新型冠狀病毒感染抗病毒藥物引起肝損傷的發生機制

曾 雪， 李福青， 李清清， 王 紅

遵義醫科大學附屬醫院消化內科， 貴州 遵義 563000

自2019年12月，世界各地陸續發生新型冠狀病毒感染（corona virus disease 2019，COVID-19），對人類健康造成嚴重威脅。在近三年抗擊COVID-19的診治過程中，抗COVID-19 藥物、免疫治療、呼吸循環支持等發揮著非常重要的作用，但臨床中發現不少COVID-19 患者出現肝損傷，發生率為14.8%～53%［1-3］，部分患者是由疾病本身所致，部分患者是藥物治療后出現藥物相關性肝損傷［1，4-8］，如抗病毒藥物、抗生素、中藥、解熱鎮痛藥等藥物的使用可能引起肝損傷。肝損傷會影響COVID-19 患者的預后［9］，肝損傷嚴重的患者死亡風險高。藥物性肝損傷（drug-induced liver injury，DILI）是大多藥物的不良反應之一，是臨床醫師需要處理的最具挑戰性的肝臟疾病之一，同時也是臨床前研究及藥物上市后導致其從市場撤出的最常見原因之一［10-11］。藥物使用過程中，因藥物本身和/或其代謝產物，或由于特殊體質對藥物的超敏感性或耐受性降低導致DILI 發生［10］，臨床上可表現為急性或慢性肝病。

COVID-19 的診療方案不斷更新，主要采用“老藥新用”的抗病毒治療方案［12］。我國《新型冠狀病毒感染診療方案（試行第十版）》［13］中指出可試用蛋白酶抑制劑（如奈瑪特韋片/利托那韋片組合包裝）、阿茲夫定片、莫諾拉韋膠囊、單克隆抗體（monoclonal antibodies， mAb）等藥物抗病毒治療，之前的診療方案提出可試用抗瘧藥物（如氯喹）、廣譜抗病毒藥（如利巴韋林、干擾素）、血凝素抑制劑等抗病毒治療，但因其副作用明顯且針對性不足，目前國家藥品監督管理局不繼續推薦（單獨）使用。本文擬對COVID-19 抗病毒藥物的種類及其引起肝損傷的發生機制和研究進展作一分析，旨在提高安全用藥水平，避免和減少DILI 的發生，提高臨床危重癥患者救治率，降低病死率。

1 蛋白酶抑制劑（protease inhibitors，PI）

PI 最開始用于抗HIV 治療，可選擇性抑制HIV 蛋白酶，阻止前體蛋白裂解，使病毒不能正常裝配，可有效對抗HIV。已證實PI 具有抗SARS-CoV-2 活性，可用于由SARS-CoV-2 感染所致的COVID-19［14］，目前應用于臨床的PI包括奈瑪特韋、利托那韋、奈非那韋、雷米西韋等。

1.1 PI的代表藥物 奈瑪特韋片/利托那韋片是第二代PI奈瑪特韋和藥理增強劑利托那韋的聯合制劑，主要用于治療輕中度COVID-19 患者及有進展為重癥的高風險患者，如高齡、慢性腎臟疾病、糖尿病、心血管疾病、慢性肺?。?5］。奈瑪特韋是SARS-CoV-2：Mpro主要蛋白酶的擬肽抑制劑，在體外對包括SARS-CoV-1 和SARS-CoV-2 在內的部分冠狀病毒具有抗病毒活性［16］。利托那韋可提高聯用的其他PI 的血藥濃度，延長半衰期，使得活性抗病毒代謝物的峰值水平更高，達到減少用量的效果［14］。

1.2 PI導致肝損傷的機制

1.2.1 直接或間接損傷線粒體及氧化應激 作為肝細胞的主要能量來源，任何損害線粒體功能的過程都可能導致肝損傷。據以往抗HIV 治療的報道［17-18］，PI可直接導致線粒體損傷。肝細胞損傷也可由化學活性中間代謝產物的代謝激活引起，這些代謝產物與大分子（如蛋白質、DNA）共價結合，形成蛋白質加合物新抗原，導致氧化應激、線粒體功能障礙和內質網應激的產生，最終導致細胞死亡［19］。藥物代謝過程中反應性代謝物的產生導致線粒體氧化應激顯著增加、活性氧（ROS）的產生增多，ROS 的增加可直接損傷細胞和組織中的遺傳物質、蛋白質、酶和脂質，并誘導免疫介導的肝損傷［19］。此外，損傷肝細胞產生ROS 增加了整體氧化應激，損傷相關分子模式的釋放激活了先天免疫反應，導致凋亡和壞死通路的激活［20］。

