药物性肝损伤的机制

药物性肝病的发病机制造成药物性肝病的机制基本上可分为：内源性肝毒性（可预测性肝毒剂）和特异质性反应（非预测性肝毒剂）二类。

近年来由于对新药筛选有严格的要求，由于可预测性肝毒剂很少能通过临床的试验，因而临床上的药物性肝病绝大多数是非预测性肝毒药物所引起的，仅有少数服药者出现不良反应，没有明显的量效关系，在实验动物中常不易复制。

这类药物性肝病的机制又进一步分为代谢异常和过敏反应二种。

近年来对药物性肝病的发病机制已有相当深入的了解，但与完全明了还有一定的差距。

现概述几种重要的机制。

一、毒性代谢产物的作用某些药物在肝内经过细胞色素P450药酶作用，代谢转化为一些毒性产物，如亲电子基、自由基和氧基，与大分子物质如蛋白质、核酸共价结合或造成细胞质膜的脂质过氧化，最终导致肝细胞坏死亲电子基：药物被P450氧化产生的亲电子基与肝细胞的大分子蛋白质的巯基（半胱氨酸）部位共价结合。

谷胱甘肽则为内源性解毒剂，如毒性代谢物产生超过了肝内谷胱甘肽含量的阈值，就会造成肝毒性作用。

典型的例子是乙酰氨基酚。

在正常情况下，绝大部分的乙酰氨基酚与葡萄糖醛酸和硫酸结合而解毒，但也有一部分在CYP1A2，CYP2E1和CYP3A4的作用下，转化为毒性产物NAPQ1。

在服用治疗剂量时，NAPQ1在细胞内与GSH 结合形成硫醇尿酸和半胱氨酸衍生物而解毒。

如果服用过量，可耗竭肝细胞内的GSH，NAPQ1便与肝细胞的大分子结合，造成肝细胞坏死。

动物实验证明，如先用药酶诱导剂（苯巴比妥或3-甲胆蒽）处理，可显著增加肝坏死的程度。

若及时用谷胱甘肽前体乙酰半胱氨酸或硫乙胺治疗，可使肝坏死减轻。

另一个例子是溴苯在肝内经环氧化作用形成3，4-环氧化合物，可被谷胱甘肽结合解毒，如产生过多则与大分子结合，造成肝细胞死亡。

自由基：药物经P450氧化或还原后形成带有不成对电子的代替物，即自由基，造成细胞膜和细胞器膜的不饱和脂肪酸过氧化，从而改变膜的流动性与通透性，使膜的Ca2+-ATP酶失活，胞质内Ca2+浓度增高，破坏细胞骨架，激活磷脂酶，并使氨基酸功能团受损，核酸转化和突变，使肝细胞死亡。

