抗結(jié)核藥物性肝損傷易感基因研究進(jìn)展

曹鑫宇 薛秒 文艷 劉莉

目前，結(jié)核病治療分為強(qiáng)化和鞏固兩個(gè)階段，由于化療療程長(zhǎng)，患者在治療過(guò)程中易出現(xiàn)各種藥物不良反應(yīng)，嚴(yán)重影響患者的用藥依從性及療效等。異煙肼、利福平、吡嗪酰胺聯(lián)合乙胺丁醇或鏈霉素仍然是我國(guó)抗結(jié)核治療的一線(xiàn)用藥。異煙肼和利福平均具有潛在的肝毒性[1-4]，引發(fā)抗結(jié)核藥物性肝損傷(anti-tuberculosis drug-induced liver injury，ATLI)，嚴(yán)重者可導(dǎo)致治療效果低下和用藥無(wú)效，繼而誘發(fā)耐藥結(jié)核病，增加治療的困難及患者的負(fù)擔(dān)。 ATLI相關(guān)危險(xiǎn)因素中非遺傳因素包括性別、年齡、飲酒史、糖尿病病史、肝功能異常、感染(乙型病毒性肝炎、丙型病毒性肝炎，以及艾滋病等)、心功能不全、呼吸衰竭、低蛋白血癥并發(fā)系統(tǒng)性紅斑狼瘡等[5-7]。另一方面，ATLI具有明顯的個(gè)體差異性，而這種差異性很大程度上是由基因所引起的。但是國(guó)內(nèi)尚沒(méi)有對(duì)ATLI易感基因研究進(jìn)展的相關(guān)綜述，筆者通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外ATLI易感基因的相關(guān)研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，為臨床治療及預(yù)防提供參考。

一、谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶(glutathione S-transferase，GST)

GST是藥物的解毒機(jī)制中第二階段解毒酶的重要一環(huán)，在包括抗結(jié)核藥物在內(nèi)的許多藥物的生物解毒過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用[8]。GST形成了幾個(gè)亞型的超家族，它們作為細(xì)胞內(nèi)自由基清除劑可以催化各種反應(yīng)性毒性代謝物與谷胱甘肽的結(jié)合，降低反應(yīng)性代謝物與細(xì)胞蛋白的結(jié)合，并調(diào)節(jié)能降低藥物肝毒性的氧化應(yīng)激產(chǎn)物，刺激毒物消除，從而降低藥物引起肝毒性的風(fēng)險(xiǎn)[9-10]。在動(dòng)物模型中，GST在預(yù)防化學(xué)性肝毒性方面具有重要作用。研究顯示，GSTT1基因型缺失及GSTM1基因型缺失和印度人群ATLI發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān)，尤其是東亞地區(qū)人群[11]。因此，GSTT1及GSTM1基因分型可作為鑒別ATLI易感患者的重要工具。

二、孕烷X受體(pregnane X receptor，PXR)及核因子-κB(nuclear factor-kappa B,NF-κB )

PXR是由NR1I2(nuclear receptor subfamily 1 group I member 2)基因編碼的一種配體依賴(lài)性轉(zhuǎn)錄因子，主要功能是調(diào)節(jié)藥物代謝和轉(zhuǎn)運(yùn)酶的表達(dá)，以防止有毒化學(xué)物質(zhì)在肝臟中積聚，維持體內(nèi)平衡[12]。利福平是一種人PXR特異性激活劑，利福平和異煙肼聯(lián)合治療通過(guò)PXR靶向卟啉生物合成，導(dǎo)致肝原卟啉Ⅸ積累，最終導(dǎo)致肝損傷[13]。研究顯示，PXR基因多態(tài)性可能與利福平和異煙肼聯(lián)合抗結(jié)核治療引起ATLI的風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)。一些PXR變異被證明增加了印度尼西亞和中國(guó)人群對(duì)ATLI的易感性[14]。攜帶rs7643645基因型的患者比攜帶AA基因型的患者有更高的ATLI風(fēng)險(xiǎn)，并且在隱性模型和加性模型也發(fā)現(xiàn)差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。NF-κB在炎癥的調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用，并有助于肝內(nèi)穩(wěn)態(tài)和損傷愈合過(guò)程。該因子在酒精性肝病、非酒精性脂肪性肝病、病毒性肝炎和膽汁淤積性肝病等多種肝病中均被激活。研究表明，腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)刺激肝細(xì)胞釋放活性氧，進(jìn)而通過(guò)激活NF-κB信號(hào)導(dǎo)致肝細(xì)胞損傷。另外，NF-κB不僅通過(guò)調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)在肝內(nèi)穩(wěn)態(tài)和損傷愈合過(guò)程中發(fā)揮作用，而且還可能調(diào)節(jié)PXR的轉(zhuǎn)錄，直接與PXR的DNA結(jié)合區(qū)相互作用，抑制PXR的表達(dá)并抑制其反式激活。有研究比較了ATLI患者和非ATLI患者的等位基因頻率、基因型和變異的遺傳模型，發(fā)現(xiàn)PXR中rs3814055，NF-κB1中rs78872571和rs4647992的變異可增加一線(xiàn)抗結(jié)核藥品聯(lián)合治療引起的ATLI風(fēng)險(xiǎn)[15-16]。

