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药物性肝损伤机制

2020-09-06 来源:钮旅网
维普资讯 http://www.cqvip.com 医学综述2O08年3月第14卷第5期Medical Reeaoitulate,Mar 2008,V01.14,No.5 ・747・ 药物性肝损伤机制 徐 鑫(综述),屈彩芹(审校) (天津中医药大学中医药研究院,天津市中药药理学重点实验室,天津300193) 中图分类号:R575.5 文献标识码:A 文章编号:1006-2084(2008)054)747-03 也可认定其为高频发 摘要:肝脏是药物在体内代谢的最主要场所,是最容易遭受药物影响的脏器。由于各种药 物影响的脏器,物的广泛应用,药源性肝损伤已经成为严重的健康问题,深入研究其机制,对药源性肝损伤的预 生药物性损害的器官。损伤的部位不 防和治疗有很大的帮助。药源性肝损伤机制涉及诸多方面,文章就近些年来研究比较透彻和并 同,肝损害的表现也不相同。 得到公认的药源性肝损伤机制如钙平衡破坏和细胞膜损伤、胆汁淤积和胆小管损伤、细胞色素 药物导致的肝损伤机制还没有完 P450代谢激活、自身免疫反应、细胞凋亡以及线粒体损伤等六方面进行了综述。 关键词:肝毒性;胆汁淤积;细胞色素P450;自身免疫;细胞凋亡;线粒体毒性 全阐明,但是至少有6种基本机制参 与了药物的肝毒性作用。现对药物导 MedmnismsofDrug-inducedLiverInjury XU ,Q .(AcodemyofTraditional ChineseMed一 致的肝损伤的基本机制综述如下。 University ofTraditional c7j卉删Medicine,Tianjbt研laboratoryof蕊 eseMedicine Pbanna一 1钙平衡破坏和细胞膜损伤 蜥,Ti, ̄n 300193,Ch/na) Abstract:Liveristhem ̄jor organthatis responsibleforthemetabolism and elimination ofmany sub— 细胞的许多重要生理代谢活动都 tsltno ̄¥.Toxicinjury oceu/ ̄intheliverII101 ̄oftenthanthatin any other organ.When drugis usedwidely, , drug-inducedliverinimy has become a serious healh probltemin contemporary society,then research ollthe 与胞内ca2 浓度有关,胞内ca2 的浓 度和稳态对细胞的生存极为重要。细 mechanism ofdrug-iMucedliverinjuryis very usefulintherapy and prevention ofdrug-inducedliveriniury、 Inthis aritcle,the author reviewed reo ̄nt advancesinmechanism ofdrug-inducedliveriniuryincluding dis— ruptionof calcium homeostasis and cell ̄Falleinjury,canalienlar and cholestatieinjmy,metabolic bioac— tivafion by cytochrome P450 enzymes,antoinmatmity,apoptosisandmitoehondrilianjmy. Key words:Liver toxicity;Cholestasis;Cytochrome P450;Autoinmaunity;Apoptosis;Mitoohondril atoxicity 胞内离子的平衡是由许多能量消耗过 程维持的,包括c 一和M .三磷酸 腺苷(adenosine triphosphate,ATP)酶。 药物可与蛋白质、核酸、脂质等大分子 药物性肝病是较常见的肝脏疾病,是由药物及其代谢产 物引起的肝脏损害,可以发生在健康人,也可以发生在原来就 有严重肝病的患者。