細(xì)胞色素P450基因多態(tài)性與藥物性肝損傷的關(guān)系

王巧玲， 鄒正升,2

1 北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部， 北京 100071； 2 解放軍總醫(yī)院第五醫(yī)學(xué)中心 非感染性肝病診療與研究中心， 北京 100039

藥物性肝損傷(drug-induced liver injury，DILI)是指化學(xué)藥物、中草藥、生物制劑等及其代謝產(chǎn)物引起的肝損傷[1]。DILI是最常見(jiàn)和最嚴(yán)重的藥物不良反應(yīng)之一[1-2]，重者可致急性肝衰竭甚至死亡[3]。近10年來(lái)，DILI發(fā)病率有逐年升高趨勢(shì)。有學(xué)者[4]對(duì)2012年-2014年來(lái)自中國(guó)大陸66個(gè)中心的患者病例進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)1.69%的患者被診斷為DILI，估計(jì)我國(guó)DILI的年發(fā)生率約為23.8/10萬(wàn)，明顯高于西方國(guó)家。

CYP450酶是臨床藥物代謝研究的重要代謝酶之一，參與多種藥物的代謝，僅少數(shù)藥物經(jīng)單一的CYP450酶代謝。CYP450酶具有基因多態(tài)性，等位基因的改變將導(dǎo)致酶活性增加或減弱甚至滅活。藥物在體內(nèi)的藥效動(dòng)力學(xué)差異往往是由于CYP450酶基因型分布存在較大個(gè)體差異以及種族差異所致，因此CYP450酶的基因多態(tài)性對(duì)DILI的作用也越發(fā)引起重視，人們?cè)噲D找出CYP450酶基因多態(tài)性與DILI的關(guān)系。目前研究發(fā)現(xiàn)與DILI相關(guān)的CYP450酶家族中，比較重要的亞家族有CYP1A2、CYP2C9、CYP2C19、CYP2D6、CYP3A4。

1 與DILI相關(guān)的CYP450酶的基因多態(tài)性

1.1 CYP1A2 CYP1A2主要分布于肝臟，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)CYP1A2催化代謝眾多藥物，尤其是精神藥物。CYP1A2具有基因多態(tài)性，其基因表達(dá)和酶活性都存在較大的個(gè)體差異，高達(dá)10～200倍。CYP1A2*1C和CYP1A2*1F這2個(gè)突變型是最具功能意義的，直接影響CYP1A2酶活性的高低。CYP1A2*1C是CYP1A2基因的重要亞群，在亞洲人群中不僅突變率高且功能穩(wěn)定。CYP1A2*1C可以降低CYP1A2的活性，該突變類型發(fā)生在遲發(fā)性運(yùn)動(dòng)障礙的精神分裂癥患者中概率較大，另外CYP1A2*1C也與茶堿清除率密切相關(guān)，可以導(dǎo)致其代謝速度減慢進(jìn)而在體內(nèi)蓄積，故出現(xiàn)藥物不良反應(yīng)的頻率也高于其他患者[5]。黃草烏酒、黃樟腦(細(xì)辛揮發(fā)油成分)可抑制CYP1A2的表達(dá)，引起代謝毒物蓄積機(jī)體內(nèi)，誘發(fā)肝損傷[6-7]。舍曲林、大黃素(何首烏的主要成分之一)、黃芪顆粒和黃芪注射液、三七總皂苷可誘導(dǎo)CYP1A2的表達(dá)上調(diào)，明顯提高酶活性，需警惕聯(lián)合使用，避免引發(fā)肝損傷[8-11]。

1.2 CYP2C9 CYP2C家族是哺乳動(dòng)物中CYP450酶家族最大的亞家族，CYP2C9是該家族的主要成員，占肝微粒CYP450酶總量的20%，大約16%的臨床常用藥都由該酶催化。CYP2C9基因多態(tài)性是引發(fā)肝毒性的重要危險(xiǎn)因素，風(fēng)險(xiǎn)上升7.50倍。CYP2C9具有遺傳多態(tài)性，其中CYP2C9*2和CYP2C9*3突變體的突變率較高，使得CYP2C9對(duì)藥物的代謝速度降低幾十倍，大大改變藥物在體內(nèi)的清除率從而引起藥物積蓄。攜帶CYP2C9*3突變基因的個(gè)體可能更容易出現(xiàn)非甾體類消炎藥不良反應(yīng)的癥狀；CYP2C9與華法林的關(guān)系備受關(guān)注：CYP2C9會(huì)減緩華法林的代謝速度，增加其在體內(nèi)的堆積時(shí)間，增加出血風(fēng)險(xiǎn)，但并無(wú)肝損傷報(bào)道[12-13]。CYP2C9*31075AC基因型在酒精和奈韋拉平聯(lián)用情況下易誘發(fā)肝毒性；丹參片中的丹酚酸B及丹參酮ⅡA可能通過(guò)誘導(dǎo)CYP2C9酶的活性而加快原型藥物氯沙坦鉀在大鼠體內(nèi)的代謝,需警惕這兩者聯(lián)合用藥引起的肝損傷[14-15]。