三、血紅素加氧酶1(heme oxygenase 1，HMOX1)及醌氧化還原酶1(quinone oxidoreductase 1，NQO1)

抗結(jié)核藥物可通過(guò)藥物代謝反應(yīng)產(chǎn)生中間毒性產(chǎn)物引起肝毒性，包括第一階段的生物活性/毒性反應(yīng)和第二階段的解毒反應(yīng)[17]。這些活性代謝物可以誘導(dǎo)過(guò)量活性氧物種(reactive oxygen species，ROS)的產(chǎn)生，導(dǎo)致脂質(zhì)過(guò)氧化和細(xì)胞死亡?？菇Y(jié)核藥物的活性代謝物可導(dǎo)致ROS異常積聚是ATLI的重要原因。肝細(xì)胞可通過(guò)抗氧化作用維持ROS的平衡[18-20]。HMOX1及NQO1是細(xì)胞防御ROS的重要介導(dǎo)因子。研究證實(shí)，攜帶HMOX1rs2071748GG基因型的患者發(fā)生ATLI的風(fēng)險(xiǎn)較高[21]。

四、N-乙酰轉(zhuǎn)移酶2(N-acetyltransferase 2，NAT2)

肝毒性是結(jié)核病患者普遍面臨的嚴(yán)重問(wèn)題，NAT2基因的遺傳變異在異煙肼引起的肝毒性中具有重要作用。在NAT2的幫助下，肝臟將異煙肼代謝為乙酰異煙肼。然后將生成的乙酰異煙肼水解為乙酰肼，乙酰肼經(jīng)NAT2乙?；幹茫纬蔁o(wú)毒代謝物二乙酰肼。NAT2作用于不同的基質(zhì)，它負(fù)責(zé)催化芳香胺和雜環(huán)胺的乙?；磻?yīng)，特別是藥物中的芳酰肼化合物，催化異煙肼、水楊酸、普魯卡因胺、磺胺嘧啶、氨苯砜和其他有臨床價(jià)值的藥物的乙?；磻?yīng)，有助于解毒過(guò)程[22]。NAT2基因編碼區(qū)的單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphism，SNP)可以改變其酶活性[23]。而NAT2基因的變異嚴(yán)重影響了異煙肼的活性，其藥物反應(yīng)的第一個(gè)遺傳變異是異煙肼的N-乙?；?，被發(fā)現(xiàn)主要是由NAT2編碼基因的多態(tài)性引起。NAT2基因的變異導(dǎo)致了3種不同的表型：由2個(gè)野生型等位基因復(fù)制組成的快速乙?；硇?、具有1個(gè)野生型等位基因和1個(gè)突變型等位基因的中間表型和包含2個(gè)突變等位基因的慢乙?；硇?。在7種最常見(jiàn)的SNP中，有4種導(dǎo)致氨基酸變化致使NAT2乙?；芰γ黠@降低，并與慢乙?；硇蛂s1801280(341T→C)、rs1799930(590G→A)、rs1799931(857G→A)和rs1801279(191G→A)相關(guān)；攜帶481C→T、590G→A和857G→A變異等位基因的個(gè)體相對(duì)于攜帶野生型等位基因者，發(fā)生ATLI的風(fēng)險(xiǎn)更高。NAT2慢乙?；硇团cATLI風(fēng)險(xiǎn)的增加明顯相關(guān)[24-26]。

五、白細(xì)胞介素-6(interleukin 6，IL-6)基因

抗結(jié)核藥物及其毒性中間產(chǎn)物引起的肝細(xì)胞功能障礙和死亡可激活免疫反應(yīng)[17]，在免疫應(yīng)答過(guò)程中，會(huì)分泌許多促炎和抗炎細(xì)胞因子，包括TNF-α、γ干擾素(interferon-γ， IFN-γ)、IL-4和IL-6。這些細(xì)胞因子處于微妙的平衡狀態(tài)。IL-6在維持促炎細(xì)胞因子和抗炎細(xì)胞因子之間的平衡中起著重要的作用。當(dāng)總的促氧化反應(yīng)和抗氧化反應(yīng)之間存在不平衡時(shí)，就會(huì)發(fā)生氧化應(yīng)激。研究顯示， ATLI組和對(duì)照組(抗結(jié)核治療期間沒(méi)有顯示任何肝臟損害相關(guān)癥狀或?qū)嶒?yàn)室證據(jù)的患者)間IL-6基因中rs1800796的等位基因分布存在明顯差異，rs1800796的G等位基因與ATLI發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān)[27]。