1.2.2 誘導內質網應激 內質網是蛋白質與脂質合成和修飾、藥物代謝及調節鈣離子穩態的重要場所。內質網應激導致肝損傷的具體機制尚不完全清楚，目前主要有以下5個假說。（1）內質網應激導致蛋白質合成效率降低，故而影響酶代謝藥物的效率［21］。（2）洛匹那韋/利托那韋聯用可激活肝內的內質網應激通路［4］，誘導肝臟炎癥反應和脂質代謝紊亂，激活脂肪細胞的內質網應激并降低其自噬活性，通過Caspase 級聯反應誘導肝細胞凋亡，加重氧化應激和炎癥反應，從而加速肝損傷［4］。（3）PI 誘導的肝毒性與肝細胞中CCAAT 增強子結合蛋白同源蛋白（CCCAT-enhancer binding protein homologous protein，CHOP）表達上調密切相關［22］。CHOP 是內質網應激、炎癥和肝脂肪毒性的重要分子環節，CHOP表達增加是導致肝損傷事件的關鍵因素［22］。（4）PI損傷肝細胞的可能機制之一是抑制肝細胞內質網的肌漿網鈣泵，使細胞內鈣離子穩態失衡，進而引起脂類代謝紊亂和細胞損傷［23］。內質網應激增加，可觸發炎性細胞因子的產生增加以及線粒體的“警報反應”，最終導致巨噬細胞活化和肝臟內的β 氧化增加。此外，內質網應激可誘導線粒體鈣超載增加，促進線粒體膜透化和促凋亡因子的釋放［24］，從而導致肝細胞損傷。（5）內質網應激也會導致大量ROS 的產生，ROS 積累可以誘導固有內質網蛋白的氧化，從而又導致內質網應激，由此形成惡性循環［24］。

1.2.3 產生肝毒性中間代謝物 PI 可抑制細胞色素P450（CYP）系統和肝臟相關轉運蛋白，導致肝毒性中間代謝物產生。CYP 是參與許多藥物生物轉化的重要代謝酶。PI主要經CYP 代謝，可與抑制該酶活性的藥物發生相互作用［25］。由CPY3A4 代謝的利托那韋或其他藥物會產生毒性中間體，從而導致肝損傷。此外，洛匹那韋/利托那韋是CYP3A4 抑制劑，也可抑制CYP2D6［20］，抑制CYP3A4 會影響肝臟內的藥物代謝，導致肝損傷。有機陰離子轉運多肽1B1（OATP1B1）和有機陰離子轉運多肽1B3（OATP1B3）是肝臟中的有機陰離子攝取轉運蛋白，參與了血液中各種藥物和有毒化合物的攝取及清除。八聚體結合轉錄因子1 重組蛋白（OCT1 蛋白）是肝臟中高表達的有機陽離子攝取轉運體，其允許營養物質進入細胞，并介導藥物的攝取。OCT1 的表達水平與許多藥物反應相關。低微摩爾濃度的洛匹那韋和利托那韋抑制OATP1B1/OATP1B3攝取轉運蛋白。利托那韋具有類似的抑制模式可抑制OCT1，從而影響有毒化合物的清除，導致肝損傷。

1.2.4 間接藥物引起的肝損傷 間接藥物引起的肝損傷即藥物作用所致，而非其固有的肝毒性或免疫原性，表現為原有肝病的誘發或加重。如洛匹那韋抗逆轉錄酶病毒治療可能導致乙型肝炎或丙型肝炎惡化，甚至導致急性肝衰竭或是進行性終末期肝病。根據以往PI 治療HIV 的報道［26］，患有某些病毒感染（如HCV 和HIV 感染）的患者更容易發生DILI，尤其是與高活性抗逆轉錄病毒治療相關的患者。在HIV 和HCV 或HBV 共感染的患者中，啟動高活性抗逆轉錄病毒治療可能與潛在慢性肝炎的發作有關，這可能是免疫系統重建、病毒相互作用或藥物對肝炎病毒直接影響的結果［17，27］。