随着各种新药的广泛应用以及联合用药 的增多,药物性肝损伤的发生率逐年增高。在已上市应用的 化合性或生物性药物中,有1 100种以上的药物具有潜在的 肝毒性,很多药物的赋形剂、中草药以及保健药亦有导致肝损 伤的可能。1968~1999年间世界卫生组织的监测中心从55 物质共价结合或造成脂质过氧化,破坏细胞膜的完整性和膜 的ca2 .ATP酶系,使细胞内外环境ca2 的稳态被破坏,最终 造成肝细胞死亡。研究还表明,结合到巯基上的药物代谢产 物能打破Ca2’平衡,破坏细胞,引起细胞内Ca2’增加【4J。 药物造成大量cd 内流,能使正常的肌动蛋白纤维聚集 并且扰乱ATP的产生,结果使得细胞骨架受损,导致细胞膜 出现囊泡状结构。内流的cd’激活cd 依赖性磷脂酶,促进 膜瞵脂分解,从而促使核苷酸酶、腺苷酸环化酶、№ . 个国家收集了8 985份与草药不良事件相关的报告,这个数 字仅是实际上发生不良事件中的冰山一角n]。急性药物性肝 损害占所有急性肝损害住院病例的10%,55岁以上女性为易 感人群 。在中国,药物性肝损伤占急性肝损害住院病例的 10%I 。 cd .A1 酶降解;同时激活钙依赖核苷酸内切酶,引起DNA 水解,阻断胞内依靠转录而进行的潜在修复过程 J。这些因 素都可加重肝细胞损伤,产生恶性循环。 如四氯化碳(calbon tetrachloride,CO1,)就可以直接损伤肝 肝脏是药物在体内代谢的最主要场所,药物在此进行聚 合、氧化、还原、羟化以及去甲基化等一系列的代谢过程,从而 细胞膜,使Cd 跨膜内流增加,大量ca2 涌入细胞并主要聚 集在线粒体内,由于线粒体膜电势丧失,呼吸链功能障碍,电 子传递链电子外漏增加,促进了氧自由基的产生,导致线粒体 在全身诸个脏器发挥效应。可以想象,肝脏是最容易遭受药 寇绍杰,刘树林,马玉红.美沙酮、丁丙诺啡、曲马多控释片阶梯 给药治疗阿片类物质依赖[J].河南大学学报(医学科学版), 2OO2,21(1):25.26. 徐国龙,谷雨,李国胜,等.中药配合美沙酮改善海洛因戒断症 状30例[J].安徽中医临床杂志,2001,13(5):325.326. 沙丽君,张志祥,程琳霞,等.中药结肠透析配合盐酸二氢埃托 啡、美沙酮治疗海洛因成瘾者75例临床观察[J].中国中西医 结合杂志,1997,17(2):76-78. 张平根,康波,钟旗.电针与美沙酮治疗海洛因戒断症状的协同 研究[J].上海针灸杂志,2004,23(2):5-6. 刘辉,陈自明,谷雨,等.针刺合美沙酮对20例海洛因戒断综合 征胃电图影响[J].安徽中医学院学报,2001,20(5):32-33. Joseph H,Stanelif S, ̄ ̄rd J.Metehadon Maintenance Treatment [143 Ward J’Hall WMattick RP.Role ofmaintenance treatment in opioid dependence[JJ.Lancet,1999,353(9148):221-226. 啪taiIl D,Livennore G.Economic costs of alcohol abuse [15] Harwood H,F(andalcoholim[J].RecentDevAlscohol,1998,14:307.330. Single E,Robson L,XieX,et a/.The economic costsof alcohol,tobae— [16] coandillicit drugsin Canada,l992[J].Addiction,1998,93(7):991— ,10o6. [17] 余万能,胡文琳,李志恒.台湾地区药物滥用社会成本推估处报 [J].中华公共卫生杂志,1998,17(4):360-369. [18] 张越华,钱明年,李大拔.香港特区药物滥用的经济成本[J].中 国药物依赖性杂志,2001,10(4):293—297. [19] 秦伯益.戒毒现状纵横谈[J].中国药物依赖性杂志,1999,8(2): 8l一83. (MMT):A Review Of Historical and Clinical 185U ̄[J].Mt Sinai J Med,2000,67(5—6):347—364. 收稿日期:2007-09—18修回日期:2OO7—11-21 维普资讯 http://www.cqvip.com

