宋培放 潘秋莎 楊凌

摘要 生物標志物是源于機體器官、組織、細胞、亞細胞器中的標志性和（或）功能性分子，可以標記器官、組織、細胞及亞細胞結(jié)構(gòu)或功能的改變。藥物性肝損傷（DILI）一般會臨床表型幾乎涉及所有急慢性肝臟疾病，其發(fā)生發(fā)展過程的動態(tài)監(jiān)控一直是基礎和應用藥理學研究領域面臨的巨大挑戰(zhàn)。除了傳統(tǒng)的ALT，ASP，AST等指標外，目前許多新型生物分子作為生物標志物被報道，組學技術的發(fā)展也為DILI檢測提供了更多的生物標志物分子，本文綜述了導致肝損傷的藥物類型，并對肝損傷的生物標志物進行綜述，為DILI的研究提供選擇和指導。

關鍵詞 生物標志物;藥物性肝損傷;急慢性肝病;藥物分類;組學

Biomarkers of Drug-induced Liver Injury

SONG Peifang，PAN Qiusha，YANG Ling

（Shanghai University of Traditional Chinese Medicine，Shanghai 201203，China）

Abstract Biomarkers are markers or/and functional molecules derived from organs，tissues，cells，and subcellular organelles，which can mark changes in the structure or function of organs，tissues，cells，and subcellular organs.Drug-induced liver injury（DILI）generally involves clinical phenotypes of almost all acute and chronic liver diseases，and dynamic monitoring of its occurrence and development has always been a huge challenge in the field of basic and applied pharmacology.In addition to the traditional ALT，ASP，AST and other indicators，many new biomolecules have been reported as biomarkers.The development of omics technology also provides more biomarker molecules for DILI detection.This paper reviews the drug types that cause liver damage and biomarkers of liver injury，to provide selection and guidance for DILI research.

Keywords Biomarker; Drug-induced liver injury（DILI）; Acute and chronic liver disease; Drug classification; Omics

中圖分類號：R285文獻標識碼：Adoi：10.3969/j.issn.1673-7202.2020.23.004

目前臨床肝損傷檢測主要包括：1）血液生化指標，包括轉(zhuǎn)氨酶、堿性磷酸酶、膽紅素、乳酸脫氫酶、白蛋白等;2）肝組織局部影像學（如有無肝靜脈損傷、膽管阻塞、肝包膜撕裂等）及組織病理學檢查等[1]。這些診斷手段在藥物性和非DILI檢測上基本一致，因此，借助上述客觀指標難以區(qū)分DILI和非DILI。更為重要的是，目前臨床常用標志物既沒有考慮肝毒性藥物在類型和作用機制上的差異，也沒有考慮個體特征，僅從毒性結(jié)局上進行評價[2]。

理想的DILI診斷血清生物標志物需滿足以下要求：1）特異性，即該標志物可特異性的反映肝臟的受損機制和程度而非其他臟器的損傷，如肝組織中分布的高豐度蛋白或代謝物等;2）敏感性，即能夠敏感的反應正常人群和肝損傷患者間的差異;3）因果關系明確，即該標志物水平的異常與肝損傷的發(fā)生發(fā)展及惡性程度有明確的因果關系[3]。4）可早期診斷，即能夠在肝損傷發(fā)生發(fā)展的早期就能反映出患者已出現(xiàn)肝損傷的跡象或有病情惡化的傾向[4]。

1 肝臟功能及分區(qū)

肝臟是人體最大的內(nèi)部器官，是藥物和環(huán)境化學物質(zhì)代謝和排毒的主要器官。此外，它還調(diào)節(jié)多種功能，如葡萄糖合成和儲存、紅細胞分解、血漿蛋白合成、激素生成和膽汁形成[5-7]。從解剖學上講，肝臟位于膈下，胃的前面，這個位置有助于維持體內(nèi)代謝的動態(tài)平衡。人肝由4個葉組成，每葉在微觀水平上都由許多肝小葉組成。經(jīng)典的肝小葉是以中心靜脈（CV）為中心的六邊形形狀的單元[8]。在每個功能單元中，血液從門靜脈（PV）和肝動脈（HA）進入小葉，然后向下流過肝細胞。肝小葉分為3個區(qū)域：1）門靜脈最接近進入的血液供應（1區(qū)），并具有最高的氧氣張力;2）小葉緊靠中央靜脈氧合最差（3區(qū)）;3）中區(qū)位于中間（2區(qū)）[9]。

在對SD和Long-Evans大鼠的細胞色素P450a肝小葉分布的研究中，通過免疫組織化學對肝小葉中的P450a染色，發(fā)現(xiàn)P450a主要分布在成熟的雄性的肝小葉中部和門靜脈區(qū)[10];在成熟雌性和不成熟雄性和雌性主要定位于肝小葉肝細胞。酪氨酸轉(zhuǎn)氨酶均勻分布在肝小葉中。在同一項研究中，谷丙轉(zhuǎn)氨酶在門靜脈肝細胞中比肝小葉肝細胞高五倍[11-12]。在另一項研究中，肝小葉和門靜脈肝細胞中均觀察到NADPH-細胞色素c還原酶，谷胱甘肽還原酶，細胞色素P450酶，UDP-葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶，7-乙氧基香豆素鄰脫乙基酶和7-乙氧基間苯二酚鄰去乙基酶，在肝小葉肝細胞中還發(fā)現(xiàn)了谷胱甘肽和胞質(zhì)谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶[13]。