六、尿苷二磷酸葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶( uridine diphosphate glucuronyl transferase，UGT)

UGT負(fù)責(zé)催化一系列外源或內(nèi)源性化合物氨基的葡萄糖醛酸化，屬于Ⅱ相藥物代謝酶[28-29]，是許多藥物代謝中的一種重要酶，與ATLI的發(fā)生密切相關(guān)。研究顯示，溶質(zhì)載體有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族成員1B1(solute carrier organic anion transporter family member 1B1，SLCO1B1)和UGT1A1基因多態(tài)性與中國(guó)漢族人群ATLI易感性密切相關(guān)[28]。SLCO1B1基因變異也與結(jié)核病患者的治療結(jié)果相關(guān)，UGT1A1的rs4148323A/A基因型可明顯降低ATLI的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，但是中國(guó)漢族人群UGT2B7基因多態(tài)性與ATLI無(wú)明顯相關(guān)性[30]。

七、細(xì)胞色素P450 2E1(CYP2E1)/CYP2D6基因CpG島甲基化

細(xì)胞色素P450是一組肝臟Ⅰ期藥物代謝酶，參與人體內(nèi)大多數(shù)藥物的代謝和清除。CYP2E1和CYP2D6是CYP450家族的重要成員，這些基因的多態(tài)性與ATLI的發(fā)生有關(guān)[31]。這些基因的CpG島甲基化也在ATLI的發(fā)生和發(fā)展中起關(guān)鍵作用，CpG島甲基化可以調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄的效率，甚至導(dǎo)致其失活[32]。如果CpG島甲基化發(fā)生在編碼藥物代謝酶的基因中，可能導(dǎo)致抗結(jié)核藥物毒性代謝產(chǎn)物的解毒活性下降或喪失，從而導(dǎo)致ATLI。另外，由CYP7A1、膽汁酸CoA(bile acid CoA: amino acid Nacyltransferase，BAAT)和UGT1A1編碼的酶在膽汁酸的合成、結(jié)合和解毒中起著至關(guān)重要的作用，這些基因的遺傳多態(tài)性可能對(duì)膽汁酸代謝產(chǎn)生影響，從而通過(guò)激活核受體改變藥物代謝酶和轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的活性，導(dǎo)致藥物和有毒代謝物的積累，從而增加易感個(gè)體的肝毒性風(fēng)險(xiǎn)。研究顯示，CYP2E1c1/c1等位基因是異煙肼相關(guān)肝毒性的誘發(fā)因素[31,33]。

八、nuclear factor (erythroid-derived 2)-like 2(Nrf2)

Nrf2是由NFE2L2基因編碼的主轉(zhuǎn)錄因子。Nrf2調(diào)節(jié)影響藥物和其他外源物質(zhì)動(dòng)力學(xué)的抗氧化基因的表達(dá)，并在調(diào)節(jié)細(xì)胞氧化還原狀態(tài)中起關(guān)鍵作用。對(duì)于此基因?qū)χ袊?guó)人群發(fā)生ATLI的作用存在較大爭(zhēng)議。最近的一項(xiàng)前瞻性研究顯示，中國(guó)人群ATLI的發(fā)病機(jī)制與NFE2L2的SNP無(wú)明顯關(guān)聯(lián)，可能需要進(jìn)一步的大樣本研究和各種群體研究來(lái)充分探索ATLI與NFE2L2多態(tài)性之間的聯(lián)系[34]。

九、 長(zhǎng)非編碼RNA(long non-coding RNAs，lncRNA)

目前證明，lncRNA在生理和病理?xiàng)l件下都具有廣泛的生物功能。越來(lái)越多的研究證明其對(duì)結(jié)核分枝桿菌感染的發(fā)展至關(guān)重要。有研究首次報(bào)告了中國(guó)西部人群中l(wèi)ncRNAAC079767.4基因中的SNP與ATLI易感性之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)rs1055229的次要等位基因(T等位基因)在統(tǒng)計(jì)學(xué)上與ATLI發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān)[35]。

綜上所述，越來(lái)越多的證據(jù)表明，抗結(jié)核藥物在個(gè)體間的不良反應(yīng)差異主要是由遺傳因素決定。然而，在不同的研究中得到的ATLI的易感基因結(jié)論并不一致。究其原因，除了研究樣本量所限之外，還可能受多種因素影響，如人群種族、納入研究的質(zhì)量、病例分類(lèi)差異等，這些都會(huì)使研究結(jié)果產(chǎn)生一定的偏倚。因此，有必要進(jìn)行多中心和大樣本驗(yàn)證的研究，以便得出更科學(xué)的結(jié)論，以進(jìn)一步證實(shí)易感基因多態(tài)性與ATLI的關(guān)系。