文良志，孙文静，刘凯军，王 斌，魏艳玲，陈东风，崔红利

吡咯里西啶生物碱性肝损伤研究进展

文良志，孙文静，刘凯军，王 斌，魏艳玲，陈东风，崔红利

在我国，传统中药的不合理使用是药物性肝损伤最常见的原因。近年来，土三七等传统中药所致肝窦阻塞综合征（hepatic sinusoidal obstruction syndrome, HSOS）的发病率逐渐升高，其主要药效成分吡咯里西啶生物碱（pyrrolizidine alkaloids, PAs）的肝毒性也逐渐被重视。国内外诸多研究进一步明确了PAs对肝脏的损伤作用，尤其对PAs所致HSOS的作用机制、临床表现、自然病程及治疗进行深入阐述，同时亦发现PAs除可引起HSOS外，还可通过其二级代谢产物与DNA所形成络合物激活代谢活化机制，进而诱导肝癌的发生。

药物性肝损伤；吡咯里西啶生物碱；肝窦阻塞综合征；肝癌

药物性肝损伤（drug-induced liver injury, DILI）是目前临床上比较常见的肝脏疾病之一，发病率逐年上升，仅次于病毒性肝炎、脂肪性肝病[1-2]。在我国，由于中草药的广泛应用，由其导致的DILI发病率逐渐升高。据统计，在DILI的病因中，传统中药居首位，约占23%[3]。其中尤其以土三七导致的肝窦阻塞综合征（hepatic sinusoidal obstruction syndrome, HSOS）较为常见。吡咯里西啶生物碱（pyrrolizidine alkaloids, PAs）则是土三七的主要药效成分。近年来，针对PAs肝毒性的研究取得较大进展，本文就此研究进展作一综述。

1 PAs

PAs，也被称作脱氢-PAs或者1，2-脱氢-PAs，是一类常见的天然植物毒性成分，广泛存在于3%（约6000余种）的有花植物中，其中以菊科、兰科、豆科和紫草科植物中PAs含量最为丰富[4]。在我国，至少有50多种植物含有PAs，菊科植物是含PAs分布最广的植物种类，土三七也叫菊三七，即属于菊科[5]。PAs可引起肝损伤，是HSOS的主要致病原因之一，近年来，由于其应用广泛，其所致肝损伤的发生率逐渐增加[6]。因此，国内外专家学者逐渐开始重视PAs的肝毒性，并针对PAs的肝毒性及其机制进行了一系列的研究。

PAs肝毒性作用最为常见且突出。PAs本身不具有毒性，毒性主要来自于其代谢产物——代谢性吡咯。而代谢性吡咯主要在肝脏中产生，因此，肝脏是PAs毒性损害的靶器官。PAs由此亦被称为肝毒性PAs。PAs的结构由千里光次碱和千里光次酸两个基本成分构成，大致可分为饱和型和不饱和型两类，其中饱和型为低毒或无毒，而不饱和型则有较强肝毒性。不饱和型PAs环的1，2位上的双键可形成烯丙醇酯结构，该结构能迅速与肝细胞中的酶、蛋白、DNA及RNA等亲核基团结合发生烃化反应，从而使肝细胞膜、内质网、线粒体等细胞器受损而产生功能障碍，从而发挥较强的肝细胞毒性，造成肝损伤[4，7]。

PAs的肝毒性在临床上主要表现为肝细胞出血性坏死、肝巨细胞症以及HSOS，其中以HSOS最常见且最具特征性。近年来的研究亦发现PAs还具有很强的肝脏致瘤性[8]，因此本文对PAs与HSOS、肝细胞癌的关系和机制进行深入探讨。

2 PAs所致HSOS

HSOS是指以肝窦阻塞伴有或不伴有肝小静脉闭塞为主要病理特点，以腹胀、腹痛、黄疸、肝肿大、腹水等为主要临床表现的疾病。常于造血干细胞移植后以及服用含PAs的中草药后发生[6，9]。临床上因服用PAs所致的HSOS病例也越来越多。1920年，Willmot和Robertson在《柳叶刀》杂志上首次报道HSOS，且病理研究发现该病以肝小静脉闭塞所致肝淤血为主要特点，故命名为肝小静脉闭塞病[10]。但是随后有研究者发现该病早期的病理特点以肝窦阻塞为主，病情逐渐发展可导致肝小静脉受累，故该疾病随后被命名为HSOS[11]。

