藥物性肝損傷與非編碼RNA的研究進(jìn)展

肝臟是藥物代謝的主要場(chǎng)所，大部分藥物在肝臟中代謝，最終轉(zhuǎn)化為無活性的代謝產(chǎn)物排出體外，部分藥物或其代謝產(chǎn)物具有肝臟毒性，可造成肝臟損傷，即藥物性肝損傷(DILI)。中國各地醫(yī)療水平發(fā)展不均，部分地區(qū)存在用藥不當(dāng)?shù)那闆r，DILI發(fā)病率呈現(xiàn)逐年升高的趨勢(shì)。DILI的發(fā)病機(jī)制尚不明確，如何對(duì)DILI進(jìn)行早期診斷、有效控制病情進(jìn)展、減少肝衰竭的發(fā)生以及優(yōu)化病情監(jiān)測(cè)成為了國內(nèi)外研究者討論的熱點(diǎn)。非編碼RNA(ncRNA)參與基本的細(xì)胞生理過程，在DILI中發(fā)揮著重要的作用。本文就DILI與ncRNA的相關(guān)研究進(jìn)展作一綜述。

1 DILI

有多種藥物可引起DILI，包括抗生素類藥物(抗結(jié)核病藥物、大環(huán)內(nèi)酯類、四環(huán)素類、磺胺類、抗真菌類等)、非甾體抗炎藥、抗精神病藥、抗抑郁癥藥、鎮(zhèn)靜催眠藥、抗腫瘤藥、抗心律失常藥、降脂藥、部分口服降糖藥及中草藥等。超過1 000種藥物與肝損傷相關(guān)，有300余種已被證實(shí)與肝損傷明確相關(guān)[1]。其中，以抗生素類藥物引起的DILI較為常見，在西方國家青霉素類抗生素所致DILI較多見，亞洲則多因抗結(jié)核病藥物聯(lián)合用藥所致[2-3]。在印度，抗結(jié)核病藥物是DILI最常見的致病因素，在中國是第二常見的致病因素[4-5]。此外，在印度，由抗結(jié)核病藥物引起的DILI是急性肝衰竭(ALF)的主要原因。在中國、韓國、新加坡、日本等亞洲國家，因中草藥引起的DILI的發(fā)病率逐年升高[6]。中國的一項(xiàng)回顧性研究指出，中國大陸每100 000人中每年的DILI平均發(fā)病數(shù)為23.80例，遠(yuǎn)高于西方國家[7]。近年來，非甾體抗炎藥對(duì)乙酰氨基酚(APAP)引起的DILI逐年增多，約占美國及部分歐洲國家ALF患者誘因的50%[8-9]。此外，目前APAP已廣泛應(yīng)用于建立DILI動(dòng)物模型，用以研究其發(fā)病機(jī)制、開發(fā)治療藥物等[10-12]。

DILI涉及環(huán)境與非環(huán)境因素之間的相互作用，這些因素共同影響藥物及其代謝物的積累，并可導(dǎo)致藥物在肝臟中的應(yīng)激促進(jìn)作用[13]，例如年齡[14-15]、性別[16]、妊娠狀態(tài)[17]、基礎(chǔ)疾病[18-19]、遺傳因素[20]、藥物因素[21]等。DILI的發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，包括直接肝毒性和特異質(zhì)肝毒性。藥物的直接肝毒性可引起內(nèi)源性肝損傷，與藥物劑量直接相關(guān)。APAP攝入量若高于每日最高推薦量(4 g)即會(huì)引起DILI[22]。藥物的特異質(zhì)肝毒性與肝細(xì)胞中線粒體受損、氧化應(yīng)激等生物學(xué)過程相關(guān)，發(fā)病機(jī)制尚未明確。細(xì)胞色素P450(CYP450)主要參與肝臟藥物代謝的Ⅰ相反應(yīng)，有研究發(fā)現(xiàn)，CYP1A1和CYP1B1啟動(dòng)子CpG島甲基化，上調(diào)Toll-樣受體4(TLR4)和細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(ERK)表達(dá)、下調(diào)過氧化物酶體增殖物激活受體-γ(PPAR-γ)表達(dá)，促進(jìn)異煙肼誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激和炎性反應(yīng)[23]。