2 肝損傷藥物分類簡介

DILI是藥物和機體相互作用產(chǎn)生的結(jié)果，因此DILI的發(fā)生發(fā)展主要涉及藥物自身和機體屬性兩大類因素[14]。藥物自身屬性包括藥物的理化性質(zhì)、ADME屬性和效應屬性，這些屬性不僅決定了藥物的化學穩(wěn)定性及代謝穩(wěn)定性、其對肝臟細胞的細胞毒、以及其對特定藥物代謝酶或轉(zhuǎn)運體的抑制/調(diào)控作用，其結(jié)構(gòu)特征還覺得了其是否有可能被機體代謝酶代謝激活并產(chǎn)生高反應活性代謝中間體，進而引發(fā)直接毒性、免疫原性或致敏性。機體因素則包括該個體是否存在代謝功能低下（如有潛在的肝臟疾?。?、某些代謝酶表達/功能異常、機體對特定藥物的敏感性、能量載體（如NADPH）的耗竭程度、肝臟代謝功能及其儲備狀態(tài)、免疫致敏狀態(tài)等。臨床上可引起肝損傷的藥物種類繁多、結(jié)構(gòu)類型和致毒機制也十分復雜。依據(jù)藥物作用靶點及作用類型的不同，現(xiàn)行的肝毒性藥物主要分為以下5大類。

2.1 肝細胞毒類 該類藥物可直接對肝細胞產(chǎn)生毒性，其主要通過作用于細胞骨架/亞細胞器（如線粒體、溶酶體等）/細胞生理過程（如細胞代謝及細胞分裂等），進而影響細胞的存活、增殖或細胞功能進而引發(fā)肝細胞死亡。由于肝臟以肝實質(zhì)細胞為主，因此，直接對肝細胞產(chǎn)生毒性的藥物一般被認為是直接阻斷實質(zhì)性肝細胞功能的藥物。典型的肝細胞毒藥物有抗病毒類、抗腫瘤類、抗生素類等阻斷DNA復制和RNA轉(zhuǎn)錄的藥物、抑制糖脂代謝（如他汀類藥物）、以及可直接攻擊亞細胞器導致亞細胞器損傷的藥物（如哌克昔林、胺碘酮等）[15]。在所有已知的肝毒性藥物中，該類藥物占比接近25%。值得注意的是，該類藥物引發(fā)的肝臟損傷基本上都是劑量依賴性的，與動物模型水平的毒性篩檢也比較相符。

2.2 代謝擾動型 該類藥物通過干擾或影響肝臟中藥物代謝酶的表達/功能導致機體代謝清除內(nèi)源性毒物的能力下降或生成毒性代謝物的能力增強，進而引發(fā)毒物蓄積導致肝毒性[16]。代謝酶（包括藥物等外源性和膽紅素等內(nèi)源性代謝酶）的高度富集是肝臟特征的最明顯表現(xiàn)，這是肝臟組織與其他組織器官最大的不同。此時，藥物扮演的角色通常是酶抑制劑/激活劑或誘導劑，常常引發(fā)藥-藥相互作用[17]。例如，UGT1A1是機體負責代謝內(nèi)源性毒物膽紅素的唯一代謝酶，人體每天會產(chǎn)生250～350 mg的膽紅素，這些膽紅素需先被UGT1A1轉(zhuǎn)化成其葡萄糖醛酸化產(chǎn)物（又稱間接膽紅素），之后方可被膽管上皮細胞上的轉(zhuǎn)運體識別進而通過膽汁排泄。UGT1A1表達/功能的異常偏低可導致膽紅素代謝障礙進而引發(fā)高膽紅素血癥（俗稱黃疸）;持續(xù)性的膽紅素代謝障礙可引發(fā)膽紅素腦病及肝功能異常等癥狀，嚴重者會致死。目前已發(fā)現(xiàn)多種藥物（如抗腫瘤藥物?？颂婺帷⑷鸶穹悄?、尼羅替尼及索拉菲尼等、HIV治療藥物阿扎那韋等、抗真菌藥酮康唑、帕金森癥治療藥物托卡朋等）及中草藥化學成分（甘草查爾酮、銀杏雙黃酮及補骨脂二氫黃酮等）可通過強效抑制UGT1A1進而影響膽紅素的代謝清除，同時還可引發(fā)高膽紅素血癥及肝功能異常等癥狀[18-20]。

2.3 膽汁淤積型 膽汁淤積型肝損傷是一類重要的DILI。臨床流行病學研究表明，近半數(shù)的DILI是由于肝臟排泄到膽汁中的藥物或其代謝產(chǎn)物引起的膽汁淤積而引發(fā)的，其中藥物通過抑制肝細胞轉(zhuǎn)運體（如膽汁外排泵BSEP、多藥耐藥相關蛋白MRP2等）的表達/功能是導致膽汁分泌和排泄障礙的一個重要原因。例如，研究表明環(huán)孢素可降低外排轉(zhuǎn)運蛋白MRP2的表達，而MRP2介導的膽汁外泌是膽汁形成的重要過程和關鍵限速步驟，因此會降低不依賴膽鹽的膽汁流量，尤其當與雷帕霉素共服時，會顯著加重膽汁淤積性肝損傷，這類藥物也屬于藥藥相互作用類別[21]。已報道的引起膽汁淤積性肝損傷的藥物有抗腫瘤藥物（氟尿嘧啶、順鉑、環(huán)磷酰胺、甲氨蝶呤）[21-22]，抗結(jié)核藥（異煙肼、乙胺、利福平）[23-24]，抗生素（環(huán)丙沙星、紅霉素、頭孢菌素、阿奇霉素）[25]，非甾體抗炎藥，心血管系統(tǒng)用藥（吲哚美辛、布洛芬、阿司匹林）[26-27]，心血管系統(tǒng)用藥（卡托普利、復方降壓片、脂必妥），抗甲亢藥（甲狀腺片、丙基硫氧嘧啶）和抗精神病藥（卡馬西平、苯妥英鈉）[28]等。臨床上，膽汁淤積型肝損傷是DILI的一個重要表現(xiàn)形式，且多數(shù)為急性發(fā)病。該類藥物引發(fā)的膽汁淤積性肝損傷基本上都是劑量依賴性的。