2.1 PAs导致HSOS的作用机制 ①氧化应激。PAs经肝脏中细胞色素P450氧化后可生成具有肝毒性的代谢产物，如PA-氮-氧化物和脱氢-PAs（也称DHP脂，水解后形成DHP）等，统称为代谢性吡咯。Yang等[12]首次证实PA-氮-氧化物可诱导人HSOS，进一步研究发现其可在体内通过代谢活化实现生物学转化，进而形成吡咯-蛋白络合物导致肝毒性损伤。吡咯代谢物生成后即进入细胞中，可与酶、蛋白、DNA及RNA等亲核基团结合发生烃化反应，从而导致肝损伤，其中脱氢-PAs毒性最强。但是脱氢-PAs很不稳定，可进一步与谷胱甘肽（glutathione, GSH）形成毒性较弱的GSDHP，或水解为基本无毒的DHP。有研究发现PAs所致HSOS的肝损伤主要集中于肝腺泡分区的第三区带，其原因在于肝腺泡第三区带肝细胞含有丰富的细胞色素P450，但该区带中作为解毒物质的GSH含量较少，肝窦内皮细胞中的GSH含量更少。因此，PAs经氧化应激作用后更容易造成肝窦及肝小静脉内皮损伤[6]。②诱导肝细胞凋亡。有研究发现PAs可通过下调抗凋亡蛋白Bcl-X或p53表达，增加促凋亡蛋白Bax的表达进而抑制肝细胞增殖，诱导肝细胞凋亡[4，13]。亦有研究发现随着PAs剂量增加，其诱导肝癌细胞Huh7.5凋亡的毒性越强，同时亦可促进肝癌细胞自噬拮抗凋亡效应，对肝癌细胞造成损伤，其诱导的自噬效应在不同结构和不同种类的PAs中具有较大差异[14]。 ③炎症反应。PAs可刺激单核细胞分泌TNF-α、IL-1β、ET-1等细胞因子，而 TNF-α可诱导正常内皮细胞凋亡，且炎症因子TNF-α、IL-1β等也可维持血液高凝状态，在HSOS的发生发展中具有重要作用[15]。④肝窦内皮细胞中一氧化氮的耗竭，基质金属蛋白酶表达增多，血管通透性改变，血管内皮生长因子表达增多及凝血机制异常等均被认为参与了HSOS 的发生发展[16-17]。

2.2 PAs所致HSOS的临床表现及自然病程 一项包含102例病例资料的研究表明，PAs所致HSOS以腹胀（99.0%）、腹痛（69.6%）、肝肿大（93.5%）、腹水（97.7%）、黄疸（63.5%）等为主要临床表现[18]。HSOS的CT影像具有特征性表现，有研究分析临床资料后提示肝脏CT检测对诊断HSOS具有较高敏感性[19]。其CT影像表现为：①平扫期肝脏弥漫性肿大，肝脏密度呈斑片样不均匀减低；②增强动脉期肝内可见斑片样“地图状”强化；③门静脉期呈特征性的地图状、不均匀斑片状强化和低灌注区；④延迟期肝内仍可有斑片、地图状的低密度区存在[20-22]。自然病程可分为急性期、亚急性期及慢性期3个过程[23-25]。急性期：PAs对肝细胞及肝窦内皮细胞皆有毒性，但是以肝窦内皮细胞损伤为主，PAs可引起肝窦内皮细胞凋亡坏死，导致肝窦狭窄或闭塞，肝窦纤维化，血流受阻，肝细胞进一步变性和坏死，最后导致中央静脉纤维化，管腔狭窄和闭塞。亚急性期：肝窦胶原沉积、小静脉管壁硬化、静脉内层胶原的进一步沉积。慢性期：继发肝细胞的进一步坏死和静脉的闭塞，导致弥漫性肝淤血、缺氧，肝细胞变性及坏死，进而进展为肝纤维化及肝硬化。

同时，肝脏的基础疾病，如病毒感染、酒精性或非酒精性脂肪性肝病等，可诱导肝窦内皮细胞异常表达粘附分子以及促凝血因子，可促进和加重PAs对肝细胞及肝窦内皮细胞的损伤[26-27]。

2.3 治疗 HSOS缺乏统一有效的治疗手段，病死率较高。因此，避免肝毒性药物的使用，预防该病的发生以及早期诊疗是该病的防治重点。常规治疗手段包括：①在避免其他肝毒性药物使用的同时，利尿保肝，改善肾血流量，维持正常肝肾功能；②低分子肝素等抗凝及抗栓治疗；③针对低蛋白血症、胸腹水等可给予补充白蛋白及穿刺引流胸腹腔积液等对症支持治疗；④熊去氧胆酸减轻胆汁淤积。具有争议的治疗手段包括：①去纤苷有促进纤溶和抗血栓形成作用，并且无明显全身抗凝作用，美国和欧洲国家的临床试验表明，根据病情酌情使用去纤苷后HSOS临床症状完全缓解率达42%[28]；②糖皮质激素治疗；③经颈静脉肝内门体静脉分流术（transjugularintrahetic portosystemic shunt, TIPS）可缓解门脉高压，但容易并发如肝脏灌注不全引起的肝衰竭及反复发作的肝性脑病，故须谨慎选择TIPS治疗；④肝衰竭患者可选择肝移植，但由于肝源紧缺及费用昂贵等原因，该治疗手段应用受到众多限制。

