吴培培，李　奕，乔海灵，杨　静

(郑州大学临床药理研究所，郑州 450052)

药疹为药物超敏反应的特殊类型之一，又称为皮肤药物不良反应(cutaneous adverse drug reactions，cADRs)。抗癫痫类药物是导致cADRs的常见因素，如卡马西平(carbamazepine，CBZ)、苯妥英钠(phenytoin，PHT)、拉莫三嗪(lamotrigine，LTG)等药物均可产生cADRs。cADRs包括重症药疹和非重症型药疹2类，非重症药疹症状较轻，一般停药或使用抗过敏药物即可痊愈；重症药疹如Stevens-Johnson综合征(Stevens-Johnson syndrome，SJS)、中毒性表皮坏死松解症(toxic epidermal necrolysis，TEN)，起病较急，症状较重，常累及皮肤黏膜、内脏及四肢。90%以上的严重皮肤反应发生在用药后2个月，发生率约为110 000～11000，其中SJSTEN的致死率高达30%[1]。本文对抗癫痫药物引发药疹可能的机制进行综述(图1)。

图1　抗癫痫药物引发药疹的发病机制[2-3]Fig 1　Mechanisms of antiepileptics-induced hypersensitivity reactions　　　KC：角质形成细胞；LC：朗格汉斯细胞；MHC：主要组织相容性复合体；TCR：T细胞受体

遗传学机制

人类白细胞抗原(human leucocyte antigen，HLA)基因是人类基因调控人体免疫应答特异性及影响个体疾病易感性差异的主要多态性系统[4]。许多研究表明，抗癫痫类药物、磺胺类抗菌药及苯并噻嗪类抗炎药等引发的药疹与HLA-B相关。HLA基因在人群中分布具有种族差异，这为研究药疹的发生机制及防治提供了一定的实验基础及依据。

HLA-B*1502流行病学

2004年Chung等[5]学者首次报道台湾汉族人群服用CBZ后出现SJS/TEN症状与HLA-B*1502等位基因显著相关。2006年Hung等[6]进一步扩大样本量，研究对象包含台湾地区、香港地区、大陆地区及美国的汉族或汉裔后代，检测了6p21.3区域包括HLA-B基因位点在内的共220个单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms，SNP)，以及CBZ药物代谢酶基因的159个SNPs，进一步证实了CBZ引发的SJS/TEN与HLA-B*1502等位基因相关。Man等[7]在研究24例香港地区汉族患者服用抗癫痫药物引发药疹中发现，4例CBZ致SJS、1例LTG致SJS及1例PHT致SJS患者均携带HLA-B*1502等位基因。除CBZ外，奥卡西平、PHT及LTG等抗癫痫药物都能导致严重皮肤反应，但由于样本数量较少，尚需进一步扩大样本量明确其与HLA-B*1502的相关性[8]。笔者的研究结果也显示HLA-B*1502与CBZ引起的SJS/TEN有较强的相关性，且mRNA表达水平显著高于耐受组[9]。

HLA-B*1502与种族差异

2项欧洲人有关CBZ致SJS与HLA-B*1502关联性研究提示，对高加索人而言，HLA-B*1502并非预测CBZ引发严重皮肤反应的有效生物标志物[10-11]。Locharernkul等[12]的研究发现，服用CBZ和PHT出现SJS的泰国患者均携带有HLA-B*1502等位基因。印度与马来西亚地区的研究也显示CBZ致SJS/TEN与HLA-B*1502存在很强的相关性[13-14]。而日本地区的研究并未检测到HLA-B*1502基因[15]。HLA-B*1502等位基因的分布具有明显的种族差异，东南亚人群中的分布频率最高，在2%～22%之间，而高加索人则<1%，这就可以解释在东南亚地区CBZ导致SJS/TEN高发，而在白种人中显著减少的现象。