・748・ 医学综述2OO8年3月第14卷第5期Medical Reeaoitulate,Mar 2O08,Vo1.14。No.5 及肝细胞的脂质过氧化损伤。扑热息痛及其代谢产物可使胞 质网膜上的巯基结合,打破ca2 平衡,能破坏细胞,引起细胞 质中ca2 升高同时引起胞质膜损伤和线粒体钙丢失,带烷基 内ca2 增加,最终导致细胞死亡,并且可与DNA分子共价结 的肝细胞毒素可影响c 的摄取,造成ca2 内环境失调 j。 合,导致DNA损伤,激活癌基因,可导致细胞的癌变。自由基 2胆汁淤积和胆小管损伤 是药物经CYP450氧化还原所形成的不成对电子代谢物,这种 胆汁合成和分泌是一个复杂的过程,胆汁主要成分的分 代谢产物主要影响肝细胞内的膜系统,可以使肝细胞膜和细 泌牵涉到一系列的ATP-依赖性输出泵,例如小管中的胆盐转 胞器膜的不饱和脂肪酸过氧化,改变膜的流动性与通透性,使 运体能够运送胆盐,其他转运体能够把其他的胆汁成分由肝 膜的ca2 .ATP酶失活,胞质内ca2 浓度增高,破坏细胞骨架, 细胞质运送到小管管腔。近年研究发现,药物影响胆汁分泌 激活磷脂酶,并使氨基酸功能基因受损,核酸转化和突变,使 主要在以下环节:胞膜运载胆盐的受体、细胞膜的流动性、 肝细胞死亡 4’ j。某些药物在氧化还原循环中形成的氧自由 № 一K 一ATP酶活性、离子交换、细胞骨架和细胞质膜的完整 基也具有肝毒性。毒性代谢产物损伤线粒体蛋白,则抑制脂 性改变等。此外,蛋白同化激素可影响微粒体药酶的羟化作 肪酸氧化和合成,引起肝细胞脂肪变性 。典型的例子是 用,使胆汁酸合成过程中的羟化作用发生障碍,从而引起毛细 ccJ4,普遍认为ccJ4的毒性代谢产物是导致肝损伤的重要原 胆管的胆汁淤积。 因。cch代谢时CYP把一个电子转移给ccJ4从而形成具有 一些药物与这些小管转运体分子结合导致小管系统管腔 高反应性的自由基cCr 。在缺氧条件下,cc13 能引起多不 内的胆汁形成或流动障碍 J。继发的损伤能够引起胆盐的去 饱和脂肪酸过氧化及肝细胞膜破裂。另外,c 与氧反应可 垢作用,这种作用能够在胆汁淤积区域损伤细胞膜,并且损伤 胆上皮细胞或肝细胞。导致胆汁淤积的另一个机制涉及到位 生成其他氧自由基,如cCr O。这些氧化物通过无效循环 于胆小管周围的肌动蛋白纤维的断裂阻止了正常的搏动收 可导致永久性肝损伤。尽管氧在一定程度上增加了ccJ4毒 缩,和肌动蛋白纤维结合的药物能产生这种类型的损伤,导致 性,但在临床上仍可减轻ccJ4引起的肝损伤。另外,也有学 胆汁不能正常通过小管系统流人胆管。雌激素和避孕药物则 者认为c 进入肝细胞后,在CYP450的作用下,产生氯甲基 可改变肝细胞内胆固醇的代谢而造成胆汁淤积。对某些药物 自由基(・C1CH3),该自由基对肝细胞产生直接攻击,从而影响 性肝病患者进行肝活检发现,其肝细胞内有一种促胆汁淤积 线粒体结构和功能,使酶蛋白合成减少,因而影响肝脏代谢功 因子的淋巴因子,提示免疫因素可能在药源性胆汁淤积的发 能和能量生成,致使肝细胞变性坏死。 病中起主要作用。 第三,产生了CYP450中问代谢物与多种蛋白质和DNA 药物性胆汁淤积的发生率较高,引起胆汁淤积的常见药 组成的复合物的抗体,引起自身免疫性肝损伤。 物有蛋白合成激素、雌激素、氯丙嗪、红霉素、环孢霉素以及完 此外,有的代谢物产物也可与大分子结合而导致肝损害, 全性肠道外营养等。氯丙嗪所引起的胆汁淤积主要是氢氧化 如抗结核药物异烟肼在肝内经乙酰化而分解为异烟酸和乙酰 中间代谢产物造成肝细胞膜的Na 一K ATP酶的活性受损, 肼,后者与肝细胞的大分子发生共价结合而造成肝脏损害。 以及毛细胆管周围的肌动蛋白纤维受损引起胆汁酸排泄受到 利福平作为CYP450的诱导剂,与异烟肼联用时,可以增加异 抑制的结果。红霉素则主要通过抑制肝细胞膜的№ 一K 一 烟肼的毒性代谢产物,从而加重异烟肼的肝损伤。 ATP酶活性和毛细胆管膜的M 一ATP酶活性引起胆汁淤 4自身免疫激活 积 。 