王巧玲， 邹正升,2

1 北京大学医学部， 北京 100071； 2 解放军总医院第五医学中心 非感染性肝病诊疗与研究中心， 北京 100039

药物性肝损伤(drug-induced liver injury，DILI)是指化学药物、中草药、生物制剂等及其代谢产物引起的肝损伤[1]。DILI是最常见和最严重的药物不良反应之一[1-2]，重者可致急性肝衰竭甚至死亡[3]。近10年来，DILI发病率有逐年升高趋势。有学者[4]对2012年-2014年来自中国大陆66个中心的患者病例进行分析，发现1.69%的患者被诊断为DILI，估计我国DILI的年发生率约为23.8/10万，明显高于西方国家。

CYP450酶是临床药物代谢研究的重要代谢酶之一，参与多种药物的代谢，仅少数药物经单一的CYP450酶代谢。CYP450酶具有基因多态性，等位基因的改变将导致酶活性增加或减弱甚至灭活。药物在体内的药效动力学差异往往是由于CYP450酶基因型分布存在较大个体差异以及种族差异所致，因此CYP450酶的基因多态性对DILI的作用也越发引起重视，人们试图找出CYP450酶基因多态性与DILI的关系。目前研究发现与DILI相关的CYP450酶家族中，比较重要的亚家族有CYP1A2、CYP2C9、CYP2C19、CYP2D6、CYP3A4。

1 与DILI相关的CYP450酶的基因多态性

1.1 CYP1A2 CYP1A2主要分布于肝脏，现已发现CYP1A2催化代谢众多药物，尤其是精神药物。CYP1A2具有基因多态性，其基因表达和酶活性都存在较大的个体差异，高达10～200倍。CYP1A2*1C和CYP1A2*1F这2个突变型是最具功能意义的，直接影响CYP1A2酶活性的高低。CYP1A2*1C是CYP1A2基因的重要亚群，在亚洲人群中不仅突变率高且功能稳定。CYP1A2*1C可以降低CYP1A2的活性，该突变类型发生在迟发性运动障碍的精神分裂症患者中概率较大，另外CYP1A2*1C也与茶碱清除率密切相关，可以导致其代谢速度减慢进而在体内蓄积，故出现药物不良反应的频率也高于其他患者[5]。黄草乌酒、黄樟脑(细辛挥发油成分)可抑制CYP1A2的表达，引起代谢毒物蓄积机体内，诱发肝损伤[6-7]。舍曲林、大黄素(何首乌的主要成分之一)、黄芪颗粒和黄芪注射液、三七总皂苷可诱导CYP1A2的表达上调，明显提高酶活性，需警惕联合使用，避免引发肝损伤[8-11]。

1.2 CYP2C9 CYP2C家族是哺乳动物中CYP450酶家族最大的亚家族，CYP2C9是该家族的主要成员，占肝微粒CYP450酶总量的20%，大约16%的临床常用药都由该酶催化。CYP2C9基因多态性是引发肝毒性的重要危险因素，风险上升7.50倍。CYP2C9具有遗传多态性，其中CYP2C9*2和CYP2C9*3突变体的突变率较高，使得CYP2C9对药物的代谢速度降低几十倍，大大改变药物在体内的清除率从而引起药物积蓄。携带CYP2C9*3突变基因的个体可能更容易出现非甾体类消炎药不良反应的症状；CYP2C9与华法林的关系备受关注：CYP2C9会减缓华法林的代谢速度，增加其在体内的堆积时间，增加出血风险，但并无肝损伤报道[12-13]。CYP2C9*31075AC基因型在酒精和奈韦拉平联用情况下易诱发肝毒性；丹参片中的丹酚酸B及丹参酮ⅡA可能通过诱导CYP2C9酶的活性而加快原型药物氯沙坦钾在大鼠体内的代谢,需警惕这两者联合用药引起的肝损伤[14-15]。