HLA其他位点

Hung等[6]首次报道HLA-A*3101与CBZ致斑丘疹(maculopapular eruption，MPE)/超敏反综合征(hypersensitivity syndrome，HSS)有一定相关性。Kashiwagi等[16]研究日本地区CBZ所致cADRs患者时也发现，HLA-A*3101与CBZ引发的药疹有较强的相关性。最近1项欧洲的研究也显示，HLA-A*3101与CBZ所致过敏反应相关，HLA-A*3101的存在使过敏反应的发生率从5.0%提高到26.0%[17]。同样，HLA-A*3101的分布也存在种族差异，在日本人群中的分布频率较高，可达9.1%，欧洲北部的分布频率在2%～5%之间，在汉族人群中分布频率较低，只有1.8%[18]。另外还有报道提示，抗癫痫药物引发的药疹与HLA-A*0206、HLA-B*1511、HLA-B*4801、HLA-B*1301等基因有关，但由于样本少，需扩大样本量再进行研究。

免疫学机制

目前认为药疹的发生是一种免疫应答反应，当机体的免疫系统受到外源性或内源性抗原刺激后，体内的淋巴细胞能够识别抗原分子，并发生活化、诱导，进而表现出一系列的免疫反应。一般抗原引发免疫应答需要抗原肽-主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex，MHC)分子与T细胞受体(T cell receptor，TCR)-CD3分子之间的相互作用，T细胞及抗原提呈细胞(antigen presenting cell，APC)表面的协同刺激分子及其受体的相互作用，以及分泌的细胞因子直接作用于T淋巴细胞导致辅助性T细胞(helper T cells，Th)1型或Th2型反应。由于药疹类型不同，其引发的症状也不同，参与免疫反应的T细胞表型及细胞因子的类型也不同。许多研究发现，药物特异性T细胞存在于SJS/TEN患者皮损部及大疱液内。

由于药物或其代谢产物均为小分子化学物质，本身并不能够激发免疫反应，有研究者提出了半抗原假说，即药物或其代谢产物作为半抗原与蛋白或多肽共价结合后，经过细胞处理再呈递给MHC分子，从而被特异性MHC分子相关的T淋巴细胞激活[19]。目前，也存在另一假说，认为药物引发的免疫反应是药物与免疫受体之间的直接作用，被称之为p-i假说，即药物可以直接与MHC分子匹配的T细胞受体非共价结合[20]。这2种假说均提示，药疹的发生需包括特异性MHC分子、T细胞受体及药物修饰抗原之间的相互作用。

MHC-TCR-药物途径

2007年，台湾学者Yang等[21]对HLA-B*1502结合的多肽进行研究，发现CBZ或其代谢物与HLA-B*1502 结合的多肽之间以非共价结合，从而引发SJS/TEN患者细胞毒性T细胞反应。目前MHC分子的真正结构还不清楚，但HLA等位基因的多态性及表型决定了不同药物所致的皮肤损害与特异性HLA等位基因相关。在研究CBZ、苯巴比妥及LTG过敏时，研究者还检测到药物特异性T细胞克隆均表达αβT细胞受体，其中以T细胞受体Vβ5.1表达居多，他们认为Vβ5.1在抗癫痫药物过敏反应中起重要作用[3,22-23]。台湾研究者曾指出同样携带HLA-B*1502基因，有些人发生过敏反应，而有些人却表现为耐受，这主要与TCR Vβs(如TCR Vβ11)及特异性T细胞克隆有关，耐受人群由于不表达这些TCRs，所以不会引发过敏反应[24-25]。

细胞毒性T细胞

在抗癫痫药物引发药疹的研究中发现，在MPE和HSS患者的皮损处存在浸润的CD4+T细胞，在SJS和TEN患者的皮损处及水疱液中发现了CD8+T细胞成分，提示CD8+表型占优势，即CD8+T细胞介导的细胞毒反应是SJS及TEN的主要的反应[26-27]。有报道显示MHCII类抗原细胞可呈递CBZ，以被CD4+T细胞受体识别，可以表明严重的皮肤反应与MHC依赖的T细胞激活呈递药物或其代谢产物有关[22]。许多研究表明，细胞毒性T细胞可通过穿孔素/颗粒酶途径、Fas/Fas配体途径、颗粒溶素途径，以及分泌肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor，TNF )-α、干扰素(interferon，IFN)-γ、白细胞介素(interleukin，IL)-5、巨噬细胞炎性蛋白(macrophage inflammatory protein，MIP)-1α等细胞因子，杀灭自体淋巴细胞和角质形成细胞，造成严重损害[28-29]。