2.4 代謝激活型 該類藥物可被肝臟中的藥物代謝酶轉(zhuǎn)化成具有反應活性的代謝中間體。其中對乙酰氨基酚（APAP）是通過代謝激活產(chǎn)生肝毒性的一個典型案例，其致毒機制研究的也最為透徹。在正常治療劑量下，APAP在藥物代謝酶的作用下產(chǎn)生40%的磺酸化產(chǎn)物和20%～40%葡萄醛酸化代謝產(chǎn)物，GSH加合物低于15%。然而在高劑量下，APAP被CYP2E1、1A2、2D6和3A4代謝生成CRM-NAPOI。伴隨著大量活性代謝中間體的生成，肝細胞中還原型GSH被大量耗竭、NAPQI進攻生物大分子，最終導致肝細胞壞死。目前已發(fā)現(xiàn)含有芳族胺、硝基芳烴、呋喃環(huán)、甲酰胺等官能團的藥物或天然產(chǎn)物極易被CYP酶催化生成反應性活性中間體。此外，具有兒茶酚結(jié)構(gòu)的藥物、蒽醌類藥物、苯巴比妥類及磺胺類等藥物均可通過代謝激活生成高反應性活性中間體?；钚源x活性中間體通常極不穩(wěn)定，其易于與細胞內(nèi)蛋白、DNA等大分子發(fā)生共價結(jié)合，形成相應的藥物-蛋白加合物/藥物-DNA加合物。而部分的加合物的形成可激活機體免疫反應或干擾機體免疫平衡，從而引起肝毒性和致癌性。代謝激活過程通常伴隨著細胞內(nèi)活性氧水平上升、還原型GSH水平急劇下降、藥物-蛋白加合物或藥物-DNA加合物水平上升等現(xiàn)象，這些指標均可作為藥物發(fā)生代謝激活的證據(jù)[29]。例如，中藥千里光中的吡咯里西啶生物堿（PAs）可被CYP450酶代謝激活后形成高反應活性中間體，其可與體內(nèi)大分子加合形成PA-蛋白加合物。近期我們參與的研究發(fā)現(xiàn)PA-蛋白加合物在PAs誘導肝損傷患者血漿中的含量較健康受試者血液中會顯著升高，提示該結(jié)合物可作為DILI的特性標志物[30-31]。值得注意的是，該類藥物引發(fā)的肝損傷效應并不是劑量依賴性的。此外，如果生成的親電活性代謝產(chǎn)物直接和代謝酶發(fā)生共價結(jié)合，就會引發(fā)對藥物代謝酶的基于機制的抑制，從而可能誘發(fā)嚴重的臨床藥物-藥物相互作用。

2.5 免疫介導型 藥物可根據(jù)是否有免疫因素參與或參與程度概略性分成“變態(tài)反應型”和“非變態(tài)反應型”。在“變態(tài)反應型”中，藥物可通過2種途徑對肝臟產(chǎn)生損害，非特異性免疫和特異性（適應性、獲得性）免疫。變態(tài)反應涉及到的都是“特異性（適應性、獲得性）免疫”系統(tǒng)的參與。近年來，國內(nèi)外大量研究表明免疫應答和自身免疫在多種藥物引發(fā)的急性肝損傷和特異質(zhì)肝損傷中均發(fā)揮了關鍵作用[20]。例如，對乙酰氨基酚的活性代謝產(chǎn)物（NAPQI）引起的肝細胞損傷是開始沒有免疫因素參加的，但會激活肝臟免疫系統(tǒng)，從而刺激炎性反應細胞的肝滲透，產(chǎn)生一系列炎性反應遞質(zhì)，包括細胞因子、化學因子、活性氧和含氮化物等，進一步加劇肝損傷的進程[32-33]。其結(jié)局是先前如果患者有用藥經(jīng)歷。如已產(chǎn)生了特異性免疫，而重復給藥就可能變成二次打擊，變態(tài)反應會在其中發(fā)揮巨大作用。變態(tài)反應參與DILI的臨床特征包括：1）皮疹、發(fā)熱和嗜酸細胞增多同時發(fā)生;2）均有一定的潛伏期或均重復接受了相同的誘導藥物;3）再次接受誘導藥物時很快就出現(xiàn)肝毒性癥狀;4）存在藥物相關的特異性抗體?？梢鹕鲜龇磻乃幬锇朔?、替尼酸、雙肼酞嗪、雙氯芬酸、苯妥英、酰胺咪嗪等[34]。藥物引發(fā)的特異性免疫反應主要是基于半抗原假說，即（通常是藥物的活性代謝物）能起半抗原的作用，與內(nèi)源性蛋白共價結(jié)合產(chǎn)生具有免疫原性的藥物-蛋白復合物，這些復合物能誘導抗體的產(chǎn)生或細胞毒性T細胞反應。例如，替尼酸、氟烷、雙肼酞嗪及雙氯芬酸引起肝損傷后可檢測到識別上述藥物修飾的肝臟蛋白的特異性抗體[35]。

總的來說，臨床上可引發(fā)肝損傷的藥物不僅種類繁多、其臨床表型和作用機制通常也十分復雜。DILI原則基本如下：1）所有藥物均可引起急性肝損傷;2）大多數(shù)形式的DILI導致急性肝炎，并增加轉(zhuǎn)氨酶;3）有些藥物主要引起膽汁淤積性肝損傷;4）有些藥物會引起脂肪改變，或纖維化和肝硬化;5）一種藥物可能導致多種損傷模式;6）大多數(shù)藥物反應都是特殊的;7）診斷屬于排除性診斷;8）停藥并不總是能帶來改善。

3 肝損傷生物標志物

目前生物標志物按照其分布和功能主要有5種類型。見表1。臨床DILI診斷最常用的血清生物標志物包括總膽紅素、直接膽紅素、谷丙及谷草轉(zhuǎn)氨酶（ALT&AST）、堿性磷酸酶（ALP）[36]。國際上對3種急性DILI的診療依據(jù)如下：1）肝細胞性損傷：ALT>2倍正常值上限，或R≥5（R=ALT/ALP）;2）膽汁淤積型肝損傷：ALP>2倍正常值上限，或R≤2;3）混合性肝損傷：ALT與ALP均>2倍正常值上限，或2