1.3 CYP2C19 CYP2C19在藥物代謝方面發(fā)揮著非常重要的作用，主要參加了地西泮、普萘洛爾、奧美拉唑、華法林等藥物的代謝過(guò)程[16]。根據(jù)CYP2C19基因型可劃分出5種表型，亞洲人多見(jiàn)于弱/慢代謝型和中間代謝型表型。CYP2C19弱代謝者完全缺乏CYP2C19的代謝能力，如用CYP2C19底物處理的CYP2C19弱代謝者則會(huì)引起藥物意外的肝損傷。CYP2C19的主要等位基因有CYP2C19*2、CYP2C19*3和CYP2C19*17。CYP2C19*3會(huì)增加CYP2C19的活性，是應(yīng)用了盲腸結(jié)扎穿孔術(shù)的小鼠肝細(xì)胞毒性的危險(xiǎn)因素[17]。在抗血小板治療中，CYP2C19(*2、*3)基因功能缺失可能引起氯吡格雷抵抗與抗結(jié)核藥物的易感性，但前者暫未發(fā)現(xiàn)有引起肝臟不良反應(yīng)報(bào)道，后者發(fā)現(xiàn)與抗結(jié)核藥物肝損傷(antituberculosis drug hepatitis,ATDH)相關(guān)。非那西丁和奧美拉唑抑制CYP2C19酶的表達(dá)，增加其在大鼠體內(nèi)的吸收導(dǎo)致代謝減慢，易造成某些主要經(jīng)肝臟代謝的藥物蓄積進(jìn)而引發(fā)肝損傷。另外，CYP2C19在抗抑郁藥的代謝中非常重要，但國(guó)內(nèi)外前后發(fā)現(xiàn)CYP2C19基因多態(tài)性表達(dá)的酶雖影響了肝內(nèi)相關(guān)蛋白的表達(dá)，但尚不足引起肝損傷，故CYP2C19基因多態(tài)性可能與抗抑郁藥治療引起肝功能改變無(wú)關(guān)[18]。

1.4 CYP2D6 CYP2D家族是第一個(gè)發(fā)現(xiàn)具有基因多態(tài)性的CYP450酶亞家族，CYP2D6是該家族最有效的一個(gè)亞型。CYP2D6參與20～30種藥物的代謝，包括異喹胍、美托洛爾、心律平、去甲替林等。CYP2D6的眾多等位基因中突變率較高的有CYP2D6*10、CYP2D6*4和CYP2D6*2，具有明顯的種族差異性，在中國(guó)人群與西方人群的分布具有很大差異：亞洲人群CYP2D6*10基因存在率為33%～43%，白種人群僅為2%～5%；中國(guó)女性CYP2D6*4發(fā)生率為51%～57.4%，白種女性僅為5%。目前的遺傳分析表明，CYP2D6 rs1135840是發(fā)生ATDH和白細(xì)胞減少癥的潛在藥物基因組預(yù)測(cè)因子。Hu等[19]和Zhang等[20]也發(fā)現(xiàn)CYP2D6會(huì)增加部分中國(guó)人群ATDH的風(fēng)險(xiǎn)，若CYP2D6基因突變的人群經(jīng)過(guò)篩查，將有助于減少這部分人群患DILI的可能性。在長(zhǎng)期應(yīng)用曲馬多的情況下，CYP2D6表達(dá)的增強(qiáng)或正常功能使得曲馬多生物活性代謝物積累，增加氧化應(yīng)激進(jìn)而引起肝毒性，因此，曲馬多的劑量應(yīng)根據(jù)患者的CYP2D6基因分型分析進(jìn)行調(diào)整，以避免肝毒性[21-22]。