穿孔素/颗粒酶途径

Nassif等[30]的研究表明，细胞毒性T细胞主要通过穿孔素/颗粒酶B途径诱导细胞凋亡。SJS/TEN患者的疱液中也可检测到穿孔素/颗粒酶B的mRNA表达水平显著增高，与疾病的严重程度相关。细胞毒性T细胞释放的穿孔素在靶细胞膜上形成许多16 nm的小孔道；颗粒酶是一种丝氨酸蛋白酶，通过孔道进入靶细胞内活化半胱氨酸蛋白酶8(caspase8)，从而触发级联反应导致角质形成细胞的凋亡。

Fas/FasL途径

Fas/FasL是诱导SJS/TEN患者细胞凋亡的另一重要途径。Viard等[31]的研究表明Fas的激活能引发靶细胞的凋亡，细胞质中Fas的死亡区域通过改变构象结合FasL，Fas-FasL引发Fas相关死亡区域蛋白结合Fas死亡区域和活化caspase8，从而触发级联反应使细胞内DNA的降解，导致角质形成细胞的凋亡，在SJS/TEN患者的血清中发现可溶性Fas配体(Fas-ligand，sFasL)的表达显著增加。Murata等[32]认为监测血清中sFasL的水平有助于SJS/TEN的早期诊断。

颗粒溶素途径

近年来的研究表明，颗粒溶素在SJS/TEN的发展过程中起着重要的作用。颗粒溶素是细胞毒性T淋巴细胞(cytotoxic lymphocyte，CTL)和自然杀伤细胞(natural killer cell，NK)中具有细胞毒性的颗粒蛋白，具有广泛的抗菌、抗肿瘤活性[33]。Chung等[34]研究发现SJS/TEN患者皮肤病灶处分离出的水疱液主要是由CTL和NK组成，检测颗粒溶素的浓度是穿孔素/颗粒酶B、sFasL浓度的2000～3000倍，若将颗粒溶素去除则细胞毒性将大大减小。颗粒溶素在水疱液中以15kDa分泌型存在，将其注入小鼠皮肤会产生SJS/TEN相似症状，这些发现证明杀伤性T淋巴细胞和NK通过释放分泌型颗粒溶素引起SJS/TEN患者表皮细胞大量坏死。在正常人体内，颗粒溶素有重要的生物防护作用，可杀伤外来病菌或恶性肿瘤细胞；然而，特殊体质患者会在服用特定药物或被病毒感染时，这种原本不会伤害自体细胞的毒性蛋白会大量释放到细胞外，攻击自体细胞，并扩散到全身，造成皮肤及黏膜细胞死亡，甚至引起器官衰竭。这种机制可能是主动防御的最后一道防线，分泌型颗粒溶素杀死机体入侵者的同时，也导致了不利的、不期望的细胞凋亡和组织损伤。Abe等[35]的研究也表明，测定颗粒溶素有助于SJS/TEN的鉴别和诊断，为研究SJS/TEN的发病机制、诊断及治疗提供了一个新的靶点。

药物代谢机制

目前认为药物是引发药疹的最主要原因。药物进入人体内可直接或经药物代谢酶代谢后，与蛋白分子或多肽类形成半抗原-载体复合物，进而通过APC的处理、提呈及特异性免疫细胞的识别、增殖及反应等机制引发一系列的免疫应答反应。药疹的发病机制可能与芳香族抗癫痫药物的代谢过程有关。芳香族抗癫痫药物在细胞色素P450酶的作用下，氧化代谢产生中间产物芳香类氧化物，这些中间代谢产物再通过肝药酶及环氧化物水解酶转变成溶于水的代谢产物通过肾脏排除体外。但部分患者由于肝脏中环氧化物水解酶缺乏，中间代谢产物在体内不能通过生物转化或解毒排出，从而在体内积聚并且结合成大分子物质，进而诱导细胞凋亡，同时还可激活特异性T细胞，启动机体免疫反应。

