生物標志物在對乙酰氨基酚致肝損傷治療中的應用

袁蘇榆 丁洋

對乙酰氨基酚(PCM) 過量可引起急性肝功能衰竭(ALF)，但大多數預后尚良好。在這些預后良好的病例中，重要的是區分哪些患者可安全出院和哪些患者需要積極治療，以防ALF。目前尚無方法可預測PCM肝毒性的嚴重程度。英國最近一項PCM過量患者的大樣本隊列研究顯示，在評估肝損傷嚴重程度方面，miR-122、免疫原性化合物高遷移率族蛋白1(HMGB1)或角蛋白-18(K18)異構體等生物標志物優于轉氨酶水平[1]。

一、PCM過量的管理

PCM是全球治療疼痛和發熱的主要藥物，常以非處方藥的形式出售。英國每年約有100 000人次因PCM過量就診。在美國和歐洲的ALF病例中，約有50%病例是由PCM過量引起。近數十年，谷胱甘肽的前體N-乙酰半胱氨酸(NAC)是PCM過量的主要治療方法。對NAC無效者，肝移植是唯一的補救措施。當前，及時識別高危病例仍然很困難。由于肝功能的迅速惡化，相當多的PCM相關ALF患者在等待肝源時死亡，以致一些學者主張完全停止使用PCM。

PCM過量時，PCM被肝微粒體酶CYP2E1代謝，產生有毒中間體N-乙酰-對苯醌亞氨(NAPQI)，谷胱甘肽與之結合，一旦NAPQI耗盡了儲存的谷胱甘肽，幾小時內可引起氧化應激和廣泛的肝細胞壞死。因此，及早應用NAC補充谷胱甘肽儲備可有效預防PCM肝毒性。Rumack-Matthews治療流程圖根據血漿PCM濃度和PCM攝入與入院間隔，決定是否開始NAC治療。然而，該流程圖并不能預測肝損傷的嚴重程度，也不能用于無意、分次過量用藥或用藥史不明確的患者以及酒精濫用者(因酒精可誘導CYP2E1活性)。目前的共識是當肝臟生化有異常時使用NAC治療，直到轉氨酶水平恢復正常。鑒于諸多不確定因素，需要更可靠的工具來識別高危病例并指導NAC治療。

二、生物標志物和風險分層

Dear等[2]從多次、單劑量或不詳的PCM過量并需要NAC治療的患者的兩組隊列中收集數據進行風險分層。他們評估了PCM毒性相關的五種生物標志物指標，以預測肝損傷(ALT峰值> 100 U/L，主要終點)或凝血功能障礙(INR>1.5，次要終點)的發生。該隊列主要是預后相對好的病例，因為僅在11%左右的受試者中出現主要終點且均生存而未肝移植。此外，僅2%～3%的患者出現ALT> 1 000 U/L或INR> 1.5，均未報道可能影響主要或次要終點患者的合并癥或酒精攝入等用藥史。

轉氨酶正常的患者中，生物標志物miR-122、HMGB1、全長K18和裂解半胱天冬酶的K18都(分別)比PCM濃度更準確地預測肝損傷。在兩個隊列中，miR-122、全長K18或HMGB1的受試者工作特征曲線下面積(ROC-AUC)≥0.93，而血漿ALT或PCM的ROC-AUC為0.60。在預測ALT峰值> 1 000 U/L時，結果類似。聯合miR122、HMGB1和兩種K18異構體的模型可獲得最大效益。在ALT和INR正常的患者中，這些生物標志物識別了50例進展為ALT > 100 U/L患者中的49例患者，并且識別825例未發生肝損傷患者中824例。入院時HMGB1能很好地預測凝血功能障礙的發生，其ROC-AUC為0.94，陽性和陰性預測值分別是92.0%和88.0%。在兩個隊列中，ALT和PCM的ROC-AUC均接近0.50，準確性較差。

如何應用這些生物標志物來改善PCM中毒患者的管理尚有爭議。使用生物標志物確定患者是否需要NAC治療可能受到檢測周期和可及性的限制。這些檢測的預測全為高精度，以便在可疑病例中安全使用NAC治療。是否能夠預測ALT峰值>100 U/L，可能有助于估計NAC治療時間和住院時間。由于在隊列中沒有死亡或需要肝移植患者，這一進展似乎失去意義。運用生物標記物是否也能預測ALF，還有待進一步證實。ALF病例少也可能是該研究的缺陷，排除不能知情同意合作的患者可能使隊列偏向于病情較輕的病例。

三、研究方向

從PCM過量到ALF的進程可分成兩個階段(見圖1)。如上所述，氧化應激驅動是PCM致肝細胞毒性的最早階段，NAC通過補充谷胱甘肽儲備選擇性地作用于該階段。將PCM轉化為NAPQI的酶由肝核受體控制，例如結構型雄甾烷受體(CAR)和孕烷X受體(PXR)。體外研究表明，阻斷CAR/PXR活性可以使肝細胞復原，但風險是同時可阻斷NAC合成谷胱甘肽。在NAC無效者中，線粒體氧化應激可導致細胞壞死。線粒體靶向抗氧化劑的應用有助于緩解肝毒性。

由于許多患者的PCM毒性出現較晚，因此針對肝細胞壞死下游的無菌免疫反應治療方法可能更為重要。與ALT等損傷標記物不同，壞死時損傷相關分子(DAMPs)產物釋放細胞外并通過激發免疫應答加重肝損傷。免疫細胞介導的肝損傷可觸發DAMPs進一步釋放(見圖1)，此時僅用NAC治療不足以阻止肝損傷的進展，特別是在某些病例中DAMPs的釋放甚至可能先于血漿轉氨酶的升高，除HMGB1外，PCM過量后也會引起體內雙鏈DNA和線粒體DNA等DAMPs濃度升高。因此，阻斷白細胞DAMPs受體(如Toll樣受體-9)在PCM毒性的臨床前模型中顯示出前景[3]。直接中和HMGB1的優點也已在動物研究中得到證實[4]。因此，除NAC外，PCM過量治療似乎是未來研究的一個可實現的目標。

注：DAMP：損傷相關分子模式；dsDNA：雙鏈DNA；GSH：谷胱甘肽；HMGB1：高遷移率族蛋白1；K18：角蛋白18；miR-122：微小核糖核酸 122；mtDNA：線粒體DNA；NAC ：N-乙酰半胱氨酸；NF-kB：活化B細胞核因子k輕鏈增強子；PCM：對乙酰氨基酚(撲熱息痛)；RAGE：晚期糖基化終產物受體；ROS：活性氧；TLR：Toll類受體

圖1 在PCM過量的早期(A)，PCM被轉化為有毒的自由基中間體NAPQI，耗盡儲備的谷胱甘肽(GSH)，導致肝細胞壞死。在第一個8 h左右，應用NAC可有效阻止肝損傷的進展。如果氧化應激持續存在，肝細胞壞死會導致細胞內化合物釋放，其作為生物標志物(綠色標識)和(或)作為損傷相關的分子標志物(DAMPs，黃色標識)激活固有免疫系統。DAMPs緊接著激活白細胞(右下)，通過釋放細胞因子、蛋白酶和活性氧(紅色標識)加重肝損傷。在PCM毒性第二階段(>8 h)，由于免疫介導，NAC治療不足以阻止進一步的肝毒性。