3 PAs激活代谢通路进而诱导肝癌发生

1954年，Schoental等[29]报道倒千里光碱可诱导大鼠发生肝癌。1970年，有研究在大鼠等动物模型中发现一系列的PAs可导致肿瘤形成，以肝癌为主[30]。迄今，已有超过20种纯化后的PAs、PA-氮-氧化物、脱氢-PAs以及其他植物提取物可诱导啮齿类动物肝癌形成[31]。目前已发现的660余种PAs和PA-氮-氧化物中，约50%具有不饱和千里光次碱结构，含有该结构的PAs具有细胞毒性、基因毒性及致瘤性。由于PAs种类较多，因此，明确PAs诱导肝癌形成的机制难度较大。但是，近期的研究发现PAs所致肝毒性具有共同的代谢激活机制，即DHP-DNA络合物的形成。

PAs在肝脏中经细胞色素P450氧化代谢为DHP，DHP经氮-乙酰半胱氨酸、GSH、半胱氨酸代谢后形成二级代谢产物，如7-GS-DHP、9-GS-DHP、7-半胱氨酸-DHP、7-氮-乙酰半胱氨酸-DHP等，上述二级代谢产物可与DNA络合形成DHP-DNA络合物[31]。有研究发现DNA络合物与黄樟素所致肝肿瘤形成密切相关。进一步研究也发现DHP-DNA络合物可导致多种基因突变，最终诱导肝癌形成。而且DHP-DNA络合物的形成具有细胞类型特异性，其主要在肝窦内皮细胞而不是肝实质细胞中形成，该研究结果与PAs所致HSOS病理损伤特征具有一致性[23]。因此，PAs的二级代谢产物与DNA所形成的DHP-DNA络合物可诱导肝癌发生。该代谢激活途径是所有肝毒性PAs植物导致肝癌发生的共同机制。利用同位素32P标记/高效液相色谱法以及HPLC-ES-MS/MS等方法可检测人体外源性DNA络合物的含量，因此，DHP-DNA络合物具有成为评估肝癌发生发展的生物学标志物的潜能。

4 展 望

在我国，传统中草药使用人群较广，特别是在欠发达地区中草药的使用更加普遍，随着近年来中药制剂的疗效与作用机制愈发明确，传统中草药的使用人群进一步扩大，但是目前缺乏针对传统中草药使用的有效监管，导致PAs等所引起的DILI发病率逐年升高。1989年，WHO即发布了《吡咯里西啶类生物碱的健康和安全指南》，同时许多西方国家已对含有PAs植物的药品均发布了禁止或限制出售的规定。但是，我国尚未制定出中草药中PAs含量的限量标准。因此，目前急须制定有关传统中草药使用的相关指南和标准，促使我国传统中草药规范化、标准化及个体化使用。同时，鉴于PAs具有严重的肝毒性，早期无特征性临床表现，诊断比较困难，缺乏有效的治疗方式，预后不佳，病死率较高。因此，临床中遇到肝损伤的患者，详细询问是否有中药使用史，特别是土三七、千里光等的用药史，要充分考虑PAs肝损伤的可能性，早期诊断和治疗对PAs所致HSOS等肝脏疾病具有重要意义。

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（2017-08-03收稿 2017-08-15修回）

（本文编辑 胡 玫）

Research progress of pyrrolizidine alkaloids induced liver injury

WEN Liang-zhi, SUN Wen-jing, LIU Kai-jun, WANG Bin, WEI Yan-ling, CHEN Dong-feng, CUI Hong-li*
Department of Gastroenterology, Daping Hospital and the Research Institute of Surgery of the Third Military Medical University,Chongqing 400042, China

Abuse of traditional Chinese medicine is the most common risk factor of drug-induced liver injury in China. As the morbidity of hepatic sinusoidal obstruction syndrome caused by “Tusanqi” is increasing gradually, the hepatotoxicity of pyrrolizidine alkaloids as the main component of “Tusanqi” has been paid more attention. In the current studies, the mechanism, clinical manifestation, natural course and therapy of hepatic sinusoidal obstruction syndrome induced by pyrrolizidine alkaloids have been explored and demonstrated. Furthermore, pyrrolizidine alkaloids shows its role as a liver tumorigenesis which is mediated by one of a common metabolic activation pathways via the metabolic product-DNA complex.

drug-induced liver injury; pyrrolizidine alkaloids; hepatic sinusoidal obstruction syndrome; hepatocellular carcinoma

R595.3

A

1007-8134(2017)04-0209-04

10.3969/j.issn.1007-8134.2017.04.006

国家自然科学基金青年项目（81600455）

400042 重庆，第三军医大学大坪医院野战外科研究所消化内科（文良志、孙文静、刘凯军、王斌、魏艳玲、陈东风、崔红利）

崔红利，E-mail： 2465517206@qq.com

*Corresponding author, E-mail： 2465517206@qq.com