1.3 CYP2C19 CYP2C19在药物代谢方面发挥着非常重要的作用，主要参加了地西泮、普萘洛尔、奥美拉唑、华法林等药物的代谢过程[16]。根据CYP2C19基因型可划分出5种表型，亚洲人多见于弱/慢代谢型和中间代谢型表型。CYP2C19弱代谢者完全缺乏CYP2C19的代谢能力，如用CYP2C19底物处理的CYP2C19弱代谢者则会引起药物意外的肝损伤。CYP2C19的主要等位基因有CYP2C19*2、CYP2C19*3和CYP2C19*17。CYP2C19*3会增加CYP2C19的活性，是应用了盲肠结扎穿孔术的小鼠肝细胞毒性的危险因素[17]。在抗血小板治疗中，CYP2C19(*2、*3)基因功能缺失可能引起氯吡格雷抵抗与抗结核药物的易感性，但前者暂未发现有引起肝脏不良反应报道，后者发现与抗结核药物肝损伤(antituberculosis drug hepatitis,ATDH)相关。非那西丁和奥美拉唑抑制CYP2C19酶的表达，增加其在大鼠体内的吸收导致代谢减慢，易造成某些主要经肝脏代谢的药物蓄积进而引发肝损伤。另外，CYP2C19在抗抑郁药的代谢中非常重要，但国内外前后发现CYP2C19基因多态性表达的酶虽影响了肝内相关蛋白的表达，但尚不足引起肝损伤，故CYP2C19基因多态性可能与抗抑郁药治疗引起肝功能改变无关[18]。

1.4 CYP2D6 CYP2D家族是第一个发现具有基因多态性的CYP450酶亚家族，CYP2D6是该家族最有效的一个亚型。CYP2D6参与20～30种药物的代谢，包括异喹胍、美托洛尔、心律平、去甲替林等。CYP2D6的众多等位基因中突变率较高的有CYP2D6*10、CYP2D6*4和CYP2D6*2，具有明显的种族差异性，在中国人群与西方人群的分布具有很大差异：亚洲人群CYP2D6*10基因存在率为33%～43%，白种人群仅为2%～5%；中国女性CYP2D6*4发生率为51%～57.4%，白种女性仅为5%。目前的遗传分析表明，CYP2D6 rs1135840是发生ATDH和白细胞减少症的潜在药物基因组预测因子。Hu等[19]和Zhang等[20]也发现CYP2D6会增加部分中国人群ATDH的风险，若CYP2D6基因突变的人群经过筛查，将有助于减少这部分人群患DILI的可能性。在长期应用曲马多的情况下，CYP2D6表达的增强或正常功能使得曲马多生物活性代谢物积累，增加氧化应激进而引起肝毒性，因此，曲马多的剂量应根据患者的CYP2D6基因分型分析进行调整，以避免肝毒性[21-22]。

1.5 CYP3A4 在CYP3A家族中，CYP3A4与药物代谢最为密切，参与约38个类别(合计共150多种药物)的代谢过程，如强的松、曲格列酮、环孢素A、利多卡因等。急性肝衰竭有关药物的体外肝毒性模型实验[23]提示，CYP3A4高活性是危险因素。CYP3A4存在基因突变，包括CYP3A4*1G、CYP3A4 rs2242480、CYP3A4 rs2246709等，但是相对其他亚家族而言，CYP3A4的等位基因突变率较低，很多研究发现CYP3A4的基因多态性与DILI的相关性较弱：抗结核药物容易引起ATDH，早些年认为CYP3A4*18B可能提高ATDH的风险[24]，但是近年来并没有发现ATDH与CYP3A4基因多态性之间存在明显关系[25]。CYP3A4*1G可以显著降低CYP3A4的活性，但是邱晓燕等[26]未发现CYP3A4*1G和CYP3A4 rs4646437基因多态性与他克莫司的校正谷浓度相关。CYP3A4的等位基因与长期使用羟氯喹引发的肝损伤的关系也存在争议，此外，Tolosa等[27]发现随着CYP3A4活性的增加，曲格列酮的细胞毒性也逐渐增加。故CYP3A4的基因多态性与DILI的相关性也许并不如预期的那么明显，甚至呈现低相关性，仍需进一步验证。

2 CYP450酶在致DILI药物中的特异性表达

在中国引起DILI的主要药物种类有：中草药和膳食补充剂、抗感染类药物(包括抗结核药)、抗肿瘤或免疫抑制剂、抗精神类药、解热镇痛药等[28]。由CYP450酶基因多态性介导而引发DILI的药物，备受瞩目有以下几个：何首乌、异烟肼、对乙酰氨基酚(APAP)和丙戊酸(VPA)。

2.1 何首乌 近年来，中草药引发的DILI报道层出不穷，其中何首乌首当其冲[29]，引起了广泛的关注。何首乌作为经典的中草药，为补肾常用药物，多用于治疗脱发，得到广泛认可。涂灿等[30]验证了何首乌相关肝损伤具备偶发性特征,或为特异质型肝损伤，这与CYP450酶家族的特点相似。何首乌的主要成分大黄素被认为是引起肝损伤的成分之一，直接抑制CYP3A4的表达；何首乌的另一组成成分2,3,5,4’-四羟基二苯乙烯-2-O-β-D-葡萄糖苷可诱导CYP1A2、CYP2E1和CYP3A4的表达并增加其催化活性。动物实验[31-32]中发现高剂量加工的何首乌可以明显抑制大鼠CYP1A2和CYP2E1 mRNA的表达，促进CYP3A1酶活性的表达。若联合APAP使用可进一步促进CYP1A2和CYP3A438的转录表达，但说法不一，CYP450酶基因多态性在何首乌引发的DILI中的作用还需要更多研究。