典型的例子是卤素化合物，如甲氯化碳和氟烷。

四氯化碳能先后影响内质网、线粒体和溶酶体等细胞器。

由于粗面内质网的损伤，蛋白质合成被抑制，甘油三酯与蛋白质结合成脂蛋白的过程受阻，使肝内脂肪积聚，造成脂肪变性。

线粒体的损害，使脂肪代谢降低，能量产生减少，也促进了脂肪变性。

四氯化碳被细胞色素P450分解，形成自由基团（CCL3），作用于脂肪酸的双键，产生过氧化作用，破坏肝细胞膜、线粒体和溶酶体，导致肝细胞坏死。

低蛋白饮食抑制药酶活力，使四氯化碳分解减少，因此可减低其毒性。

反之，苯巴比妥和DDT诱导药酶，促进四氯化碳分解，从而增加其对肝脏的毒性。

氟烷（溴氯三氟乙烷）在肝内通过还原反应可转化为氯二氟乙烯（CDF）、氯三氟乙烯（CTF）和无机氟化合物。

在低氧条件下，可诱导此还原转化过程的酶系，使其代谢增快。

CDF和CTF均为含自由基或负碳离子（碳自由基）的中间代谢物，能与大分子结合并使膜脂质过氧化，造成肝坏死。

动物实验证明，在低氧条件下（14%O2），给大鼠吸入氟烷可造成与在人类相似的肝坏死。

如在高氧条件下（100%）吸入氟烷，则肝脏无损害。

因此，在用氟烷麻醉时，缺氧病人易发生肝坏死。

氧基：某些药物在氧化还原循环中形成的氧基（也称氧自由基）也具有肝毒性。

例如：硝呋妥因（呋喃坦啶）和阿霉素的代谢物能接受一个不成对的电子，形成自由基，后者与氧作用产生一个超氧阴离子（O2-），造成脂质过氧化和巯基氧化。

肝细胞坏死的最终共同通道：由于亲电子基、自由基或氧基的毒性作用，破坏膜的完整性和膜的Ca2+-ATP酶系，使细胞内外环境Ca2+的稳态破坏，最终造成肝细胞死亡。

另一方面，其代谢产物也可与肝细胞的蛋白质结合，形成新抗原，诱导免疫反应。

毒性代谢产物与肝细胞的大分子结合：异烟肼在肝内经过乙酰化后，分解成异烟酸和乙酰肼，后者与肝细胞内大分子共价结合造成肝细胞坏死。

苯巴比妥、利福平等药酶诱导剂，增加乙酰肼的产生，从而增加异烟肼对肝脏的毒性。

使用药酶抑制剂（如对氨基水杨酸）时，则药物性肝病的发生率降低。

根据人体对异烟肼的代谢快慢，可分成快灭活（快乙酰化）和慢灭活（慢乙酰化）两类人群，由常染色体隐性基因决定。

快灭活者产生较多的乙酰肼，异烟肼所致的肝损害主要发生在此类人群中。

国人以慢灭活人群为多，因此异烟肼肝损害不如外国多见。

二、药源性胆汁淤积的机制肝内胆汁淤积是由于胆汁流障碍，胆汁不能正常地流入胆管而引起的一系列病理和临床表现。

胆汁主要在肝细胞形成，排入毛细胆管，再进入叶间胆管、胆管、总胆管。

药物所致的淤胆主要是在肝细胞水平的胆汁流障碍。

肝细胞是一种高度极化的上皮细胞，它的基侧膜面向肝窦，顶端膜形成毛细胆管腔，在基侧膜面与毛细胆管膜交界处有一种特殊装置，称为紧密连接，将细胞旁间隙封闭，使毛细胞胆管与肝窦隔开，阻止胆汁流入血液。

肝细胞水平胆汁流形成的过程包括：①将血液内的胆汁酸、胆红素、卵磷脂等有机物质从肝窦摄入肝细胞；②以上物质在肝细胞内转运；③胆汁通过毛细胆管排出。

这些步骤的障碍，可造成肝内淤胆。

胆汁流的原始动力，是将胆汁内的成分从肝窦摄取通过基侧膜进入肝细胞内，这个过程往往与胆汁酸的分泌密切相关，称为胆汁流依赖胆汁酸的机制，这个机制有赖于肝细胞基侧膜的转运体（transporter），包括依赖钠的牛磺胆酸转运体（NTCP）和不依赖钠的转运体（OATP），以及产生ATP的钠泵，共同作用，将血液内的胆汁酸输入到肝细胞内，同时也将电解质和水分一起带入，然后通过细胞质内通过被动弥散或微泡转运至毛细胆管附近。

胆汁形成的另一种机制称为不依赖胆汁酸的机制，它主要依赖GSH和电解质的分泌而进行。

毛细胆管水平的胆汁形成也需要多种转运体，包括依赖ATP的单价胆汁酸转运体（cBAT）和多价胆汁酸转运体（MRP2）。

毛细胆管膜上的多耐药基因产物（MDR1和MDR3）分泌兼极性阳离子药物和磷脂。

由于胆汁是通过毛细胆管膜分泌的，所以该膜的流通性和完整性的受损，在胆汁淤积发生机制中也起重要作用。

三、药物性肝病免疫机制药物或其代谢物与肝特异蛋白质结合成为抗原，经巨噬细胞加工后，被免疫活性细胞识别，导致过敏变态反应。

肝细胞的损害可能由于T杀伤细胞或抗体依赖的K细胞（ADCC反应）攻击所致。

如有多量免疫复合物在肝组织沉着，可能造成重症肝炎。

肝外的变态反应如关节炎、皮疹、肾炎等，往往是由于循环内免疫复合物在局部的沉着。

某些药物引起的慢性活动性肝炎，是典型的免疫反应，可在周围血内测到多种自身抗体。

氟烷类麻醉剂：氟烷及异氟醚、恩氟醚等吸入麻醉剂，均可引起药物性肝损害，以氟烷发生肝损害的几率较高。

氟烷在CYP2E1作用下，产生代谢物三氟乙酰氯化物（CF3COC1），后者与肝细胞内质网的半抗原（含赖氢酸残基的ε-氨基多肽）结合，形成新的抗原，从而激起免疫反应。