臨床上，診斷DILI屬于排他性診斷。根據(jù)2015年修訂的《藥物性肝損傷診治指南》，在確認(rèn)存在肝損傷的前提下除外其他肝臟疾病，結(jié)合患者藥物史，最終診斷為DILI。診斷標(biāo)準(zhǔn)：(1)用藥史；(2)病程與用藥時(shí)間的關(guān)系；(3)肝損傷的生物化學(xué)指標(biāo)；(4)排除其他肝臟疾病；(5)RUCAM量表確定藥物與肝損傷之間的因果性和相關(guān)性[24-25]。

2 ncRNA

ncRNA是一類不編碼蛋白質(zhì)的RNA，包括長(zhǎng)度大于200 bp的長(zhǎng)鏈ncRNA(lncRNA)及長(zhǎng)度小于200 bp的小分子ncRNA(sncRNA)，其中sncRNA包括微RNA(miRNA)、小干擾RNA(siRNA)及與PIWI蛋白相互作用的RNA(piRNA)等。

人類基因組數(shù)據(jù)顯示，約75%的基因轉(zhuǎn)錄為RNA，其中超過20 000個(gè)為蛋白質(zhì)編碼基因，轉(zhuǎn)錄后翻譯成為蛋白質(zhì)，但在總基因組序列中僅占2%，其余大多數(shù)被轉(zhuǎn)錄為ncRNA，不翻譯成蛋白質(zhì)，在RNA水平作為基因調(diào)控因子直接發(fā)揮作用[26]。ncRNA參與多種生物學(xué)過程，其表達(dá)異常與多種疾病的發(fā)生密切相關(guān)[27-29]。因此，ncRNA成為了目前生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一，而在眾多ncRNA中，以miRNA和lncRNA較受國內(nèi)外研究者的關(guān)注。

miRNA是一類長(zhǎng)度約為22 bp的內(nèi)源性單鏈短序列ncRNA，通過抑制部分信使RNA(mRNA)的形成發(fā)揮基因調(diào)節(jié)功能。1993年在秀麗隱桿線蟲體內(nèi)發(fā)現(xiàn)第1個(gè)miRNA——lin-4，并證明miRNA通過堿基互補(bǔ)配對(duì)原則與其靶基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA的3′或5′非翻譯區(qū)(UTR)特異性結(jié)合，進(jìn)而通過抑制翻譯及降低靶向轉(zhuǎn)錄物的穩(wěn)定性在轉(zhuǎn)錄后調(diào)控靶基因表達(dá)[30-31]。大量研究表明，miRNA在多種器官、多種生物學(xué)過程中發(fā)揮重要的調(diào)控作用，如細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)育、細(xì)胞增殖、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞自噬等[32-34]。與其他內(nèi)源性小RNA不同，miRNA來自具有獨(dú)特發(fā)夾結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)錄物，與mRNA配對(duì)，靶向抑制mRNA的翻譯過程，或通過mRNA的去腺苷酸化作用使其降解，以及靶mRNA的去穩(wěn)定作用影響蛋白質(zhì)表達(dá)[35-36]。

與miRNA相似，lncRNA同樣可以影響靶基因的表達(dá)。有研究表明，lncRNA能夠通過建立染色質(zhì)結(jié)構(gòu)域，直接募集組蛋白修飾酶至染色質(zhì)[37]。此外，lncRNA還能影響組蛋白H3的結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)目的基因表達(dá)[38]。lncRNA與多種疾病的發(fā)生機(jī)制密切相關(guān)，有發(fā)展成為疾病生物標(biāo)志物或藥物靶向分子的潛能[39]。然而，目前已明確報(bào)道的lncRNA的功能很少，大部分功能仍不明確[40]。