2.2 异烟肼 异烟肼是一线抗结核药物中不可替代的首选药物。临床资料提示，异烟肼的应用可以引起20%左右的患者出现肝功能改变，甚至出现严重的肝损伤而导致死亡。由于CYP450酶在药物效力动力学中有着不可替代的作用，其基因多态性被高度怀疑参与了ATDH。国内外研究[33-35]发现，CYP2E1c1/c1与异烟肼引发的肝损伤之间没有联系，当CYP2E1c1/c1与N-乙酰基转移酶2慢乙酰化表型同时存在时，则更易引起ATDH的发生[36]，但也有研究[37]发现CYP2E1c1/c1基因型具有较高的酶活性，可增加ATDH的发生风险，同时动物实验[38]发现异烟肼和利福平进行联合治疗前，使用CYP2E1抑制剂治疗的小鼠肝损伤较轻，CYP2E亚家族在ATDH中的作用明显具有争议，仍需大量研究。临床实验[33]发现异烟肼诱导的肝损伤患者体内可检测出抗CYP3A4抗体，而小鼠实验中并未发现CYP3A4在小鼠体内参与异烟肼生物活化并引发肝毒性，CYP3A4在异烟肼引发的ATDH中的作用存在争议，亟待进一步研究。

2.3 对乙酰氨基酚(APAP) APAP是一种广泛使用的止痛和解热剂。在治疗剂量下使用是安全的，但大剂量服用时可能引起急性肝小叶中心坏死。APAP的代谢活化是APAP肝毒性的关键起始事件，在治疗剂量下，APAP主要代谢毒物为N-乙酰基-对-苯醌-亚胺(NAPQI)。CYP3A11、CYP2E1和CYP1A2等参与了小鼠APAP的激活，其中CYP3A11和CYP2E1是负责NAPQI-谷胱甘肽形成的最重要的两个CYPs[39-40]，CYP2E1表达的增加可能促进了APAP向NAPQI的代谢，促进氧化应激从而导致细胞损伤。Lin等[41]发现APAP的生物活化作用仅抑制CYP3A11和CYP2E1酶活性(但没有抑制CYP1A2的活性)，该观察结果与先前的报道一致，说明CYP450酶活性比其表达水平对APAP的肝毒性更重要。

2.4 丙戊酸(VPA) VPA是广泛应用的第一代抗癫痫药，多用于治疗癫痫和精神疾病。尽管癫痫发作得到了控制，但VPA可诱发肝毒性，而且是一种致命的、特异的药物不良反应。据统计，其发生率约为：成年人1/40 000，儿童1/5000和高危人群1/500。4-ene-VPA是VPA的主要肝毒性代谢产物之一，其形成主要由CYP2C9和CYP2A6催化，CYP2C9基因多态性的早期检测可有助于预测或预防VPA引起的肝功能障碍[42]。与CYP2C9*1相比，CYP2C9*2和CYP2C9*3更能抑制4-ene-VPA的形成，对照实验[43]仅发现纯合突变的等位基因CYP2C9*3能显著降低VPA的固有清除率，导致4-ene-VPA的浓度降低。多个实验证实了不同人体内的CYP2A6多态性决定了4-ene-VPA在体内代谢后的血液浓度。但是，有实验[42]表明在不同的CYP2A6基因型组之间，VPA、4-ene-VPA、ALT、AST或TBil水平无显著相关性，故CYP2A6的多态性与VPA造成肝毒性的关系有待进一步验证。

3 小结

DILI的患病率近年来逐渐上升，CYP450酶在药物代谢过程中发挥了非常重要的作用，但是CYP450基因多态性并不参与所有DILI的发生机制，而且还存在很多不确定性。很多引起DILI的药物还未受重视，且很少研究揭示其发生机制是否与CYP450酶的基因多态性相关。明确CYP450酶的基因多态性在各种潜在肝毒性药物中的作用，任务虽艰巨，但是具有重要意义，随着基因组学等技术的发展，CYP450酶基因多态性的研究有望为临床个体化用药及降低药物不良反应作出重要贡献，用于指导临床用药的个体化和精准化，减少DILI的发生。