药物性肝损伤的机制

1、药物性肝病的发病机制药物性肝病的机制基本上可分为两类：内源性肝毒性(可预测的肝毒性)和异质性反应(不可预测的肝毒性)。近年来，由于对新药筛选的严格要求以及可预测的肝脏毒物很少通过临床试验，绝大多数临床药物性肝病是由不可预测的肝脏毒物引起的。只有少数药物使用者有不良反应，没有明显的量效关系，并且通常难以在实验动物中复制。这种药物性肝病的机制进一步分为代谢异常和过敏反应。近年来，药物性肝病的发病机制已被充分认识，但二者之间仍存在一定的差距。概述了几个重要的机制。一、有毒代谢物的影响一些药物通过肝脏中细胞色素P450药物酶的作用代谢成一些毒性产物，如亲电基团、自由基和氧基团，这些药物酶共价结合到蛋白

2、质和核酸等大分子物质上，或引起细胞质膜脂质过氧化，最终导致肝细胞坏死亲电基团：由P450氧化药物产生的亲电基团共价结合到肝细胞大分子蛋白质的巯基(半胱氨酸)位点上。谷胱甘肽是一种内源性解毒剂。如果肝脏中有毒代谢物的产生超过谷胱甘肽含量的阈值，就会引起肝毒性。一个典型的例子是对乙酰氨基酚。在正常情况下，大多数对乙酰氨基酚与葡萄糖醛酸和硫酸结合来解毒，但其中一些在CYP1A2、CYP2E1和CYP3A4的作用下转化为毒性产物萘普生1。当服用治疗剂量时，萘普生1与细胞中的谷胱甘肽结合形成巯基尿酸和半胱氨酸衍生物来解毒。如果摄入过量，肝细胞中的谷胱甘肽和萘普生1就会耗尽，与肝细胞中的大分子结合，导致肝

3、细胞坏死。动物实验证明，用酶诱导剂(苯巴比妥或3-甲基胆蒽)治疗可显著增加肝脏坏死的程度。及时用谷胱甘肽前体乙酰半胱氨酸或硫乙胺治疗可以减少肝脏坏死。另一个例子是肝脏中溴苯环氧化形成的3，4-环氧化合物，可与谷胱甘肽结合解毒，如果产生过多，会与大分子结合，导致肝细胞死亡。自由基：药物被P450氧化或还原，形成具有不成对电子的替代物，即自由基，其引起细胞膜和细胞器膜中不饱和脂肪酸的过氧化，从而改变膜流动性和渗透性，灭活膜Ca2-三磷酸腺苷酶，增加细胞内Ca2浓度，破坏细胞骨架，活化磷脂酶，破坏氨基酸功能基团，核酸转化和突变，并导致肝细胞死亡。典型的例子是卤素化合物，如四氯化碳和氟烷。四氯化碳可依

4、次影响内质网、线粒体、溶酶体和其他细胞器。由于粗面内质网的损伤，蛋白质合成受到抑制，甘油三酯和蛋白质结合成脂蛋白的过程被阻断，导致肝脏中脂肪的积累和脂肪变性。线粒体损伤减少脂肪代谢和能量产生，也促进脂肪变性。四氯化碳被细胞色素P450分解，形成游离基团(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。低蛋白饮食抑制药物酶的活性，减少四氯化碳的分解，从而降低其毒性。相反，苯巴比妥和滴滴涕诱导酶促进四氯化碳的分解，从而增加其对肝脏的毒性。氟烷(溴氯三氟乙烷)可通过肝脏中的还原反应转化为氯二氟乙烯(CDF)、氯三氟乙烯(CTF)和无机氟化合物。在低氧条件

5、下，能够诱导这种还原和转化过程的酶系统能够加速其代谢。CDF和CTF都是含有自由基或负碳离子(碳自由基)的中间代谢产物，它们可以与大分子结合并引起膜脂质过氧化，导致肝脏坏死。动物实验已经证明，在低氧条件下(14%O2)将氟烷吸入大鼠体内会导致氧基：一些药物在氧化还原循环中形成的氧基(也称为氧自由基)也具有肝毒性。例如，硝呋太(呋喃他定)和阿霉素的代谢物可以接受不成对的电子形成自由基，自由基与氧反应生成超氧阴离子(O2-)，导致脂质过氧化和巯基氧化。肝细胞坏死的最终共同通道：由于亲电基团、自由基或氧基团的毒性作用，细胞膜及其Ca2-三磷酸腺苷酶系统的完整性被破坏，从而破坏细胞内外环境中Ca2的稳

6、态，最终肝细胞死亡。另一方面，它的代谢产物也能与肝细胞的蛋白质结合形成新的抗原并诱导免疫反应。毒性代谢物与肝细胞中的大分子结合：异烟肼在肝脏中被乙酰化，并分解为异烟酸和乙酰肼，它们与肝细胞中的大分子共价结合，导致肝细胞坏死。苯巴比妥、利福平和其他药物酶诱导剂增加了乙酰肼的产生，从而增加了异烟肼对肝脏的毒性。当使用药物酶抑制剂(如对氨基水杨酸)时，药物性肝病的发生率降低。根据异烟肼的代谢率，可分为快速失活(快速乙酰化)和慢速失活(慢速乙酰化)，由常染色体隐性基因决定。异烟肼引起的肝损伤主要发生在这一人群中。中国人主要是慢灭活的，所以异烟肼引起的肝损伤比国外少。二、药物性胆汁淤积的机制肝内胆汁淤积