多数药物相对分子质量较小,一般只具有反应性而尚无 3经细胞色素P450酶(cytodll'1] ̄lle P450,afP450)代谢激活 抗原性,很少直接激发机体的免疫应答,但在某些特异质个 药物性肝损伤的发生与肝组织内CYP450的活性水平有 体,这种半抗原与肝内特异性蛋白结合后可成为抗原;部分药 密切关系。CYP450由结构和功能相关的基因超家族编码的 物也可在CYP450系统等药酶系统的作用下,发生生物转化或 同工酶组成,是参与药物I相代谢的主要酶系 j。从细胞和 生成某些代谢产物,继之与一些载体蛋白或核酸结合,形成新 生化水平分析,与CYP450催化活性相关毒性的产生机制主要 抗原,诱发免疫应答,导致肝脏损害。 有3个方面: 免疫介导性肝损害既可通过产生特异性抗体激发体液免 第一,正常情况下经过CYP450催化后失活的那些药物, 疫,也可通过抗体依赖细胞毒作用或其他机制激发细胞免疫, 由于种种原因导致CYP450活性降低或消失,药物本身含有的 或者同时激发两条途径共同作用,导致肝脏损伤。炎性细胞 及其经过CYP450代谢产生的亲电子基、自由基和氧基等有害 的增加可使肝损伤明显加剧,例如中性粒细胞和窦状上皮细 活性物质,通过与谷胱甘肽结合而解毒,并不产生肝损伤。如 胞,特别是枯否细胞 。 多种原因可导致这些有毒活性物质的产生超过了肝内代偿水 双醋酚汀引起狼疮样肝炎时,大量免疫复合物沉着可能 平,在体内过量蓄积形成中毒。药物本身对CYP450的抑制是 造成重型肝炎。近来研究表明,某些药物性肝病患者的外周 产生这类中毒的最常见因素。 血中可检测到多种自身抗体,某些药物的抗体可成为人体的 第二,CYP450激活产生的亲电子基、自由基、氧基等代谢 自身抗体,例如替尼酸性肝炎有抗CYP2C9的肝肾微粒体抗 物,这类物质对细胞膜和其他细胞组分有化学毒性。例如,当 体,双肼苯达嗪性肝炎有抗CYP1A2的肝微粒体抗体,氟烷性 服用大剂量扑热息痛时,葡萄糖醛酸化及硫酸盐化清除能力 重型肝炎有CYP2E1及其他各种抗微粒体蛋白的自身抗体。 达到饱和,大部分药物直接经CYP450作用形成N-乙酰一P_苯 至于这些自身抗体与肝细胞损伤间的关系,目前尚不十分清 醌亚胺,可使肝内谷胱甘肽耗竭,N-乙酰一P-苯醌亚胺与肝细 楚。另外,药物性肝病患者外周血中的T细胞亚型也有明显 胞的大分子结合,造成肝细胞坏死。亲电子物质不仅可与内 的变化 维普资讯 http://www.cqvip.com

医学综述2OO8年3月第l4卷第5期Medical Recapitulate,Mar 2O08,Vo1.14,No.5 ・749・ 5细胞凋亡激活 线粒体中的一系列代谢过程与细胞凋亡密切相关,如呼吸链 细胞凋亡是细胞死亡的一种形式,以有机体核裂解和细 中活性氧簇的过度生成、线粒体膜通透性转运孔异常开放、凋 胞的破裂为特征“ 。在细胞凋亡过程中,完整的细胞器和细 亡诱导因子与线粒体细胞色素c释放等“ 。 胞膜分裂成小的膜结合的小体。细胞DNA在核酸内切酶的 7其他 作用下分裂成120—180个碱基对的片段。 除了肝细胞,肝脏中的其他细胞也可成为药物的作用靶。 传统理论认为,肝细胞凋亡通过死亡受体(脂肪酸合成酶 如枯否细胞,一旦激活后便加重肝脏损伤;星状细胞、巨噬细 Fas和肿瘤坏死因子受体1)和死亡配位体(Fas一配位体,肿瘤 胞等也能放大药物的肝毒性作用,并导致纤维化反应和肉芽 坏死因子)之间的相互作用使半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶8激 肿形成;化疗药物能够损伤静脉窦的内皮细胞,引起静脉闭 活或造成线粒体内膜的损伤而释放细胞色素C,细胞色素C 塞;激素治疗可诱导肝细胞去分化,导致腺瘤甚至癌肿形 可与凋亡酶激活因子1结合并激活,继而使半胱氨酸天冬氨 成 。 酸蛋白酶9激活,被激活的半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶9能激 综上所述,药物造成的肝损伤发病机制涉及细胞器损伤、 活其他的半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶如半胱氨酸天冬氨酸蛋白 细胞凋亡、细胞坏死、离子平衡破坏及一系列免疫反应激活过 酶3等,从而诱导细胞凋亡。 程,各种机制之间不是独立存在的,相互之间有着密切的联 当然,这些路径不是完全孤立的,像称为Bid的蛋白质可 系。