1.5 CYP3A4 在CYP3A家族中，CYP3A4與藥物代謝最為密切，參與約38個(gè)類別(合計(jì)共150多種藥物)的代謝過(guò)程，如強(qiáng)的松、曲格列酮、環(huán)孢素A、利多卡因等。急性肝衰竭有關(guān)藥物的體外肝毒性模型實(shí)驗(yàn)[23]提示，CYP3A4高活性是危險(xiǎn)因素。CYP3A4存在基因突變，包括CYP3A4*1G、CYP3A4 rs2242480、CYP3A4 rs2246709等，但是相對(duì)其他亞家族而言，CYP3A4的等位基因突變率較低，很多研究發(fā)現(xiàn)CYP3A4的基因多態(tài)性與DILI的相關(guān)性較弱：抗結(jié)核藥物容易引起ATDH，早些年認(rèn)為CYP3A4*18B可能提高ATDH的風(fēng)險(xiǎn)[24]，但是近年來(lái)并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)ATDH與CYP3A4基因多態(tài)性之間存在明顯關(guān)系[25]。CYP3A4*1G可以顯著降低CYP3A4的活性，但是邱曉燕等[26]未發(fā)現(xiàn)CYP3A4*1G和CYP3A4 rs4646437基因多態(tài)性與他克莫司的校正谷濃度相關(guān)。CYP3A4的等位基因與長(zhǎng)期使用羥氯喹引發(fā)的肝損傷的關(guān)系也存在爭(zhēng)議，此外，Tolosa等[27]發(fā)現(xiàn)隨著CYP3A4活性的增加，曲格列酮的細(xì)胞毒性也逐漸增加。故CYP3A4的基因多態(tài)性與DILI的相關(guān)性也許并不如預(yù)期的那么明顯，甚至呈現(xiàn)低相關(guān)性，仍需進(jìn)一步驗(yàn)證。

2 CYP450酶在致DILI藥物中的特異性表達(dá)

在中國(guó)引起DILI的主要藥物種類有：中草藥和膳食補(bǔ)充劑、抗感染類藥物(包括抗結(jié)核藥)、抗腫瘤或免疫抑制劑、抗精神類藥、解熱鎮(zhèn)痛藥等[28]。由CYP450酶基因多態(tài)性介導(dǎo)而引發(fā)DILI的藥物，備受矚目有以下幾個(gè)：何首烏、異煙肼、對(duì)乙酰氨基酚(APAP)和丙戊酸(VPA)。

2.1 何首烏 近年來(lái)，中草藥引發(fā)的DILI報(bào)道層出不窮，其中何首烏首當(dāng)其沖[29]，引起了廣泛的關(guān)注。何首烏作為經(jīng)典的中草藥，為補(bǔ)腎常用藥物，多用于治療脫發(fā)，得到廣泛認(rèn)可。涂燦等[30]驗(yàn)證了何首烏相關(guān)肝損傷具備偶發(fā)性特征,或?yàn)樘禺愘|(zhì)型肝損傷，這與CYP450酶家族的特點(diǎn)相似。何首烏的主要成分大黃素被認(rèn)為是引起肝損傷的成分之一，直接抑制CYP3A4的表達(dá)；何首烏的另一組成成分2,3,5,4’-四羥基二苯乙烯-2-O-β-D-葡萄糖苷可誘導(dǎo)CYP1A2、CYP2E1和CYP3A4的表達(dá)并增加其催化活性。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)[31-32]中發(fā)現(xiàn)高劑量加工的何首烏可以明顯抑制大鼠CYP1A2和CYP2E1 mRNA的表達(dá)，促進(jìn)CYP3A1酶活性的表達(dá)。若聯(lián)合APAP使用可進(jìn)一步促進(jìn)CYP1A2和CYP3A438的轉(zhuǎn)錄表達(dá)，但說(shuō)法不一，CYP450酶基因多態(tài)性在何首烏引發(fā)的DILI中的作用還需要更多研究。

2.2 異煙肼 異煙肼是一線抗結(jié)核藥物中不可替代的首選藥物。臨床資料提示，異煙肼的應(yīng)用可以引起20%左右的患者出現(xiàn)肝功能改變，甚至出現(xiàn)嚴(yán)重的肝損傷而導(dǎo)致死亡。由于CYP450酶在藥物效力動(dòng)力學(xué)中有著不可替代的作用，其基因多態(tài)性被高度懷疑參與了ATDH。國(guó)內(nèi)外研究[33-35]發(fā)現(xiàn)，CYP2E1c1/c1與異煙肼引發(fā)的肝損傷之間沒(méi)有聯(lián)系，當(dāng)CYP2E1c1/c1與N-乙?；D(zhuǎn)移酶2慢乙酰化表型同時(shí)存在時(shí)，則更易引起ATDH的發(fā)生[36]，但也有研究[37]發(fā)現(xiàn)CYP2E1c1/c1基因型具有較高的酶活性，可增加ATDH的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)[38]發(fā)現(xiàn)異煙肼和利福平進(jìn)行聯(lián)合治療前，使用CYP2E1抑制劑治療的小鼠肝損傷較輕，CYP2E亞家族在ATDH中的作用明顯具有爭(zhēng)議，仍需大量研究。臨床實(shí)驗(yàn)[33]發(fā)現(xiàn)異煙肼誘導(dǎo)的肝損傷患者體內(nèi)可檢測(cè)出抗CYP3A4抗體，而小鼠實(shí)驗(yàn)中并未發(fā)現(xiàn)CYP3A4在小鼠體內(nèi)參與異煙肼生物活化并引發(fā)肝毒性，CYP3A4在異煙肼引發(fā)的ATDH中的作用存在爭(zhēng)議，亟待進(jìn)一步研究。