1.2.5 藥物的相互作用 肝損傷的發生和程度取決于許多因素，如藥物劑量和患者特征。研究［28］發現非酒精性脂肪性肝病患者在COVID-19 期間發生DILI 的風險更高；患有肝脂肪變性和代謝綜合征的患者在COVID-19后更容易發生DILI。利托那韋是藥物代謝關鍵酶CYP3A4強抑制劑，可與眾多治療心律失常、糖尿病、神經系統疾病等藥物發生相互作用，導致治療基礎疾病的藥物安全風險增加［29］。合用經肝藥酶CYP3A 代謝的藥物，或者合用該酶的抑制劑/誘導劑，就可能出現藥物相互作用，導致此藥或其他合用藥物作用的增強或減弱，臨床治療中會出現減效、增效或毒性反應［30］。

2 核苷酸和核苷類似物抑制劑（nucleotide and nucleoside analogue inhibitors，NIs）

NIs 是嘌呤和嘧啶的化學合成類似物，可干擾RNA合成［31］。目前主要用于治療慢性和急性病毒感染，NIs作為核苷酸或核苷前體或前藥給藥，一旦進入細胞內，其被宿主或病毒激酶代謝為活性三磷酸。已證實具有抗COVID-19病毒活性且應用于臨床的NIs有阿茲夫定、瑞德西韋、索非布韋、法匹拉韋等。

2.1 NIs的代表藥物

2.1.1 阿茲夫定 阿茲夫定為廣譜RNA病毒抑制劑，在細胞內代謝成具有活性的5′-三磷酸鹽代謝物（阿茲夫定三磷酸鹽），特異性作用于SARS-CoV-2 RNA 依賴的RNA聚合酶（RNA-dependent RNA polymerase，RdRp），在SARSCoV-2 RNA 合成過程中嵌入其中，從而有效阻斷或終止SARS-CoV-2復制，實現治療COVID-19的目的［32］。此外，磷酸化的阿茲夫定可以有效清除胸腺的冠狀病毒，進而保護機體T 淋巴細胞免疫，發揮后續免疫系統介導的抗COVID-19 作用，這就是阿茲夫定標本兼治［抗病毒（標）+免疫保護（本）］的雙機制抗病毒模式［33］。

2.1.2 瑞德西韋 瑞德西韋為腺苷類似物的核苷酸前藥，能夠與病毒RdRp 結合，并通過提前終止RNA 轉錄來抑制病毒復制，是美國首個正式獲批的COVID-19 治療藥物［34］。

2.1.3 法匹拉韋 法匹拉韋磷酸核糖基化后可與RdRp 結合，從而抑制RdRp 活性，導致病毒蛋白合成終止；也可被整合至病毒RNA鏈中，阻止進一步延伸，故法匹拉韋可成為治療輕中度COVID-19 的藥物［35］。部分學者［35-36］推薦短期使用法匹拉韋，認為其在總不良事件和嚴重不良事件方面表現出良好的安全性。

2.2 NIs肝損傷的可能機制

2.2.1 線粒體損傷與氧化應激 NIs 可通過多種機制導致肝損傷。一方面，可直接導致線粒體毒性［18］；另一方面可能通過抑制線粒體DNA聚合酶γ或NIs與線粒體DNA 聚合酶γ 結合，從而降低各種組織中的線粒體DNA（mtDNA）水平［24］或阻斷mtDNA 合成，干擾細胞核DNA修復和mtDNA 合成和修復，導致氧化應激［37］和隨后的線粒體功能障礙［38］、線粒體毒性［37］、線粒體耗竭或功能降低［14］。其中線粒體DNA 聚合酶γ 結合NIs 被認為是NIs 在治療中出現毒副作用的主要原因［39］。故也有學者［38］提出NIs 會導致不同程度的時間依賴性線粒體功能障礙，NIs 被線粒體DNA 聚合酶γ 結合或阻斷mtDNA合成，從而導致線粒體合成能量下降，造成氧化應激的相關事件，這可能導致mtDNA 受損，最終導致線粒體基因組突變。NIs可以通過產生氧化損傷來誘導肝mtDNA損傷和耗竭［38］。

2.2.2 藥物的相互作用 體外研究［34］中發現瑞德西韋不僅是CYP3A4 的次要底物、OATP1B1 和P-糖蛋白的底物，亦是CYP3A4、OATP1B1、OATP1B3 和多藥與毒素擠壓蛋白的抑制劑，因此NIs 可能容易與抑制或誘導這些酶和轉運體的藥物發生藥物相互作用［14］。但相關研究較少。有報道1 例68 歲COVID-19 患者聯合使用瑞德西韋和胺碘酮后出現轉氨酶升高，分析其原因可能是胺碘酮抑制肝轉運蛋白P-糖蛋白，改變瑞德西韋的藥物動力學，誘導瑞德西韋相關的肝損傷［40］。

