藥物性肝損傷的藥物基因組學研究與臨床應用

詹淑華 朱丹 馬世武

近年來藥物基因組學(PGx)的飛速發展為其臨床應用提供了重要的契機，也為進一步診斷、治療和管理藥物性肝損傷(DILI)提供了新的思路。本文就PGx與DILI發生的機制、診斷、治療和預防之間的聯系作一介紹。

一、PGx的常用檢查方法

很多藥物特異性因素和宿主相關因素都可能促進DILI的發生。通過對DILI遺傳易感性的重點研究，已經提升了我們對這種罕見又可能危及生命的不良反應的發病機制的理解。目前，PGx的常用檢測方法從對象上來說，主要分為候選基因研究(CGS)和全基因組關聯分析(GWAS)。CGS可通過對具有典型DILI表現患者和藥物暴露對照者的候選基因分析，確定單核苷酸多態性(SNP)對特定藥物的代謝和清除的影響； CGS也可檢測患者人類白細胞抗原(HLA)的基因分型，從而評估個體對DILI的易感性。通過 GWAS不僅能篩選出與疾病相關的SNP，也能檢測HLA基因型[1]。

二、PGx的臨床應用

(一)PGx與DILI的發病機制

DILI發病機制復雜，往往是多種機制先后或共同作用的結果，迄今尚未充分闡明。線粒體受損、氧化應激、膽鹽轉運的抑制、藥物及其代謝物的活化等已被證明是導致DILI的重要機制，而適應性免疫攻擊可能是導致DILI的最后共同事件[2]。

一些藥物不需要藥物代謝酶的作用，可直接或間接與HLA分子和T細胞受體結合，直接觸發T細胞的激活和增殖，這種藥理學交互作用(pharmacological interaction，p-i)概念，可能觸發T細胞的激活和增殖，導致免疫介導的肝損傷。HLA等位基因與具有不同化學結構的化合物相關的DILI有關，提示適應性免疫反應在肝臟損害發展中的作用。因此，特定HLA分型或SNP對于這類藥物誘發肝損傷有重要的臨床意義。另外，“半抗原假說”也是闡述DILI發病的重要免疫學機制。肝細胞內的藥物代謝產物通過共價結合形成藥物-肽復合物，經過抗原呈遞細胞呈遞給HLA II類分子，然后與CD4+ T細胞上的T細胞受體相互作用，激活下游的CD8+細胞(識別肝細胞上的HLA I類分子呈遞的半抗原-肽復合物)和B細胞，而被激活的B細胞可分化為漿細胞，后者產生大量針對抗原的特異性抗體和自身抗體，進而導致炎癥和肝損傷[3]。HLA等位基因增加了對特定藥物相關肝損傷的易感性，同時支持了“半抗原假說”，如氟氯西林(HLA-B*57:01)和阿莫西林克拉維酸(HLA-DRB1*15:01)。研究證實，藥物代謝酶基因編碼的SNP和參與藥物代謝產物排泄的轉運蛋白與DILI的敏感性增加有關，如NAT2慢乙酰化等位基因與異煙肼的代謝相關。

(二)PGx與DILI的診斷

在過去10年中，從最初的CGS研究到之后的GWAS研究，相繼確定了一些與DILI相關的遺傳因素[1]，如在臨床工作中疑似阿莫西林克拉維酸誘導的DILI時，可以檢測HLA-DRB1*15:01基因型；疑似氟氯西林誘導的DILI時，可以檢測HLA-B*57:01；疑似米諾環素誘導的DILI時可以檢測HLA-B*35:02。參與藥物代謝和排泄相關基因的SNP已經顯示出藥物的特異性，一些HLA等位基因也與不同結構藥物導致的DILI有關。目前，有超過15種藥物的HLA基因型或單倍型能夠增加DILI的易感性，提示發生DILI的高風險，并且其中一些基因的相關性很強。某些特定藥物很少發生DILI，提示了這些HLA等位基因的陰性預測值>95%。因此，基因檢測能夠用于排除DILI診斷，以及確定多種潛在藥物可能導致DILI時的準確病因。通過對HLA等位基因與繼發于某種藥物的DILI的特異性聯系的基因檢測，可以提高對DILI診斷的準確性。此外，HLA基因分型聯合其他血清學標志物也可強化對DILI的診斷。

DILI與自身免疫性肝炎(AIH)經常存在重疊，它們之間的鑒別是目前臨床研究的熱點問題。有9%的DILI病例與AIH難以區分；反之，有9%的AIH被認為是藥物誘導發生的，因此在區分這兩種臨床表現的診斷時會面臨著挑戰。目前，沒有一個單獨的臨床表現是可以診斷AIH的，因此在常規的臨床實踐中，通常將臨床表現、血清學、組織學指標和基因測試結合在一起，以確診特發性AIH。當遇到疑似DILI且肝臟自身抗體(平滑肌抗體、抗核抗體和肝腎微粒體抗體)陽性或免疫球蛋白升高的患者時，如果特定HLA等位基因(DRB1*03:01和DRB1*04:01)陽性，則支持AIH的診斷；如果其他特定藥物風險等位基因陽性，則支持DILI的診斷。