2.3 對(duì)乙酰氨基酚(APAP) APAP是一種廣泛使用的止痛和解熱劑。在治療劑量下使用是安全的，但大劑量服用時(shí)可能引起急性肝小葉中心壞死。APAP的代謝活化是APAP肝毒性的關(guān)鍵起始事件，在治療劑量下，APAP主要代謝毒物為N-乙?；?對(duì)-苯醌-亞胺(NAPQI)。CYP3A11、CYP2E1和CYP1A2等參與了小鼠APAP的激活，其中CYP3A11和CYP2E1是負(fù)責(zé)NAPQI-谷胱甘肽形成的最重要的兩個(gè)CYPs[39-40]，CYP2E1表達(dá)的增加可能促進(jìn)了APAP向NAPQI的代謝，促進(jìn)氧化應(yīng)激從而導(dǎo)致細(xì)胞損傷。Lin等[41]發(fā)現(xiàn)APAP的生物活化作用僅抑制CYP3A11和CYP2E1酶活性(但沒(méi)有抑制CYP1A2的活性)，該觀察結(jié)果與先前的報(bào)道一致，說(shuō)明CYP450酶活性比其表達(dá)水平對(duì)APAP的肝毒性更重要。

2.4 丙戊酸(VPA) VPA是廣泛應(yīng)用的第一代抗癲癇藥，多用于治療癲癇和精神疾病。盡管癲癇發(fā)作得到了控制，但VPA可誘發(fā)肝毒性，而且是一種致命的、特異的藥物不良反應(yīng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，其發(fā)生率約為：成年人1/40 000，兒童1/5000和高危人群1/500。4-ene-VPA是VPA的主要肝毒性代謝產(chǎn)物之一，其形成主要由CYP2C9和CYP2A6催化，CYP2C9基因多態(tài)性的早期檢測(cè)可有助于預(yù)測(cè)或預(yù)防VPA引起的肝功能障礙[42]。與CYP2C9*1相比，CYP2C9*2和CYP2C9*3更能抑制4-ene-VPA的形成，對(duì)照實(shí)驗(yàn)[43]僅發(fā)現(xiàn)純合突變的等位基因CYP2C9*3能顯著降低VPA的固有清除率，導(dǎo)致4-ene-VPA的濃度降低。多個(gè)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了不同人體內(nèi)的CYP2A6多態(tài)性決定了4-ene-VPA在體內(nèi)代謝后的血液濃度。但是，有實(shí)驗(yàn)[42]表明在不同的CYP2A6基因型組之間，VPA、4-ene-VPA、ALT、AST或TBil水平無(wú)顯著相關(guān)性，故CYP2A6的多態(tài)性與VPA造成肝毒性的關(guān)系有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

3 小結(jié)

DILI的患病率近年來(lái)逐漸上升，CYP450酶在藥物代謝過(guò)程中發(fā)揮了非常重要的作用，但是CYP450基因多態(tài)性并不參與所有DILI的發(fā)生機(jī)制，而且還存在很多不確定性。很多引起DILI的藥物還未受重視，且很少研究揭示其發(fā)生機(jī)制是否與CYP450酶的基因多態(tài)性相關(guān)。明確CYP450酶的基因多態(tài)性在各種潛在肝毒性藥物中的作用，任務(wù)雖艱巨，但是具有重要意義，隨著基因組學(xué)等技術(shù)的發(fā)展，CYP450酶基因多態(tài)性的研究有望為臨床個(gè)體化用藥及降低藥物不良反應(yīng)作出重要貢獻(xiàn)，用于指導(dǎo)臨床用藥的個(gè)體化和精準(zhǔn)化，減少DILI的發(fā)生。