从氟烷性肝病病人血清中分离到的抗体可以与多种肝内抗原作用，最主要的是作用于CYP2E1。

此种抗原在细胞膜表达，与相应的抗体或免疫的T细胞结合，造成肝细胞损伤。

其他的氟烷类麻醉剂如蒽氟烷、异氟烷、七氟烷、地氟烷等，由于在肝内代谢较少，因此较少发生肝损伤。

另外一些药物，如排尿酸药、利尿剂、替尼酸等引起的肝损伤时，血液中可测到针对CYP2C9的抗体，可能通过抗体介导的细胞毒作用（AD-CC）使肝细胞坏死。

替尼酸（tienilic acid）：本品为排尿酸利尿剂，最早应用于法国，因发现有肝、肾毒性，在美国限制应用。

约1/800的服药者，可发现肝损害，在血清中可测出抗肝、肾微粒体抗体（抗-LKM2抗体）。

用免疫印迹和免疫沉淀法，此抗体与肝微粒体的P-4508（亦称P450MP儿起反应。

此P450MP是作用于甲基苯乙妥英苯环的羟化。

在替尼酸引起肝病患者的血清中，可测到针对此新抗原的抗体，肝损害可能是ADCC的作用。

药物在肝脏内的代谢一、药物在肝内的生物转化肝脏在药物（或外源性毒物）的代谢和处置中起着十分重要的作用，大多数药物和毒物在肝内经生物转化作用而排出体外。

肝脏的病理状态可以影响药物在体内的代谢过程，从而影响药物的疗效和不良反应。

另一方面，药物的代谢过程中的产物，可以造成肝损害。

药物在肝内所进行的生物转化过程，可分为两个阶段：①氧化、还原和水解反应；②结合作用。

（一）第一相反应多数药物的第一相反应在肝细胞的光面内质网（微粒体）处进行。

此系由一组药酶（又称混合功能氧化酶系）所催化的各种类型的氧化作用，使非极性脂溶性化合物产生带氧的极性基因（如羟基），从而增加其水溶性。

有时羟化后形成的不稳定产物还可进一步分解，脱去原来的烷基或氨基等。

其反应可概括如下D+A→DANADPH+DA+H+→DAH2+NADP-DAH2+O2+HADPH→A+DOH+H2O+NADP-（注：D=药物；A=细胞色素P450）药酶是光面内质网上的一组混合功能氧化酶系，其中最重要的是细胞色素P450，其他有关的酶和辅酶包括：NADPH细胞色素P450还原酶、细胞色素b5、磷脂酰胆碱和NADPH等。

细胞色素P450（以下简称P450）是一种铁卟啉蛋白，能进行氧化和还原。

当外源性化学物质进入肝细胞后，即在光面内质网上与氧化型P450结合，形成一种复合物，再在NADPH细胞色素P450还原酶作用下，被NADPH所提供的电子还原，并形成还原型复合物。

后者与分子氧（O2）作用，产生含氧复合物，并接受NADPH所提供的电子，与O2形成H2O，同时药物（或毒物）被氧化成为氧化产物。

细胞色素P450：药物代谢的第一相反应，主要在肝细胞的光面内质网（微粒体）进行，此过程系由一组混合功能氧化酶系（又称药酶）所催化促进，其中最重要的是P450和有关的辅酶类。

P450酶系包括二个重要的蛋白质组分：含铁的血红素蛋白和黄素蛋白，后者能从NADPH将电子转移至P450底物复合体。

药物与P450结合位点与血红素分子非常接近，有利于电子的转移。

药物与氧化型P450结合，此时血红素的铁为三价铁（Fe3+），通过NADPH还原酶的作用，将NADPH的电子转移给P450，使其还原，血红素铁成二价（Fe2+）。

还原型的P450药物复合物与氧分子作用，成为含氧复合物，并接受NADPH所提供的电子，与氧生成H2O，同时药物也被氧化，P450又成为氧化型（Fe3+）。

如此反复循环，使药物进行第一相的代谢。

P450实际上为同一家庭的多种异构型。

迄今为止，人类P450的基因已发现有27种，编码多种P450。

基本上分成至少4个基因族，又可进一步区分为不同亚族。

其分类为CYP1，CYP2，CYP3和CYP4，亚族的分类按英语A、B、C……和阿拉伯数字1，2，3，……进一步分类。