7、是由胆汁流动障碍和胆汁不能正常流入胆管引起的一系列病理和临床表现。胆汁主要在肝细胞中形成，排入毛细胆管，然后进入叶间胆管、胆管和胆总管。药物引起的胆汁淤积主要是肝细胞水平的胆汁流动障碍。肝细胞是高度极化的上皮细胞。肝细胞的基膜面向肝窦，顶膜形成毛细胆管腔。在基膜和毛细胆管膜的连接处有一种特殊的装置，称为紧密连接，它密封细胞周围的空间，将毛细胞胆管与肝窦分开，并防止胆汁流入血液。肝细胞层面胆汁流动的形成过程包括：胆汁酸、胆红素、卵磷脂等血液中的有机物质从肝窦进入肝细胞；(2)上述物质在肝细胞中运输；(3)胆汁通过毛细胆管排出。这些步骤的障碍会导致肝内胆汁淤积。胆汁流动的主要动力是通过基底膜将胆汁

8、成分从肝窦吸收到肝细胞中。这个过程通常与胆汁酸的分泌密切相关。它被称为胆汁流动的机制依赖于胆汁酸。这一机制依赖于肝细胞基膜转运蛋白的联合作用，包括钠依赖性牛磺胆酸转运蛋白(NTCP)和钠非依赖性转运蛋白(OATP)，以及产生三磷酸腺苷的钠泵。血液中的胆汁酸被输入肝细胞，电解质和水也被一起带入，然后通过细胞质中的被动分散或微泡被输送到毛细胆管附近。胆汁形成的另一种机制被称为独立于胆汁酸的机制，胆汁酸主要依赖于谷胱甘肽和电解质的分泌。毛细胆管水平的胆汁形成也需要多种转运蛋白，包括三磷酸腺苷依赖性单价胆汁酸转运蛋白和多价胆汁酸转运蛋白2。毛细胆管膜上的多药耐药基因产物(MDR1和MDR3)分泌双极阳

9、离子药物和磷脂。由于胆汁是通过毛细胆管膜分泌的，其流动性和完整性的损害也在胆汁淤积的机制中起重要作用。Iii .药物性肝病的免疫机制药物或其代谢物与肝脏特异性蛋白质结合形成抗原，抗原被巨噬细胞加工并被免疫活性细胞识别，导致过敏反应。肝细胞损伤可能是由T杀伤细胞或抗体依赖性K细胞(ADCC反应)攻击引起的。如果大量免疫复合物沉积在肝组织中，可能会导致严重的肝炎。肝外过敏反应，如关节炎、皮疹、肾炎等。通常是由于循环免疫co的局部沉积氟烷麻醉剂：吸入麻醉剂如氟烷、异氟烷和恩氟烷都可以引起药物性肝损伤，氟烷有更高的肝损伤概率。氟烷在CYP2E1的作用下产生代谢物三氟乙酰氯(CF3COC1)。后者与肝细

10、胞内质网的半抗原(含有赖氨酸残基的-氨基多肽)结合形成新的抗原，从而刺激免疫反应。从氟烷肝病患者血清中分离的抗体可以作用于多种肝内抗原，最重要的是CYP2E1。这种抗原在细胞膜上表达，并与相应的抗体或免疫T细胞结合，导致肝细胞损伤。其他氟烷麻醉剂，如蒽氟烷、异氟烷、七氟醚、地氟烷等。由于肝脏中的代谢减少，肝损伤较少。当肝损伤是由其他药物引起时，如尿酸排泄药物、利尿剂、替尼酸等。在血液中可以检测到针对CYP2C9的抗体，这可能通过抗体介导的细胞毒性(AD-CC)导致肝细胞坏死。铁力酸：该产品是一种尿酸利尿剂，首次在法国使用。由于肝和肾的毒性，在美国是受限制的。大约1/800的吸毒者可以发现肝损伤

11、，血清中可以检测到抗肝和肾微粒体抗体(抗LKM2抗体)。使用免疫印迹和免疫沉淀，抗体与肝微粒体P-4508(也称为P450MP)反应。该P450MP作用于甲基苯妥英苯环的羟基化。针对这种新抗原的抗体可以在由替尼酸引起的肝病患者的血清中检测到，并且肝脏损伤可能是由ADCC引起的。药物在肝脏中的代谢一.药物在肝脏中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非常重要的作用。大多数药物和毒物通过肝脏中的生物转化排出体外。肝脏的病理状态会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，药物代谢的产物会导致肝损伤。药物在肝脏中的生物转化过程可分为两个阶段：氧化、还原和水解反应

