陳智慧 綜述，劉泉波 審校 (重慶醫(yī)科大學(xué)附屬兒童醫(yī)院，兒童發(fā)育疾病研究教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，國(guó)家兒童健康與疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心，兒童發(fā)育重大疾病國(guó)家國(guó)際科技合作基地，兒科學(xué)重慶市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400014)

抗結(jié)核藥物不良反應(yīng)以藥物性肝損害(drug-induced liver injury，DILI)最多見(jiàn)，危害性也最大[1]。研究顯示，我國(guó)涉及的主要藥物性肝損害中，抗結(jié)核藥物致肝損害(anti-tuberculosis drug-induced hepatotoxicity，ATDH)占人群總發(fā)病率的21.99%，位居第二[2]，兒童結(jié)核患者中ATDH發(fā)病率約為8.80%[3]。ATDH可致抗結(jié)核治療選藥方案變化以及誘發(fā)耐藥，且二線(xiàn)抗結(jié)核藥物價(jià)格昂貴，均導(dǎo)致抗結(jié)核治療困難，可能引起治療中斷甚至危及生命，給個(gè)人、家庭及社會(huì)造成沉重的負(fù)擔(dān)。利福平(rifampicin，RFP)是目前抗結(jié)核治療中廣泛使用并引起ATDH的一線(xiàn)藥物之一，但其引起肝損害的具體機(jī)制尚不明確，本文就RFP致肝損害的機(jī)制及其基因多態(tài)性相關(guān)研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 利福平導(dǎo)致的肝損害

DILI根據(jù)發(fā)病機(jī)制分為固有型和特異質(zhì)型，RFP所致ATDH多為固有型，其所致肝損害呈濃度及時(shí)間依賴(lài)性，具有可預(yù)測(cè)性[1，4]。臨床中抗結(jié)核治療以聯(lián)合用藥為主，利福平可與其他藥物相互作用，常引起肝細(xì)胞損傷型或膽汁淤積型肝損害[1，5]。RFP導(dǎo)致的肝臟組織病理學(xué)改變，多表現(xiàn)為急性肝炎、帶狀壞死及膽汁淤積性肝炎[6]，鏡下可見(jiàn)肝細(xì)胞脂肪變性，伴輕度壞死和炎癥，部分線(xiàn)粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腫脹斷裂，以及散在的膽汁淤積[7-8]。

2 利福平致ATDH發(fā)病機(jī)制

RFP致ATDH的發(fā)病機(jī)制較復(fù)雜，具體機(jī)制尚不明確，可能有多種機(jī)制共同參與，如線(xiàn)粒體氧化應(yīng)激、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激、肝細(xì)胞凋亡增加、膽汁淤積、PXR激活誘導(dǎo)多種藥物代謝酶及轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的活性和表達(dá)水平增加等。

2.1 利福平增加應(yīng)激反應(yīng)引起肝細(xì)胞凋亡致肝損害

RFP可通過(guò)線(xiàn)粒體氧化應(yīng)激、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，增加肝細(xì)胞的凋亡率，降低肝細(xì)胞的存活率，其所致細(xì)胞毒性具有濃度及時(shí)間依賴(lài)性[4，9-10]。利福平可使線(xiàn)粒體超微結(jié)構(gòu)產(chǎn)生病理改變引起線(xiàn)粒體功能障礙，導(dǎo)致活性氧的過(guò)度產(chǎn)生和細(xì)胞色素C的釋放，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、壞死和纖維化[10]。利福平與異煙肼(isoniazid，INH)聯(lián)合用藥時(shí)，由于肝臟中谷胱甘肽(glutathione，GSH)合成無(wú)法應(yīng)對(duì)機(jī)體需求的增加或藥物活性代謝物的消耗性利用，導(dǎo)致GSH穩(wěn)態(tài)失衡，引起線(xiàn)粒體氧化應(yīng)激增加，誘導(dǎo)線(xiàn)粒體通透性改變導(dǎo)致肝細(xì)胞凋亡損傷[11]。GSH可與多種藥物的毒性中間代謝產(chǎn)物結(jié)合，并排出體外起到解毒作用[12]，GSH消耗過(guò)多可致肝臟毒性產(chǎn)物集聚，進(jìn)一步加重肝損害。