液中的ALT就會急劇升高，由于ALT分布較廣，因此使用血液中ALT升高說明肝臟的損傷需要配合其他指標;AST存在于組織細胞，心肌細胞含量最高，肝臟次之，血清中含量極少，在細胞內(nèi)，AST主要分布于線粒體中[40]，當肝臟受到損傷，血液中AST含量上升時，一般提示肝臟細胞線粒體功能受到破壞;ALP主要存在于成骨細胞以及肝細胞血竇側(cè)和膽小管膜上，此外腎近側(cè)曲管刷狀緣和小腸黏膜的微絨毛也有分布[41]，在發(fā)生膽道阻塞或膽汁淤積時，肝細胞大量產(chǎn)生ALP，經(jīng)淋巴道和肝竇反流進入血液，引起血液ALP的升高，因此，臨床上ALP被用于膽汁淤積型肝炎檢測，但由于骨中同樣存在大量的ALP，因此在發(fā)生骨骼疾病時此酶也會大量上升，誤導疾病診斷。

UDP-葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶（UGT）在全身廣泛表達，肝臟的酶表達水平最高，許多UGT亞型顯示組織依賴的表達模式[42]，如UGT1A8和UGT1A10主要在腸道表達[43]，UGT2B17在前列腺中有最高表達水平[44]，而UGT1A1主要在肝臟表達[45]。在細胞內(nèi)，UGTs是跨膜蛋白，主要存在于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)[42]。UGT1A1在肝臟中主要代謝膽紅素等內(nèi)源性物質(zhì)，以及SN-38等外源藥物的代謝失活[46]。當肝臟細胞結(jié)構(gòu)被破壞時，UGT1A1等跨膜蛋白脫落到血液中，活性下降或喪失，肝臟內(nèi)殘留的UGT1A1含量下降，其導致肝臟UGT葡萄糖醛酸化物質(zhì)代謝水平下降，臨床上可通過檢測葡萄糖醛酸化代謝產(chǎn)物的下降來對UGT1A1進行檢測，同時來反應肝臟細胞破壞的程度。

分解衰老細胞產(chǎn)生膽紅素是肝臟代謝功能之一，正常情況下，膽紅素經(jīng)膽道由糞便排出體外，當膽道受到損傷或肝臟功能下降時，膽紅素會發(fā)生累積，因此臨床上經(jīng)常檢測膽紅素指標判斷膽管是否堵塞，觀察是否出現(xiàn)肝病跡象，如肝炎或肝損傷，以及膽囊炎的發(fā)生[47]，但是，膽紅素在攝入含咖啡因的食物時會發(fā)生下降，這可能是臨床檢測時必須要注意的。

除了與葡萄糖醛酸結(jié)合的膽紅素外，體內(nèi)還存在一種非結(jié)合的膽紅素，又稱間接膽紅素。正常情況下，紅細胞死亡后，血紅蛋白轉(zhuǎn)變成間接膽紅素，間接膽紅素從血液通過轉(zhuǎn)運體進入肝臟，在肝臟內(nèi)經(jīng)UGT1A1的代謝變成直接膽紅素，然后經(jīng)膽道由糞便排出體外。部分藥物可抑制或下調(diào)肝細胞膜轉(zhuǎn)運體OATP2及多藥耐藥相關蛋白MRP2，或直接造成肝細胞損傷，從而導致間接膽紅素代謝及排泄失調(diào)，因此，間接膽紅素也可被用來反應肝臟的功能下降[48]。

4 新型肝損傷生物標志物

4.1 羧酸酯酶1 羧酸酯酶（CES）是絲氨酸水解酶超家族中的重要成員之一，位于多種組織內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，是重要的I相代謝酶[49-52]。在人體內(nèi)，羧酸酯酶已被鑒定出5種亞型，各亞型具有組織特異性分布特征，其中羧酸酯酶1（CES1）可作為多種藥物引發(fā)肝損傷的早期診斷標志物，具有如下優(yōu)勢：1）特異性高：CES1在肝組織中特異性高分布[53]。見圖1。該酶在其他組織和血液中的分布極低，CES1在肝細胞受損后可泄露到血液中導致血液CES1水平異常升高;2）因果關系明確：我們通過研究發(fā)現(xiàn)不同類型（包括肝細胞毒類、代謝激活型和免疫介導型）的肝損傷藥物均可導致CES1的異常泄露，且呈現(xiàn)明顯的劑量依賴性[54-55]。3）敏感性高，可作為肝細胞損傷的早期診斷標志物：CES1主要分布在肝細胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上[56]，其碳端的信號肽與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相連但其并不是跨膜蛋白，當藥物作用肝細胞產(chǎn)生細胞應激時，CES1可迅速從肝細胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上脫落并隨之進入循環(huán)系統(tǒng)，也即在肝細胞尚未破裂前CES1就已經(jīng)釋放到血中了。因此，CES1血中的異常水平往往要早于ALT/AST/ALP等傳統(tǒng)指標。

4.2 其他DILI新型生物標志物 現(xiàn)在處于研究中的還有微小RNA（miR）、細胞壞死凋亡指標、線粒體損傷指標等可作為肝損傷標志物[57-59]。據(jù)報道，這些標志物比傳統(tǒng)血清生化指標更敏感。如miR-122可作為肝特異性得指標，其特異性和敏感性明顯高于ALT[60]。線粒體受損的標志物包括谷氨酸脫氫酶（GLDH）、線粒體DNA（mtDNA）以及降解的DNA片段等也可作為標志物[61-63]。GLDH是含鋅的金屬合成酶，主要分布于肝細胞線粒體內(nèi)，但其在腎臟和肌肉中的分布相對較低。只有在肝細胞受到損害或發(fā)生壞死時進入血流，可作為線粒體損傷的特異性酶類;mtDNA的持續(xù)性復制和完整性是線粒體保持氧化磷酸化功能正常的保證。受損mtDNA的累積過多，可誘發(fā)細胞凋亡的級聯(lián)反應，受損mtDNA的累積增多，可作為DILI的生物標志物之一。線粒體的裂解和自噬中產(chǎn)生的標志物也對DILI的診斷提供很大的幫助。細胞凋亡指標角蛋白K18[Keratin-18（cc）]和細胞壞死指標Keratin-18（FL）也可作為DILI的生物標志物。這些指標還主要在動物或體外研究中，部分已進入臨床研究或臨床應用，但其實用性仍有待證實。