其中仍有许多不明之处,阐明遗传多态性与药物代谢过 被半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶8活化,引起线粒体释放细胞色 程之间的关系并建立检测基因变异的手段,对认识药物性肝 素C。一定的化学药物能够通过直接激活促细胞凋亡途径触 损害具有非常重要的意义,仍需借助多学科对药物性肝损伤 发肝细胞凋亡,或者是通过免疫介导等其他上面所讨论的途 发病机制进行更深入的研究。 径诱导肿瘤坏死因子 释放或激活Fas途径而激发细胞凋 参考文献: 亡。损伤线粒体的化学药物也能够通过细胞色素C的释放 [1]Farah MH,Edwards R,Lindquist M,et a1.International monitoring of adverse health effects associatde wiht herbal medicines[J].Pharm Drug 激发细胞凋亡。胆汁淤积也能够通过促细胞凋亡的胆汁酸如 Safety,2000,9(2):105—112. 甘氨鹅去氧胆酸的活动激发细胞凋亡u 。Fas缺乏但肿瘤坏 [2]Larrey D.Epidemiology and individual susceptibility to daverse drug re- 死因子受体1不缺乏的小鼠肝细胞对甘氨鹅去氧胆酸介导的 actions afectingtheliver[JJ.Semin LiverDis,2OO2,22(2):145—155. [3]厉有名.药物性肝损害的临床类型及诊断策略[J].中华肝脏病 细胞凋亡有抵抗力,Fas.配体缺乏的小鼠也对甘氨鹅去氧胆 杂志,2004,12(7):445. 酸诱导的细胞凋亡具有敏感性l】 。同样,Fas.缺乏小鼠胆道 [4]Dickson RC,Bronk SF,Gores GJ.Glyeine e ̄opmtectina during lethal hepatocellular inj ̄y from daenosine triphosphate deplefion[J].Gastro— 结扎后,与正常的小鼠相比,细胞凋亡减少,半胱氨酸天冬氨 entemlogy,1992,102(6):2098—2107. 酸蛋白酶8激活减少并且肝损伤减少,因此,疏水胆汁酸看起 15j DateM,Matsuzaki K,MatssnhitaM,et oi.Diferentila regulation of ac- 来是通过非Fas受体机制起作用。有人提出一种机制,涉及 tiivnAforhepatocyte growth andfibrnaectin synthesisin ratliverinj ̄y lJJ.J Hepatol,2000,32(2):251—260. 疏水胆汁酸诱导、微管依赖、含Fas的细胞质小囊泡向细胞膜 [6]方新华,杨东亮.细胞色素P450与药物所致肝损伤[J].肝脏, 运输增加,在细胞膜上发生自发齐聚,死亡结构域被激活 J。 2001,6(1):43-46. [7]Tratmer M,Meier PJ,Boyer JL.Moleculra pathogenesis of cholsetasis 这种毒物诱导的死亡受体的运输类型代表了肝细胞损伤的一 lJJ.N Eng J Med,1998,339(17):1217-1227. 种新形式。其他的途径可能包括通过蛋白激酶C激活和线 [8]白文林,张玲霞.药物性胆肝淤积[J].肝脏,2001,6(1):47郴. [9]马小超,屠曾宏.细胞色素P450在药源性肝损伤中的作用[J]. 粒体损伤触发细胞凋亡。除此之外,经CYP450系统生物活化 世界华人消化杂志,2003,】1(3):338.341. 后产生的活化分子能够引起氧化应激,这种氧化应激作为一 1 10J Kaplowitz N.Biochemical and eellular mechanisms of toxic liver injury 种刺激能诱导Fas配位体合成并增加肝细胞凋亡的敏感性。 lJj.Semin Liver iDs,2OO2,22(2):137-144. 