病毒感染

药疹的发生除药物因素外，还与其他因素相关。近年来，许多关于临床药疹病例的研究均发现，部分患者即使停用致敏药物，病情仍未好转，可能与病毒感染有关[36]。研究发现，药物超敏综合征(drug-induced hypersensitivity syndrome，DIHS)患者体内存在潜伏感染病毒的再激活，包括人类疱疹病毒(human herpesvirus-6，HHV)-6、HHV-7、EB病毒(Epstein-Barr virus，EBV)、巨细胞病毒(cytomegaoviyns，CMV)，但主要与HHV-6的再激活密切相关[37]。DIHS早期药物特异性T细胞活化出现迟发型T细胞免疫效应，机体免疫功能不全导致体内潜伏的HHV-6等病毒再激活，所以，即使停药，患者仍会出现第2次高峰症状。因此在发生药疹的初期，临床医务工作者应监测患者体内潜伏的HHV-6是否激活，其免疫学的改变可作为发生DIHS的预警。

药疹的预防

疾病的预防比治疗更重要。在服药过程中，可以通过监测血药浓度预防药物过量，同时需密切关注患者出现的任何不良反应，及时诊治，以防重症药疹的发生。有药物过敏史的患者应避免再次服用致敏药物。目前，随着药疹基因水平的深入研究，用药前筛查致敏基因成为一种新型的预防手段。2007年12月，美国食品和药物管理局发布关于CBZ的安全性信息，信息提出CBZ会导致严重甚至致命的SJS和TEN，尤其是携带HLA-B*1502等位基因的患者更易发生。因此，建议医务工作者在给予患者应用CBZ前，先进行基因检测，如果患者携带HLA-B*1502等位基因，则不建议服用CBZ，除非药物预期收益明显大于严重皮肤反应风险；一旦使用该药，需提醒患者监测任何皮肤反应的症状，一旦出现，应立即就医。即使经检测HLA-B*1502基因为阴性的患者，仍有可能出现不良反应，服药后仍需警惕[38]。Locharernkul等[39]通过成本-效益分析表明，服用CBZ前筛查 HLA-B*1502 基因的成本要比出现SJS/TEN后的治疗费用低。近期，台湾地区开展了大规模试验，给予需要应用CBZ的患者进行服药前HLA-B*1502基因筛查，阳性患者建议选用其他抗癫痫类药物，阴性患者根据需要选择药物，通过长期观察发现，CBZ致SJS/TEN 的发生率从0.23%降至0[40]。因此，笔者认为HLA-B*1502基因筛查是预防CBZ致SJS/TEN的重要手段。然而，目前推广HLA-B*1502生物标记检测还有一定难度，需要快速、简单、低成本的筛选实验进行推广。

总　　结

药疹的发生与很多因素相关，其中以基因多态性的研究最为深入。药疹的发生具有明显的基因易感性和种族特异性，HLA-B*1502等位基因阳性患者服用抗癫痫药物CBZ导致SJS/TEN的风险明显增加，汉族人群表达HLA-B*1502等位基因的频率明显高于其他种族。但耐受患者可携带HLA-B*1502等位基因却未出现不良反应，因此只检测HLA-B*1502等位基因预防药疹的发生存在一定的假阳性率。通过本室的研究显示，重症药疹组HLA-B*1502 mRNA表达水平显著高于耐受组，且TCR Vβ11谱型均发生漂移，检测HLA-B*1502 mRNA表达水平和TCR Vβ11谱型可以作为预防重症药疹的重要指标。但仍需要进一步探索其上游或下游的发病机制。因此，对药疹发生机制的了解，可以更好的预防其发生和进行及时的诊治，降低用药风险，使临床用药更加合理、规范。

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