5 組學標志物

近年來，隨著基因組學、轉(zhuǎn)錄組學、蛋白組學、代謝組學等技術的飛速發(fā)展，DILI特異性標志物的發(fā)現(xiàn)也有一定進展。目前基因組學和轉(zhuǎn)錄組學主要被用于DILI高風險人群的預測和敏感性分析等研究。有研究表明，具有282T/T、590A/A、857G/A或857A/A;NAT2*5B/5B或NAT2*6A/6A;GSTT1基因缺失純合子基因型的個體很有可能是抗結(jié)核藥物引發(fā)肝損傷的高風險人群，其中NAT2慢乙?；蛐涂赡苁钱悷熾乱餌ILI的主要風險因素[64]。DalyAK等[65]研究發(fā)現(xiàn)通過早期篩查HLA-B*5701與HLA class II SNPrs 9274407基因型可以在一定程度上幫助識別氟氯西林、阿莫西林克拉維酸肝損傷易感人群。膽酸鹽外排泵BSEP的功能障礙是導致膽汁淤積性肝損傷的主要原因，Lang等[66]發(fā)現(xiàn)攜帶突變型BSEP基因的個體發(fā)生膽汁淤積型肝損傷的風險明顯增大，如BSEP676位點由天冬氨酸突變?yōu)槔野彼?，與氟伐他汀鈉導致的肝損傷顯著相關，BSEP855位點由甘氨酸突變?yōu)榫彼幔c雌二醇引發(fā)的肝損傷高度相關。此外，與DILI敏感性相關的轉(zhuǎn)錄組學研究也取得了一定進展，目前有3個數(shù)據(jù)庫DrugMatrix、diXa和TG-GATES收錄了與DILI有關的轉(zhuǎn)錄組學信息[67-68]。

蛋白組學和代謝組學則主要被用于DILI發(fā)生發(fā)展過程中的血清標志物的發(fā)現(xiàn)。例如，有研究表明血中γ-glutamyl dipeptide的水平可以區(qū)分不同類型的肝臟疾病[69]，但其在不同類型藥物引發(fā)的肝損傷診斷中的應用價值還有待深入研究。代謝組學已經(jīng)被很好地發(fā)揮在肝臟疾病的應用領域。由于肝臟代謝是機體的主導性代謝器官，因此，血液中的多數(shù)代謝產(chǎn)物都是從肝臟而來，血液中的代謝產(chǎn)物變化幾乎可直接反映肝臟的代謝情形。已經(jīng)有研究報道了膽汁酸代謝與肝病的關系。血中膽汁酸譜，即結(jié)合型膽汁酸的分布及含量、游離型膽汁酸的分布及含量或其相對比例的變化與DILI的發(fā)生亦有密切聯(lián)系，而且證實機體內(nèi)膽汁酸穩(wěn)態(tài)的破壞是發(fā)生DILI的早期事件之一[70]。此外，人血中的脂肪酸譜與DILI之間也存在著一定的聯(lián)系，在伏立康唑用藥人群中，相較于未出現(xiàn)肝損傷的患者，發(fā)生肝損傷患者其血漿中脂肪酸含量發(fā)生了一系列變化。在檢測的12種脂肪酸中，發(fā)現(xiàn)有10種脂肪酸的含量都出現(xiàn)明顯增加，其中5種脂肪酸（C14：0、C16：1t、C18：3t、C20：2、C20：4）的含量改變尤為顯著[71]。

多組學技術聯(lián)用不僅有望發(fā)現(xiàn)DILI發(fā)生發(fā)展相關的新型生物標志物，還可通過多組學數(shù)據(jù)的整合分析和深度發(fā)掘，發(fā)現(xiàn)DILI相關的異常指標/代謝通路，尋找可反映不同藥物類別、不同作用模式下的肝損傷的特征性生物標志物，并使得DILI的發(fā)生發(fā)展機制更加透徹。特別是組學可以描繪個體的特征，可觀察個體正常代謝特征與疾病特征、單個疾病特征與共病特征的區(qū)別。由此，形成個體疾病發(fā)生發(fā)展、治療與預后的因果關系。

6 藥物毒性的種屬特征

動物模型通常用于臨床前藥物開發(fā)，以預測人類新化學實體（NCE）的藥代動力學和藥物代謝行為。多年來，人們已經(jīng)認識到藥物代謝及毒性的種間差異，理解藥物代謝中物種差異的潛在機制，可以更好地選擇臨床前物種來預測人類藥物代謝及毒性。藥物毒性的種屬特征一般與代謝酶（同工型）組成，基因調(diào)控，蛋白質(zhì)表達和催化活性高度相關。其后果可能包括生物利用度的改變，生物半衰期的改變，前藥活化的改變以及活性和/或有毒代謝產(chǎn)物的差異形成。

APAP使貓輕易中毒是由于貓缺乏能結(jié)合并消除該藥物的UGT1A6酶，從而使其積累到毒性水平所致。狗（和其他犬科動物）完全缺乏N-乙酰基轉(zhuǎn)移酶（NAT）基因。因此這些動物通過N-乙?；緩酱x伯芳族胺的能力大大降低[72]。與藥物發(fā)現(xiàn)/開發(fā)過程密切相關的是物種間細胞色素P450活性，特別是在安全性評估中使用的物種（如大鼠和狗）中的保守程度。Pelkonen和同事比較了老鼠，大鼠，兔子，狗，兔子，小型豬，猴子和人的肝微粒體中11種人P450探針的代謝率，他們的數(shù)據(jù)表明肝臟微粒體探針活性的物種差異非常大。沒有單一物種可以完全反映人類對所用探針底物的代謝。與其他物種比較，在馬中發(fā)現(xiàn)了極高的CYP2D6酶活性（人CYP2D6探針），在狗和貓中發(fā)現(xiàn)的CYP2C9酶活性（人CYP2C9探針）極低。盡管沒有關于馬“CYP2D6”的進一步研究報道，但是關于狗中“CYP2C9”活性水平較低的大量數(shù)據(jù)存在[73]。Smith[74]和他的同事們已經(jīng)確定了CYP2C9的10多種底物，這些底物在狗肝微粒體中的羥基化非常差。最近發(fā)現(xiàn)了一種新的猴CYP2C76酶，但這種酶在人類中沒有直系同源物。這些研究為人類和非人類靈長類動物之間可能出現(xiàn)的P450依賴性藥物代謝中的物種差異提供了分子基礎。綜上所述，跨物種的直系同源酶的濃度和/或內(nèi)在活性存在差異，或物種間功能上缺乏相似的酶，并通過同源酶或該物種中完全不同形式的P450進行代謝。當這些動物被用來進行藥物研究時，藥物代謝及藥物毒性中的物種差異就具有更大的意義。