12、；结合效应。(a)第一阶段反应大多数药物的第一阶段反应发生在肝细胞的光滑内质网(微粒体)。这是由一组药用酶(也称为混合功能氧化酶系统)催化的一系列各种类型的氧化，这使得非极性脂溶性化合物能够与氧一起产生极性基因(如羟基)，从而增加它们的水溶性。有时羟基化后形成的不稳定产物可以进一步分解，除去原来的烷基或氨基等。该反应可以总结如下承兑交单承兑交单NADPH DA H DAH2 NADP-dah 2 O2 HADPH一个DOH H2O NADP-(注：D=毒品；A=细胞色素P450)药用酶是光滑内质网上的一组混合功能氧化酶系统，其中细胞色素P450最为重要。其他相关酶和辅酶包括NADPH细胞色素P

13、450还原酶、细胞色素b5、磷脂酰胆碱、NADPH等。细胞色素P450(以下简称P450)是一种能够被氧化和还原的铁卟啉蛋白。当外源性化学物质进入肝细胞时，它们与光滑内质网上氧化的P450结合形成复合物，然后在NADPH细胞色素P450还原酶的作用下被NADPH提供的电子还原，形成还原复合物。后者与分子氧(O2)反应生成含氧复合物，并接受NADPH提供的电子与O2形成H2O，而药物(或毒物)被氧化成氧化产物。细胞色素P450:药物代谢的第一阶段主要在肝细胞的光滑内质网(微粒体)中进行。这一过程由一组混合功能氧化酶系统(也称为药物酶)催化和促进，其中P450和相关辅酶是最重要的。P450酶系统包

14、括两个重要的蛋白质组分：含铁的血红素蛋白和叶黄素蛋白，它们可以将电子从NADPH转移到P450底物复合物。药物与P450的结合位点非常接近血红素分子，有利于电子转移。该药物与氧化的P450结合，血红素铁是三价铁(Fe3)。通过NADPH还原酶的作用，NADPH电子转移到P450还原，血红素铁变成二价(Fe2)。还原的P450药物复合物与氧分子反应形成含氧复合物，接收NADPH提供的电子，并与氧产生H2O。同时，药物被氧化，P450被氧化(Fe3)。这种反复循环使药物在第一阶段代谢。P450实际上是同一家族中的多种异质类型。迄今为止，已经发现了27个人类P450基因，编码许多P450基因。它基本

15、上被分成至少4个基因家族，并且可以进一步被分成不同的亚组。它们被分为CYP1、CYP2、CYP3和CYP4。根据英语a、b、c，这些亚型被进一步分类.和阿拉伯数字1，2，3，根据其功能，人类P450可分为两类。CYP1，2，3主要代谢外源性化合物，如药物和毒物，具有跨底物特异性，通常由外源性物质诱导。在进化过程中，它们的保守性很差。GYP4主要代谢内源性物质，特异性高。它通常不是由外源物质诱导的，并且在此过程中相对保守。这种P450在类固醇、脂肪酸和前列腺素代谢中起作用。P450在药物代谢中起重要作用。表39-1代表性药物代谢CYP1、CYP2和cyp3亚家族P450亚家族代谢的底物(药物)C

16、YP1A2氧米曲林，咖啡因，氟哌啶醇，茶碱，替吉奥，西咪替丁CYP2B6环磷酰胺CYP2C卡马西平、环磷酰胺、地西泮、布洛芬、萘普生、奥美拉唑、苯妥英、奈洛尔、甲苯磺脲CYP2D6异喹胍、大多数受体拮抗剂、氧米特林、氯丙嗪、可待因、地塞米松、恩卡尼、氟哌啶醇、去甲亚甲基、维拉帕米对乙酰氨基酚、乙醇、氟烷CYP3A胺碘酮、卡马西平、西沙必利、可卡因、皮质醇、环孢菌素、氨苯砜、地塞米松、地尔硫卓、红霉素、异丙嗪、利多卡因、洛伐他汀、硝苯地平、孕酮、他克莫司、他莫昔芬、睾酮、丙戊酸钠、维拉帕米、长春新碱、华法林一般来说，通过第一相的氧化和还原，药物变成具有较高极性和水溶性但活性较低的代谢物，然后通过

17、第二相的结合通过胆汁或尿液排出体外。然而，一些药物在P450药物酶的作用下，转化为对肝细胞有毒的代谢产物。(2)第二相反应在第一阶段反应后，药物通常通过结合反应与极性配体如葡萄糖醛酸、硫酸、甲基、乙酰基、硫代、谷胱甘肽、甘氨酸、谷氨酰胺和其他基因结合。通过这种结合作用，不仅覆盖了药物分子上的一些功能基因，还可以改变药物分子的理化性质，增加药物分子的水溶性，使药物分子通过胆汁或尿液排出体外。药物结合的相对能力也是不同的。例如，葡萄糖醛酸结合、乙酰化和甲基化是高容量基团，而甘氨酸、谷氨酰胺和硫酸结合是低容量基团。例如，与硫酸的结合通常是代谢苯环化合物的主要方式之一，但是它有一定的限制，这可能受到可用的“活性硫酸盐”(PAPS)含量的限制。例如，低剂量扑热息痛主要与硫酸结合，而高剂量扑热息痛主要与葡萄糖醛酸结合