111j Farrel GC.Drugs and steatohepatitislJ J.Semin Liver Dis,2OO2,22 6线粒体损伤 (2):185 194. 线粒体是细胞内重要细胞器,参与细胞内三羧酸循环、脂 [12] Jaeschke H.Reactive oxygen and mechanisms of inflammatory liver in. julylJ J.J Gastroenterol Hepatol,2OOO,15(7):718-724. 肪酸代谢、氧化磷酸化等多项重要的生理和生化过程。线粒 1l3j Rust C,Gores GJ.Apoptseis and liver diseaselJj.Am J Med,2OOO, 体膜具有多种离子通道来介导离子转运,离子通道的调节可 108(7):567-574. [14]Bissel DM,Gores GJ,Laskin DL,et a1.Drug-induced liver inj ̄y: 能影响线粒体甚至细胞的功能。随着线粒体上述功能的逐步 mechanissm and test systemslJJ.Hepatol,2001,33(4):1009-1013. 阐明,发现多种药物的作用靶点位于线粒体膜或线粒体内酶 [15]Fatrbion WA,Guieeiardi ME,Miyoshi H,et a1.Toxic bile salts induce 复合物,其药理作用主要通过调节线粒体呼吸链功能、代谢酶 rodent hepatoeyte apoptseis viadirect activation ofFas[J].ClinInvest, 1999,103(1):137.145. 活性、膜通透性来实现 。药物能损伤线粒体结构、酶或 116j SodermanT,Bronk SF,RobeasPJ,et a1.Bile saltsmediate hepatoeyte DNA合成,能够破坏 脂质氧化和肝细胞氧化能量的产 apoptosis byincreasing cell surface trafifckingofFas[J].Am J Physiol Gastrointset Liver Phy ̄ol,20O0,278(6):992—999. 生 ’ J。长期阻断一氧化导致肝细胞小泡脂肪变性,轻、重度 [17]龙建纲,汪振诚,王学敏.线粒体:新的细胞内药物作用靶点 损伤均可引起小泡脂肪变性,重症亦可导致肿衰竭和死亡。 [J].中国药理学通报,2003,19(8):859—863. 此型损伤可由多种药物引起,阿司匹林、丙戊酸、四环素类等 1l8j Pessayre D,Mansouri A,Haouzi D,et .Hepatotoxicity due to mito— chondrila dysfunction[J].Cell Biol Toxinel,1999,15(6):367-373. 可能抑制 氧化,胆汁酸、胺碘酮则单独或同时破坏氧化磷酸 119j Jonsson JR,Edwards Smiht cJ,Catania SC,et .Expression of cyto— kines and fcators modulating apoptosis by human sinusoidal leucocytes 化消耗肝细胞能量,一些抗病毒的脱氧核苷类似物(如放射性 lJJ.J Hepatol,20O0,32(3):392・398. 同位素化合物)能通过抑制DNA多聚酶破坏线粒体DNA合 [20]DeLeve LD,Shulman HM,McDonald GB.Toxic inj ̄y to hepatic sinu— 成,导致线粒体DNA和线粒体的消耗而使肝细胞死亡。 soids sinusoidal obstruction snydrome(veno-occlusive disease)[J].Se- imn laver Dis,2OO2,22(1):2742. 近年来研究表明,线粒体是介导细胞凋亡的重要细胞器, 收稿日期:2007-06-06修回日期:20O7—12-07 

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