细胞应激,可在体外产生去极化反应,随之发生ATP减少、脂滴形成、线粒体裂变和自噬(Autophagy)。在同时下调线粒体裂变蛋白和上调线粒体融合蛋白后,极化的线粒体很快复极。在这一过程中,通过快速降低脂滴、减少脂肪酸前体的beta氧化,增加了ATP的合成。而自噬的上调又导致了细胞器循环再利用的增加,加强了细胞的复极。仅在ATP水平上升5天之后,AMP激活蛋白激酶(AMP-activated protein kinase ,AMPK) 就随后激活了。这一结果提示,通过肝细胞内的线粒体融合、脂滴消耗、自噬发生和活化AMPK,ATP和极化前体的合成很快增加,随之再发生ATP水平的下降。这一出乎意外的细胞应激反应,说明在肝脏在感染、药物损伤和休克等情况下,通过线粒体的裂解、去极化可导致肝功能衰竭的发生,而这一方法也对深化研究DILI的机理提供新的工具。

冲动的行为习惯,与肝功能衰竭的发生相关

德州大学内科学教授、肝病中心主任William Lee的研究认为,冲动的行为习惯,与肝功能衰竭的发生相关。在过去30年中,美国和西欧发生急性肝功能衰竭的主要原因是对乙酰氨基酚(扑热息痛)的使用。这种高发地、严重地诱导肝衰的低度止痛药物,为何被宣传为安全的、可广泛运用的药物呢?故意过量服用的人群有多少?无意中被其毒性伤害的人群有多少?是否有些人群具有随意服药的行为习惯?急性肝衰竭研究组从1998年即开始收集相关人群的病例,发现有一半以上的服用对乙酰氨基酚导致的急性肝衰竭患者,都是随意服药而发生肝衰的,究其原因主要是为了止痛或其他因素,确实否认自杀;但其中多数人具有酗酒、吸毒等行为。对这类人群的忧郁指数和冲动指数进行检测,发现在过量服药致肝衰的人群中,无论故意组还是随意组,两组的冲动指数均较正常人群高,而随意服药组的分值更高。基因独特多态性(SNPs,Several unique polymorphisms )的分析也表明,随意服药组人群中异常的结果与行为冲动指数的增高密切相关。

IRF-3途径与肝细胞死亡在DILI和酒精性肝病中的意义

麻州大学医学院教授、肝病中心主任Dr. Gyongyi Szabo认为,由非折叠蛋白聚集所导致的内质网应激(ER stress)是肝脏疾病发生的重要因素,但内质网应激促成肝细胞死亡的机制,目前仍未阐明。干扰素基因刺激因子(STING,Stimulator of Interferon Genes)是内质网相关蛋白家族的成员,通过激活干扰素调节因子-3(IRF-3,Interferon Regulatory Factor-3)和I型干扰素而发挥抗病毒的免疫活性作用。他们运用酒精喂食或毒胡萝卜素诱导正常小鼠的肝脏内质网应激和肝细胞凋亡,随之产生了的激活和I型干扰素的应答,但在IRF-3基因剔除小鼠中,同样的措施则不能产生以上效应。进一步研究发现,IRF-3的磷酸化以及所诱导的肝细胞死亡,与炎症和库否氏细胞(KCs)的形成无关,甚至早于炎症的产生,但需要内质网相关蛋白STING的参与,之后才发生内质网应激。激活的IRF-3 与凋亡前蛋白caspase-8 和Bax密切相关,随之而启动线粒体凋亡的路径。而STING 剔除的小鼠在酒精刺激下则不见IRF-3的激活、肝细胞的死亡和肝纤维化的发生。这一新发现提示,内质网应激诱导了内部免疫途径所促成的肝细胞损失,刺激内质网相关蛋白STING可以磷酸化IRF-3而启动肝细胞的凋亡进程,封闭和阻断STING和IRF-3的活化可能成为治疗酒精和DILI的新思路。

肝脏脂肪变与DILI的关系和区别

此外,在本次会议上,全球病员安全组织消化与肝病安全委员会主席Arie Regev博士发现,在DILI发生的过程中,可以发生肝脏脂肪变或脂肪性炎症,称之为DIHS (drug-induced hepatic steatosis),并讨论了DIHS与NFALD的区别以及对新药能否批准的影响。

作者:杨长青 (同济大学附属同济医院 消化科,上海 200065)