7 結(jié)論

DILI的產(chǎn)生原因較為復雜，盡管已經(jīng)找到了許多可以反應DILI的生物標志物，但是這些標志物的生物多樣性以及在損傷進程中引起的其他代謝變化往往會對實際的檢測造成影響，目前的生物標志物仍不能準確反應DILI造成的肝功能變化。近年來蛋白組學、代謝組學和臨床檢驗相關學科和技術的快速發(fā)展對標志物的發(fā)展有著越來越深刻地理解，越來越多的生物標志物被發(fā)現(xiàn)及驗證，這對于后續(xù)DILI的精確檢測具有重大的意義。

參考文獻

[1]M.Chen，H.Bisgin，L.Tong，et al.Toward predictive models for drug-induced liver injury in humans：are we there yet？[J].Biomarkers in Medicine，2014，8（2）：201-213.

[2]N.Ferre，J.Camps，E.Prats，et al.Serum paraoxonase activity：A new additional test for the improved evaluation of chronic liver damage[J].Clinical chemistry，2002，48（2）：261-268.

[3]R.Teschke，A.Schwarzenboeck，K.-H.Hennermann.Causality assessment in hepatotoxicity by drugs and dietary supplements[J].British journal of clinical pharmacology，2008，66（6）：758-766.

[4]T.Ikeda.Drug-Induced Idiosyncratic Hepatotoxicity：Prevention Strategy Developed after the Troglitazone Case[J].Drug metabolism and pharmacokinetics，2011，26（1）：60-70.

[5]Lucy Meunier，Dominique Larrey.Drug-Induced Liver Injury：Biomarkers，Requirements，Candidates，and Validation[J].Front Pharmacol，2019，11（10）：1482.

[6]Brown，M.S.，Ho，Y.K.，Goldstein，J.L.The Cholesteryl Ester Cycle in Macrophage Foam Cells Continual Hydrolysis and Re-esterification of Cytoplasmic Cholesteryl Esters[J].J Biol Chem，1980，255（19）：9344-9352.

[7]Brown M.S.，Kovanen P.T.，Goldstein J.L.Regulation of Plasma Cholesterol by Lipoprotein Receptors[J].Science，1981，212（4495）：628-635.

[8]Rappaport A，Borowy Z，Lougheed W.Subdivision of hexagonal liver lobules into a structural and functional unit.Role in hepatic physiology and pathology[J].Anatomical Record，2010，119（1）：11-33.

[9]Soto-Gutierrez，Alejandro，Gough Albert.Pre-clinical and clinical investigations of metabolic zonation in liver diseases： The potential of microphysiology systems[J].Experimental biology and medicine（Maywood，N.J.），2017，242（16）：1605-1616.

[10]Moody DE，Taylor LA，Smuckler EA，et al.Immunohistochemical localization of cytochrome P-450a in liver sections from untreated rats and rats treated with phenobarbital or 3-methylcholanthrene[J].Drug Metab Dispos，1983，11（4）：339-343.

[11]Watanabe J，Asaka Y，Kanamura S.Postnatal development and sublobular distribution of cytochrome P-450 in rat liver：a microphotometric study[J].J Histochem Cytochem，1993，41（3）：397-400.

[12]Welsh FA.Changes in distribution of enzymes within the liver lobule during adaptive increases[J].J Histochem Cytochem，1972，20（2）：107-111.

[13]Bengtsson G，Julkunen A，Penttil KE，et al.Effect of phenobarbital on the distribution of drug metabolizing enzymes between periportal and perivenous rat hepatocytes prepared by digitonin-collagenase liver perfusion[J].J Pharmacol Exp Ther，1987，240（2）：663-637.

[14]楊凌.系統(tǒng)藥代動力學[M].北京：科學出版社，2017：59-79.

[15]S.Dragovic，N.P.E.Vermeulen，H.H.Gerets，et al.Evidence-based selection of training compounds for use in the mechanism-based integrated prediction of drug-induced liver injury in man[J].Archives of toxicology，2016，90（22）：2979-3003.

[16]M.Congiu，M.L.Mashford，J.L.Slavin，et al.Coordinate regulation of metabolic enzymes and transporters by nuclear transcription factors in human liver disease[J].Journal of gastroenterology and hepatology，2009，24：1038-1044.

[17]Y.-Y.Zhang，L.Yang.Interactions between human cytochrome P450 enzymes and steroids：physiological and pharmacological implications[J].Expert Opinion on Drug Metabolism & Toxicology，2009，5（6）：621-629.

[18]H.Xin，X.-Y.Qi，J.-J.Wu，et al.Assessment of the inhibition potential of Licochalcone A against human UDP-glucuronosyltransferases[J].Food and Chemical Toxicology，2016，90（4）：112-122.

[19]X.-X.Wang，X.Lv，S.-Y.Li，et al.Identification and characterization of naturally occurring inhibitors against UDP-glucuronosyltransferase 1A1 in Fructus Psoraleae（Bu-gu-zhi）[J].Toxicology and applied pharmacology，2015，289（4）：70-78.

[20]Wang XX，Lv X，Li SY，et al.Identification and characterization of naturally occurring inhibitors against UDP-glucuronosyltransferase 1A1 in Fructus Psoraleae（Bu-gu-zhi）[J].toxicology and applied pharmacology，2015，289（4）：70-78.