RFP通過(guò)激活PERK-ATF4-CHOP途徑，增加葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白78(glucose-regulated protein 78，GRP78)、蛋白激酶R樣內(nèi)質(zhì)網(wǎng)激酶(protein kinase R-like ER kinase，PERK)、轉(zhuǎn)錄激活因子(activa-ting transcription factor 4，ATF4)、C/EBP同源蛋白(C/EBP homologous protein，CHOP)的蛋白和基因表達(dá)水平，從而影響內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，介導(dǎo)細(xì)胞凋亡[9]。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中未折疊或錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)累積也可導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，進(jìn)而激活未折疊蛋白反應(yīng)，誘導(dǎo)適應(yīng)性反應(yīng)以重建內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能并恢復(fù)體內(nèi)平衡[13]，如果應(yīng)激信號(hào)嚴(yán)重和/或延長(zhǎng)，則細(xì)胞凋亡途徑被激活[14]，從而導(dǎo)致肝損害。

但另一方面，RFP也可通過(guò)激活腺苷酸活化蛋白激酶α(AMP-activated protein kinase α，AMPKα)介導(dǎo)核因子E2相關(guān)因子2/血紅素加氧酶-1(nuclear factor erythroid 2-related factor 2/heme oxygenase 1，Nrf2/HO-1)信號(hào)通路，對(duì)肝臟起到一定程度抗氧化應(yīng)激的保護(hù)作用[15]。

2.2 利福平引起肝內(nèi)膽汁淤積致肝損害

多項(xiàng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究表明,RFP可引起小鼠肝內(nèi)膽汁淤積。研究發(fā)現(xiàn)，利福平可抑制膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白及mRNAs的表達(dá)，如膽鹽輸出泵(bile salt export pump，BSEP，由ABCB11編碼)、Na+/牛磺膽酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(Na+/taurocholate cotransporter，NTCP，由SLC10A1編碼)、多藥耐藥蛋白1(multidrug resistance protein 1，MDR1，由ABCB1編碼)、多藥耐藥蛋白2(multidrug resistance-associated protein，MRP2，由ABCC2編碼)、有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)多肽2(organic anion transporting protein 2，OATP2，由SLCO1B1編碼)、有機(jī)溶質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白β(organic solute transporter β，OSTβ)。這些因子影響膽汁酸循環(huán)，血清中結(jié)合膽紅素、總膽汁酸的水平顯著升高，導(dǎo)致膽汁淤積及肝功能損害[4，12，16-18]，但具體發(fā)生機(jī)制仍待進(jìn)一步研究。Xu B Y等[19]研究發(fā)現(xiàn)，RFP可通過(guò)氧化應(yīng)激激活蛋白激酶C-細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶/c-Jun氨基末端激酶/p38(protein kinase C-extracellular signal-regulated kinase/c-Jun N-terminal kinase/p38，PKC-ERK/JNK/p38)和磷脂酰肌醇3-激酶(phosphoinositide 3-kinase，PI3K)信號(hào)通路，引起網(wǎng)格蛋白介導(dǎo)的內(nèi)吞作用和泛素-蛋白酶體降解MRP2，使MRP2在細(xì)胞膜的分布減少，抑制MRP2表達(dá)，導(dǎo)致膽汁淤積。熊去氧膽酸和丹參酮ⅡA通過(guò)Nrf2介導(dǎo)適應(yīng)性應(yīng)答，增加膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白表達(dá)則能減輕肝損害[4，20]。RFP還可影響緊密連接蛋白如ZO-1蛋白和閉合蛋白的連續(xù)性，破壞肝細(xì)胞連接，誘導(dǎo)肝內(nèi)膽汁淤積[7]。肝功能受損后肝臟中有毒膽汁鹽逐漸積累，激活GRP78和CHOP等蛋白的基因表達(dá)，促進(jìn)未折疊蛋白反應(yīng)[21]，增加肝細(xì)胞凋亡。