所以在疑似AIH的病例中，除需檢測抗核抗體、免疫球蛋白和肝腎微粒體抗體，還需鑒別是AIH基礎上出現的DILI，還是藥物誘導的AIH(DI-AIH)或者自身免疫性肝炎樣的DILI(AL-DILI)。通常對于鑒別困難的患者，在停用可疑藥物后診斷性使用糖皮質激素治療，待病情緩解后逐漸減量，直至停用糖皮質激素；在隨訪過程中，如果沒有復發跡象，則支持DILI的診斷；如果未再次用藥而病情復發，則多可診斷為AIH[2]。考慮到臨床決策的重要性，將基因檢測提早納入診斷性醫療費用中是合理的，可提高診斷的準確性和醫患的信心。目前已有DILI相關的常見藥物、特定HLA基因類型及SNP位點信息[1]。

(三)PGx與DILI的治療

早期識別DILI并迅速停用可疑藥物，是減少肝損傷及其進展的關鍵。目前，DILI的治療多限于治療患者的癥狀，如瘙癢。Kaliyaperumal等[1]報道了一例21歲青年女性因服用阿莫西林克拉維酸后發生急性肝衰竭，最后需要緊急肝移植，該患者為印度人，攜帶HLA單倍型HLA-DRB1*15:02-DQB1*06:01。攜帶該單倍型的患者在服用阿莫西林克拉維酸后會增加DILI的易感性，且是公認的危險因素。HLA DRB1*15:02在白種人中僅占0.7%，在臺灣和日本人群占8%，在印度-伊朗語族人群和印度人群中占13%～18%[1]。因此對于攜帶易感基因的患者檢測基因型，可以達到精準治療的目的，為優化臨床治療決策提供依據，也為改善患者預后、縮短療程、減少治療費用提供幫助。

(四)PGx與DILI的預防

正如前面所討論的，在過去10年中，越來越多的證據表明，遺傳因素與個體暴露于藥物環境下發生肝損傷的風險有關。因此對不同基因分型與DILI關系的研究可以為臨床預防DILI的發生提供依據。 阿巴卡韋是抗逆轉錄病毒的藥物，HLA-B*57:01與阿巴卡韋繼發的嚴重皮膚過敏有關，是研究遺傳風險因素與藥物不良反應最充分的例子，其陰性預測值為100%，陽性預測值為48%。因此，在開阿巴卡韋處方之前，對患者進行基因分型檢測是獲得美國食品和藥品管理局和歐洲藥品管理局授權的。

DRB1是HLA II類基因，它常與HLA I類家族密切相關(尤其是HLA-B)，而DRB1也與藥物不良反應相關，DRB1*15等位基因家族的成員能在暴露于各種潛在毒素及生化制劑后產生免疫過敏反應，例如：硝基呋喃妥因和氟烷導致的DILI。相同的基因型誘發的DILI在不同種族間差異較大，如HLA-B*58:01等位基因與別嘌醇誘發的重癥藥疹有關，HLA-B*58:01等位基因在我國人群中符合率達100%，韓國為80%～100%，日本40%，歐洲55%[4]。因此，美國風濕病學會推薦中國及韓國患者服用別嘌醇前必須檢測該等位基因[5]。

具有同源結構的等位基因可以預測同種藥物與不同種族之間DILI的聯系，如DRB1*15:02-DQB1*06:01可以預測亞洲人群中與阿莫西林克拉維酸相關性DILI的聯系；同時DRB1*15:01-DQB1*06:02也可預測白種人群中與阿莫西林克拉維酸相關性DILI的聯系。

雖然再暴露并不總是導致DILI復發，但在11%～51%的肝損傷病例中(稱為藥物再刺激試驗陽性)，死亡率為2%～13%，后果嚴重[1]。例如，當需要使用挽救生命的癌癥化療藥物，其替代治療的藥物無法獲得或負擔不起，重新引入藥物可能對個體造成DILI時，只有在與患者慎重討論后，選擇利大于弊的情況下使用。所以通過對DILI易感的遺傳基因檢測，將有助于預防患者再暴露于嚴重DILI的風險。

截至2016年4月在PharmGKB數據庫(Pharmacogenetics and Pharmacogenomics Knowledge Base)中已經收錄的與療效和安全性有關的靶點基因或代謝酶基因的藥物共計有199種，然而目前報道導致DILI的藥物已經有1 100多種，還有很多藥物誘發的DILI與特定的HLA等位基因的關系還有待明確。因此，加快PGx從實驗室成果轉向臨床實際應用的步伐，將能夠更好地幫助臨床醫生合理用藥，減少DILI的發生。