[21]Hwang DB，Won DH，Shin YS，et al.Ccrn4l as a pre-dose marker for prediction of cisplatin-induced hepatotoxicity susceptibility[J].Free Radic Biol Med，2020，148：128-139.

[22]Dávila-Fajardo CL，Swen JJ，Cabeza Barrera J，et al.Genetic risk factors for drug-induced liver injury in rheumatoid arthritis patients using low-dose methotrexate[J].Pharmacogenomics，2013，14（1）：63-73.

[23]Boelsterli UA，Lee KK.Mechanisms of isoniazid-induced idiosyncratic liver injury：emerging role of mitochondrial stress[J].J Gastroenterol Hepatol，2014，29（4）：678-687.

[24]Kim JH，Nam WS，Kim SJ，et al.Mechanism Investigation of Rifampicin-Induced Liver Injury Using Comparative Toxicoproteomics in Mice[J].Int J Mol Sci，2017，18（7）：1417.

[25]Martinez MA，Vuppalanchi R，F(xiàn)ontana RJ，et al.Clinical and histologic features of azithromycin-induced liver injury[J].Clin Gastroenterol Hepatol，2015，13（2）：369-376.e3.

[26]Gonzalez-Jimenez A，Medina-Cáliz，I，Robles-Díaz，M，et al.Hepatotoxicity Associated with Non-Steroidal Anti-Inflammatory Drugs.A Comparative Analysis among Ibuprofen，Diclofenac and Nimesulide fromthe Spanish and Latin-American Dili Registries[J].Journal of Hepatology，2016，64（2）：S239-S240.

[27]Dara L，Liu Z X，Kaplowitz N.Pathogenesis of Idiosyncratic Drug Induced Liver Injury[J].Liver Pathophysiology，2017，10：87-100.

[28]Eun JW，Bae HJ，Shen Q，et al.Characteristic molecular and proteomic signatures of drug-induced liver injury in a rat model[J].J Appl Toxicol，2015，35（2）：152-164.

[29]U.A.Boelsterli.Idiosyncratic drug hepatotoxicity revisited：New insights from mechanistic toxicology[J].Toxicology Mechanisms and Methods，2003，13（1）：3-20.

[30]G.Lin，J.Y.Wang，N.Li，et al.Hepatic sinusoidal obstruction syndrome associated with consumption of Gynura segetum[J].Journal of Hepatology，2011，54（4）：666-673.

[31]H.Gao，J.Q.Ruan，J.Chen，et al.Blood pyrrole-protein adducts as a diagnostic and prognostic index in pyrrolizidine alkaloid-hepatic sinusoidal obstruction syndrome[J].Drug Design Development and Therapy，2015，2015（9）：4861-4868.

[32]J.A.Hinson，A.B.Reid，S.S.McCullough，et al.Acetaminophen-induced hepatotoxicity：role of metabolic activation，reactive oxygen/nitrogen species，and mitochondrial permeability transition[J].Drug Metab Rev，2004，36（3-4）：805-822.

[33]L.P.James，P.R.Mayeux，J.A.Hinson.Acetaminophen-induced hepatotoxicity[J].Drug Metabolism and Disposition，2003，31：1499-1506.

[34]Liu ZX，Kaplowitz N.Immune-mediated drug-induced liver disease[J].Clin Liver Dis，2002，6（3）：755-74.

[35]W.M.Lee.Medical progress：Drug-induced hepatotoxicity[J].New England Journal of Medicine，2003，349（5）：474-485.

[36]Neil，Kaplowitz.Idiosyncratic drug hepatotoxicity[J].Nature reviews Drug discovery，2005，4（6）：489-499.

[37]Colombo，M.EASL clinical practice guidelines for the management of occupational liver diseases[J].Liver Int，2020，40（1）：136-141.

[38]Fraser C.Biological variation in clinical chemistry：an update：collated data，1988-1991[J].Arch Pathol Lab Med，1991，116：916-923.

[39]Córdoba J，O′Riordan K，Dupuis J，et al.Diurnal variation of serum alanine transaminase activity in chronic liver disease[J].Hepatology，1998，28（6）：1724-1725.

[40]Rej R.Aspartate aminotransferase activity and isoenzyme proportions in human liver tissues[J].Clin Chem，1978，24（11）：1971-1979.

[41]Coleman JE.Structure and mechanism of alkaline phosphatase[J].Annu Rev Biophys Biomol Struct，1992，21：441-483.

[42]O Barbier，H Lapointe，M El Alfy，et al.Cellular localization of uridine diphosphoglucuronosyltransferase 2B enzymes in the human prostate by in situ hybridization and immunohistochemistry[J].The Journal of clinical endocrinology and metabolism，2000，85（12）：4819-4826.

[43]B Mojarrabi，P I Mackenzie.Characterization of two UDP glucuronosyltransferases that are predominantly expressed in human colon[J].Biochemical and biophysical research communications，1998，247（3）：704-709.

[44]Z Cheng，A Radominska-Pandya，T R Tephly.Cloning and expression of human UDP-glucuronosyltransferase（UGT）1A8[J].Archives of biochemistry and biophysics，1998，356（2）：301-305.

[45]Elísio Costa.Hematologically important mutations：Bilirubin UDP-glucuronosyltransferase gene mutations in Gilbert and Crigler-Najjar syndromes[J].Blood Cells Mol Dis，2006，36（1）：77-80.

[46]Federico Innocenti，Mark J Ratain.Pharmacogenetics of irinotecan：Clinical perspectives on the utility of genotyping[J].Pharmacogenomics，2006，7（8）：1211-1221.

[47]Bratus′ VD，IaB I.Disorders of the enzymatic function of the liver and bilirubin fractions of the blood serum in cholecystitis[J].Vrach Delo，1969，11：52-66.

[48]周利婷，曲曉宇，陶娌娜，等.雷公藤甲素致小鼠肝損傷對轉(zhuǎn)運體Mrp2和Oatp2的影響[J].中國醫(yī)院藥學雜志，2016，36（21）：1844-1847.