2.3 利福平通過(guò)人孕烷X受體途徑引起肝毒性物質(zhì)積聚致肝損害

RFP為人孕烷X受體(pregnane X receptor，PXR)特異性配體，可引起PXR蛋白過(guò)表達(dá)和活化，誘導(dǎo)多種藥物代謝酶及轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的活性和表達(dá)水平增加[25]，可增加RFP自身及其他藥物代謝，并使卟啉、脂質(zhì)及膽紅素等物質(zhì)在機(jī)體內(nèi)積聚導(dǎo)致肝損害。

原卟啉IX(protoporphyrin IX，PPIX)是卟啉生物合成的中間體，通常在肝臟中濃度非常低，肝臟中高濃度的PPIX會(huì)導(dǎo)致肝損傷。RFP與INH聯(lián)用時(shí)通過(guò)PXR介導(dǎo)改變血紅素生物合成途徑，導(dǎo)致肝臟中內(nèi)源性肝毒素PPIX積聚并致毒性作用[26]。而氨基乙酰丙酸合成酶(aminolevulinic acid synthase，ALAS)是卟啉生物合成中的限速酶，PXR的激活可上調(diào)肝臟中的ALAS1表達(dá)[27]，使其產(chǎn)物ALA增加，ALA是PPIX的前體，進(jìn)而引起PPIX積聚導(dǎo)致肝損害。

過(guò)氧化物酶體增殖體激活受體γ(peroxisome proliferator-activated receptor，PPARγ)信號(hào)通路是PXR的一個(gè)下游靶點(diǎn)，RFP通過(guò)活化PXR誘導(dǎo)PPARγ信號(hào)通路及其靶基因表達(dá)上調(diào)，促使循環(huán)系統(tǒng)的甘油三酯轉(zhuǎn)向肝臟；另外脂肪酸合成的相關(guān)mRNA(Fas、Acc、Scd-1)表達(dá)上調(diào)，促進(jìn)脂肪合成，加劇脂質(zhì)在肝臟的積聚[28]。表達(dá)上調(diào)的PPARγ信號(hào)通路下游可檢測(cè)到圍脂滴蛋白，該蛋白可促進(jìn)脂滴成熟并抑制脂肪的分解，導(dǎo)致甘油三酯聚集，但該傳導(dǎo)途徑未表現(xiàn)出劑量依賴(lài)性，引起的脂質(zhì)積聚主要是低劑量RFP的毒性作用[29]。在另一項(xiàng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究中，高劑量RFP(>20 mg/kg)可通過(guò)間接激活mPXR的核轉(zhuǎn)位，誘導(dǎo)CYP3A11等PXR靶基因的反式激活，增加CYP3A在小鼠肝臟中的表達(dá)，而CYP3A高表達(dá)可能會(huì)引起總膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇升高[29-30]。

PXR蛋白過(guò)表達(dá)和活化也增加CYP3A4和CYP2B6表達(dá)，促進(jìn)INH產(chǎn)生肝毒性代謝產(chǎn)物[25，31]，熊果酸和齊墩果酸通過(guò)抑制PXR的反式激活作用，降低其表達(dá)則可減輕肝損害[32-33]。對(duì)于合并有艾滋病的結(jié)核患者，PXR還可通過(guò)CYP3A4依賴(lài)性途徑參與利托那韋生物活化、氧化應(yīng)激和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激導(dǎo)致肝毒性[34]。由于膽紅素的清除需要表達(dá)尿苷二磷酸葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶(UDP-glucuronosyltransferase，UGT)，RFP引起的高膽紅素血癥可能與PXR對(duì)UGT1A表達(dá)的負(fù)調(diào)節(jié)作用有關(guān)[29]。