3 DILI與ncRNA的相關(guān)性研究

近年來，越來越多的研究關(guān)注ncRNA在DILI的發(fā)病機(jī)制中所發(fā)揮的作用，其中涉及ncRNA的種類越來越多，不同ncRNA的作用也不盡相同。

3.1 miR-122

miR-122是一種在肝臟中大量特異性表達(dá)的miRNA，來自肝臟單核細(xì)胞及庫普弗細(xì)胞，約占肝臟總miRNA的70%，是在有關(guān)肝臟疾病與ncRNA之間聯(lián)系的研究中涉及較多的miRNA之一[41]。miR-122與脂肪性肝病、肝細(xì)胞癌及病毒性肝炎等肝臟疾病密切相關(guān)。miR-122在肝細(xì)胞中大量表達(dá)而在其他細(xì)胞中表達(dá)很低甚至不表達(dá)，因此備受國內(nèi)外研究者的關(guān)注[42-45]。有研究者對(duì)DILI患者肝臟及血清中的miR-122和miR-192水平進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果顯示在經(jīng)APAP處理后，它們的表達(dá)水平在血漿中升高，在肝臟中降低[46]。在肝損傷早期，循環(huán)miR-122的水平對(duì)肝臟疾病的敏感度和特異度均明顯高于血清天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST)和丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)，有望成為早期檢測(cè)肝損傷的生物標(biāo)志物[47]。循環(huán)miR-122的水平在健康成人個(gè)體間存在變異，將miR-122轉(zhuǎn)化為臨床診斷指標(biāo)仍需要進(jìn)一步研究。

3.2 miR-155

來源于肝臟庫普弗細(xì)胞的miR-155是一種肝臟特異性來源的miRNA，可參與多種免疫調(diào)節(jié)過程[48]。在樹突狀細(xì)胞的成熟過程中，miR-155作用于TAKI結(jié)合蛋白2(TAB2)分子，抑制下游的白細(xì)胞介素-1(IL-1)信號(hào)通路[49]。2016年一項(xiàng)關(guān)于miR-155的研究顯示，在APAP誘導(dǎo)的DILI中，miR-155通過抑制核轉(zhuǎn)錄因子κB(NF-κB)信號(hào)通路中的關(guān)鍵分子IKKε，有效減輕肝損傷及炎性反應(yīng)[50]。另一項(xiàng)關(guān)于全氟辛烷磺酸鹽(PFOS)誘導(dǎo)肝損傷的研究發(fā)現(xiàn)，miR-155通過阻斷Nrf2/ARE信號(hào)通路，在PFOS誘導(dǎo)的肝毒性和細(xì)胞氧化應(yīng)激損傷中起重要的調(diào)控作用[51]。在發(fā)生DILI時(shí)，肝臟及血清中的miR-155水平均顯著升高，有望成為臨床上診斷APAP誘導(dǎo)的肝損傷的生物標(biāo)志物[50]。