[49]Tang M，Mukundan M，Yang J，et al.Antiplatelet agents aspirin and clopidogrel are hydrolyzed by distinct carboxylesterases，and clopidogrel is transesterificated in the presence of ethyl alcohol[J].J Pharmacol Exp Ther，2006，319（3）：1467-76.

[50]Sato Y，Miyashita A，Iwatsubo T，et al.Simultaneous absolute protein quantification of carboxylesterases 1 and 2 in human liver tissue fractions using liquid chromatography-tandem mass spectrometry[J].Drug Metab Dispos，2012，40（7）：1389-96.

[51]Lv X，Wang D-D，F(xiàn)eng L，et al.A highly selective marker reaction for measuring the activity of human carboxylesterase 1 in complex biological samples[J].RSC Advances，2016，6（6）：4302-4309.

[52]Williams ET，Wang H，Wrighton SA，et al.Genomic analysis of the carboxylesterases：identification and classification of novel forms[J].Mol Phylogenet Evol，2010，57（1）：23-34.

[53]Redinbo MR，Potter PM.Mammalian carboxylesterases：from drug targets to protein therapeutics[J].Drug Discov Today，2005，10（5）：313-325.

[54]Song PF，Zhu YD，Ma HY，et al.Discovery of natural pentacyclic triterpenoids as potent and selective inhibitors against human carboxylesterase 1[J].Fitoterapia，2019，137：104199.

[55]Wang DD，Zou LW，Jin Q，et al.Bioluminescent Sensor Reveals that Carboxylesterase 1A is a Novel Endoplasmic Reticulum-Derived Serologic Indicator for Hepatocyte Injury[J].ACS Sens，2020，5（7）：1987-1995.

[56]P M Potter，J S Wolverton，C L Morton，et al.Cellular localization domains of a rabbit and a human carboxylesterase：Influence on irinotecan（CPT-11）metabolism by the rabbit enzyme[J].Cancer research，1998，58（16）：3627-3632.

[57]Antoine DJ，Jenkins RE，Dear JW，et al.RETRACTED：Molecular forms of HMGB1 and keratin-18 as mechanistic biomarkers for mode of cell death and prognosis during clinical acetaminophen hepatotoxicity[J].J Hepatol，2012，56（5）：1070-1079.

[58]Oda S，Matsuo K，Nakajima A，et al.A novel cell-based assay for the evaluation of immune-and inflammatory-related gene expression as biomarkers for the risk assessment of drug-induced liver injury[J].Toxicol Lett，2016，241：60-70.

[59]Starkey Lewis PJ，Dear J，Platt V，et al.Circulating microRNAs as potential markers of human drug-induced liver injury[J].Hepatology，2011，54（5）：1767-1776.

[60]Kondo Y，Kimura O，Shimosegawa T.Significant biomarkers for the management of hepatocellular carcinoma[J].Clin J Gastroenterol，2015，8（3）：109-115.

[61]D.Yang，Q.Yuan，A.Balakrishnan，et al.，MicroRNA-125b-5p mimic inhibits acute liver failure[J].Nature Communications，2016，23（7）：11916.

[62]S.Schomaker，R.Warner，J.Bock，et al.Assessment of Emerging Biomarkers of Liver Injury in Human Subjects[J].Toxicological Sciences，2013，132（2）：276-283.

[63]Legrand C，Bour JM，Jacob C，et al.Lactate dehydrogenase（LDH）activity of the cultured eukaryotic cells as marker of the number of dead cells in the medium[J].J Biotechnol，1992，25（3）：231-243.

[64]Chan SL，Chua A，Aminkeng F，et al.Association and clinical utility of NAT2 in the prediction of isoniazid-induced liver injury in Singaporean patients[J].PLoS One，2017，12（10）：e0186200.

[65]A.K.Daly，P.T.Donaldson，P.Bhatnagar，et al.HLA-B*5701 genotype is a major determinant of drug-induced liver injury due to flucloxacillin[J].Nature Genetics，2009，41：816-871.

[66]C Lang，Y Meier，B Stieger，et al.Pauli-Magnus，Mutations and polymorphisms in the bile salt export pump and the multidrug resistance protein 3 associated with drug-induced liver injury[J].Pharmacogenetics and Genomics，2007，17（1）：47-60.

[67]M.Chen，M.Zhang，J.Borlak，et al.A Decade of Toxicogenomic Research and Its Contribution to Toxicological Science[J].Toxicological Sciences，2012，130（2）：217-228.

[68]Hendrickx Diana M.，Aerts Hugo J.W.L.，Caiment Florian，et al.diXa：a data infrastructure for chemical safety assessment，Bioinformatics，2015，31（9）：1505-1507.

[69]T Soga，M Sugimoto，M Honma，et al.Serum metabolomics reveals gamma-glutamyl dipeptides as biomarkers for discrimination among different forms of liver disease[J].Journal of Hepatology，2011，55（4）：896-905.

[70]Luo L，Schomaker S，Houle C，et al.Evaluation of serum bile acid profiles as biomarkers of liver injury in rodents[J].Toxicol Sci，2014，137（1）：12-25.

[71]楊凌.精準藥物治療的核心理念與科學內(nèi)涵[J].藥學進展，2017，41（2）：94-95.

[72]McConkey SE，Grant DM，Cribb AE.The role of para-aminophenol in acetaminophen-induced methemoglobinemia in dogs and cats[J].J Vet Pharmacol Ther，2009，32（6）：585-595.

[73]Turpeinen M，Korhonen LE，Tolonen A，et al.Cytochrome P450（CYP）inhibition screening：comparison of three tests[J].Eur J Pharm Sci，2006，29（2）：130-138.

[74]Smith FF，Scott JG.Functional expression of house fly（Musca domestica）cytochrome P450 CYP6D1 in yeast（Saccharomyces cerevisiae）[J].Insect Biochem Mol Biol，1997，27（12）：999-1006.

（2020-11-19收稿 責任編輯：王明）