2.4 其他

在以往KEGG通路富集分析中，PPARγ信號(hào)通路、CYP參與的異生素代謝、GSH代謝、化學(xué)致癌作用和酒精毒性作用相關(guān)蛋白表達(dá)在RFP處理后的動(dòng)物肝臟中呈劑量依賴(lài)性增加[29]，對(duì)肝臟功能均產(chǎn)生一定影響。

3 利福平致ATDH相關(guān)基因多態(tài)性

在中國(guó)人群發(fā)現(xiàn)，ABCB11基因的rs2287616位點(diǎn)與抗結(jié)核藥物誘導(dǎo)的膽汁淤積型肝損害有關(guān)[17]；OATP1B1的521T>C位點(diǎn)與利福平所致的肝損害尤其是膽汁淤積型肝損害密切相關(guān)[35]；SLCO1B1基因的rs4149014位點(diǎn)、SLCO1B1*15單倍體[36]，SLCO1B1基因的rs2417957位點(diǎn)T/T基因型、rs4149063位點(diǎn)T/T基因型和TGTG、TTTC和GTTC單倍型[37]，以及Nrf2基因中rs4243387位點(diǎn)T/C基因型或rs2001350、rs6726395位點(diǎn)單倍型C-C[38]也與ATDH風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān)。轉(zhuǎn)錄因子BTB-CNC異體同源體(BTB domain and CNC homologue 1，Bach1)可與Nrf2競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合DNA，中國(guó)人群中Bach1的遺傳多態(tài)性也可能與ATDH易感性有關(guān)[39]，日本人群中Bach1基因rs2070401位點(diǎn)C/C基因型更是發(fā)生ATDH的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[40]。

PXR基因在中國(guó)人群中的rs2461823-AA基因型[41]和印尼人群中的rs3814055-TT基因型[42]與ATDH風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān)，而PXR基因的rs7643645-AA基因型[41]、rs3814055變異型[43]、次要等位基因rs7643645和H0010001單倍型[44]與ATDH風(fēng)險(xiǎn)降低有關(guān)。巴西人群中CYP2B6基因的rs3745274位點(diǎn)516TT純合子變異型與RFP-INH導(dǎo)致的ATDH有關(guān)[31]，中國(guó)人群中攜帶有CYP2B6*6/*6的男性患者發(fā)生ATDH風(fēng)險(xiǎn)也更高[45]。Huai C等[46]通過(guò)全基因組關(guān)聯(lián)分析及CRISPR/cas9介導(dǎo)的甲基化修飾細(xì)胞模型，證明AK2、SLC8A2和PSTPIP2基因區(qū)域或其附近的4個(gè)CpG位點(diǎn)與利福平治療后的細(xì)胞應(yīng)答反應(yīng)有關(guān)，并參與引起肝損害。

4 結(jié)語(yǔ)

ATDH是全球嚴(yán)重的藥物不良反應(yīng)，可影響抗結(jié)核治療療效。近年國(guó)內(nèi)外大量研究發(fā)現(xiàn)了ATDH的一些高危因素及易感基因，但由于ATDH機(jī)制的復(fù)雜性以及相關(guān)基因的多態(tài)性，不同抗結(jié)核藥物單獨(dú)或相互作用導(dǎo)致肝損害的機(jī)制尚不完全清楚，了解ATDH發(fā)生機(jī)制有助于我們提前預(yù)測(cè)和識(shí)別抗結(jié)核藥物與ATDH的相關(guān)性及嚴(yán)重程度，減少肝損害的發(fā)生，為結(jié)核患者的個(gè)體化及精準(zhǔn)治療提供理論基礎(chǔ)。但目前研究發(fā)現(xiàn)的易感基因包含SNP位點(diǎn)較少，也缺乏多種族、多中心的大樣本研究，尚不能作為獨(dú)立的分子生物標(biāo)志物指導(dǎo)臨床抗結(jié)核治療，未來(lái)全基因組關(guān)聯(lián)分析將更多的應(yīng)用于結(jié)核病研究，逐漸展開(kāi)更深入的分子遺傳機(jī)制研究。