3.3 miR-223

有研究指出，miR-223是中性粒細(xì)胞中含量較高的miRNA，能發(fā)揮調(diào)節(jié)粒細(xì)胞生成及成熟中性粒細(xì)胞穩(wěn)態(tài)的生理作用[52]。此后的研究發(fā)現(xiàn)，miR-223可作為抗炎因子發(fā)揮作用，并通過控制多種靶基因調(diào)節(jié)肝細(xì)胞增殖及膽固醇代謝等[53-55]。APAP代謝的中間產(chǎn)物可誘發(fā)氧化應(yīng)激損傷，同時(shí)，壞死肝細(xì)胞的線粒體DNA釋放，能夠促進(jìn)Toll樣受體9(TLR9)與中性粒細(xì)胞結(jié)合，使中性粒細(xì)胞被募集并過度激活而促進(jìn)炎性反應(yīng)，加重肝臟損傷[56-58]。有研究發(fā)現(xiàn)，miR-223在APAP誘導(dǎo)DILI過程中發(fā)揮著重要的負(fù)反饋調(diào)節(jié)作用，壞死肝細(xì)胞中線粒體DNA的釋放促進(jìn)TLR9激活中性粒細(xì)胞，同時(shí)上調(diào)miR-223的表達(dá)，通過負(fù)反饋調(diào)節(jié)抑制中性粒細(xì)胞的過度激活并且靶向抑制NF-κB的上游激酶IKKα作用，有效抵抗炎性反應(yīng)，從而減輕DILI[59]。miR-223在多種肝臟疾病中表達(dá)失調(diào)，包括DILI、肝炎病毒感染、酒精性肝損傷、非酒精性脂肪性肝病、肝硬化和肝細(xì)胞癌，其診斷特異性較差，不適合作為診斷DILI的生物標(biāo)志物。miR-223通過影響中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)、巨噬細(xì)胞極化及炎性體激活等影響DILI的進(jìn)展，有望成為DILI的治療靶向分子。

3.4 miR-106b

miR-106b-25簇由miR-106b、miR-93及miR-25組成，在多種腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)作用[60-62]。2014年的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，miR-106b能夠影響信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3(STAT3)的活化，小鼠在經(jīng)氟烷處理后形成的DILI早期，miR-106b在肝臟組織中的表達(dá)發(fā)生了一定的變化，繼而通過STAT3影響下游輔助性T細(xì)胞17(Th17)的分化，產(chǎn)生IL-17等多種促炎因子[63]。與miR-223相似，miR-106b在DILI的炎性反應(yīng)中發(fā)揮著重要的調(diào)節(jié)作用，有望成為DILI的治療靶向分子。

3.5 其他相關(guān)miRNA

除了上述典型的miRNA之外，另有部分miRNA在DILI的過程中發(fā)揮著重要作用。肝臟特異性來源的miR-192在APAP給藥后的小鼠血清中表達(dá)增加，并且具有劑量依賴性特點(diǎn)[46]。循環(huán)miR-192水平在APAP使用過量的急性肝損傷患者中具有相似變化[64]。最近有報(bào)道指出，與APAP在肝臟代謝中直接相關(guān)的兩種Ⅱ期酶的表達(dá)受miR-324-5p調(diào)控，考慮miR-324-5p抑制劑可作為解毒劑降低APAP的肝毒性[65]。miR-561能夠通過促進(jìn)DAX-1基因表達(dá)誘導(dǎo)肝細(xì)胞核因子-4α激活，最終活化CYP3A4基因，而APAP在代謝過程中可抑制miR-561的調(diào)控作用，進(jìn)而誘發(fā)DILI[66]。2016年日本研究者M(jìn)itsugi等[67]對(duì)曲伐沙星誘導(dǎo)的DILI進(jìn)行了相關(guān)研究，結(jié)果表明miR-877-5p受曲伐沙星作用而表達(dá)上調(diào)，其下游與凋亡相關(guān)的重要蛋白磷酸烯醇丙酮酸羧激酶表達(dá)上調(diào)，引起肝細(xì)胞凋亡而加重肝損傷。

4 結(jié)語和展望

以ncRNA為核心對(duì)DILI進(jìn)行的研究分為兩類：一是明確ncRNA在DILI的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮的作用，從而尋找治療DILI的靶點(diǎn)；二是探討循環(huán)血中ncRNA的表達(dá)水平對(duì)于患者評(píng)估病情等方面的臨床價(jià)值及應(yīng)用前景。然而，現(xiàn)有研究對(duì)DILI發(fā)病機(jī)制的解釋仍不清晰，DILI的發(fā)病機(jī)制較為復(fù)雜且影響因素眾多。ncRNA的靶點(diǎn)尚不完全明確，且部分ncRNA的作用靶點(diǎn)之間存在一定程度的交叉，需要進(jìn)一步研究，為臨床診斷、治療用藥及預(yù)后評(píng)估提供更為重要的理論依據(jù)。