3 廣譜抗病毒藥物

廣譜抗病毒藥物包括兩大類，一類是靶向病毒感染和復制所必需的宿主細胞機制的藥物家族，另一類是直接靶向病毒的藥物家族［41］。

3.1 廣譜抗病毒藥物的代表藥物 干擾素（IFN）是病毒感染機體時，宿主細胞通過抗病毒應答產生的一組結構類似、功能相近的低分子糖蛋白，是機體抗病毒感染機制中最重要的一種免疫因子，具有抗病毒、抗腫瘤及調節免疫作用［42］。IFN 能夠誘導宿主細胞產生抗病毒蛋白，間接地發揮抗病毒效應，目前已被廣泛應用于臨床治療多種病毒感染性疾病，對動物和人類健康起重要作用［43］。IFN 具有廣譜抗病毒效應，其抗病毒作用可能是多環節的，從抑制病毒吸附細胞、脫殼、病毒核酸的轉錄，到激活機體免疫系統殺滅病毒。

3.2 導致肝損傷的可能機制 IFN 引起的肝損傷大多為輕微的，甚至無癥狀［44］，例如無癥狀血清酶升高可能與劑量有關；伴有急性黃疸的病例有時與自身免疫特征有關，可能提示與激發潛在的自身免疫機制有關。IFN抗病毒導致嚴重肝損傷的機理與以下3 個方面有關［45］。（1）產生或啟動某些細胞因子：IFN 可啟動細胞因子IFNα 和IFNγ 的產生，從而作用于表面抗原陽性的肝細胞，破壞肝細胞，當存在大量表面抗原陽性的肝細胞時，可導致廣泛的肝細胞壞死而表現為嚴重的肝損傷。（2）優化病毒抗原：IFN 可優化病毒抗原在肝細胞表面的展現，吸引已被病毒抗原激活的特異性細胞毒性T 淋巴細胞匯集于肝內，溶解感染的肝細胞，從而導致肝細胞壞死。（3）激活自然殺傷（NK）細胞：IFN 是NK 細胞強大的激活劑，可增強NK 細胞的殺傷活性，使NK 細胞對被病毒感染細胞的破壞大大增強，NK 細胞本身又可產生IFN，形成對NK細胞活性的正反饋調節，從而擴大NK細胞的殺傷功能。

4 mAb藥物

mAb是由單個細胞譜系開發的免疫系統蛋白［46］，對其靶細胞具有高親和力，一直作為各種腫瘤、自身免疫、移植后免疫抑制和傳染病的靶向療法。在許多抗病毒疾病中，mAb 作為中和抗體可實現被動免疫抗病毒，也有助于預防或調節許多病毒性疾病。

4.1 mAb 的代表藥物 安巴韋單抗和羅米司韋單抗是兩種人源mAb［47］，可以靶向結合SARS-CoV-2 刺突蛋白RBD 的不同部位，在結合SARS-CoV-2 的RBD 表位上具有互補性。然而，mAb 用作抗病毒藥物時，容易因病毒基因組的改變產生耐藥性，由此可能會改變病毒的致病潛力，導致病毒逃逸突變體的出現，使病毒對特定的mAb產生耐藥性［46，48］。為了對抗這種病毒逃逸現象，有學者［48］提出了一種mAb 組合，通常稱為“抗體混合物”，其原理是將兩種互補的特異性mAb組合，可以通過靶向多個病毒表位來防止中和抗體逃逸。中和抗體由于生產成本過高，尚不具備普及推廣的條件，目前多用于特殊的人群，如免疫力低下的人群、有基礎疾病的老年人，或是突破性感染，或是暴露前的預防性治療等。最適合mAb治療的人群是有特殊風險的人群［49］，如老年人和患有糖尿病、高血壓及肥胖癥等嚴重慢性疾病的人群，包括患有心血管疾病的患者。

4.2 導致肝損傷的可能機制 由于發表文獻有限，mAb的不良反應在很大程度上尚未明確。mAb 相關肝損傷通常歸因于自身免疫的誘導或乙型肝炎的免疫調節和再激活［14］。在許多情況下，肝不良事件的原因往往不清楚，在臨床醫學使用的mAb 中，只有少數與藥物誘導的肝損傷有關。mAb通常具有良好的耐受性［14］，因為mAb本身是蛋白質，可被細胞蛋白酶分解成小肽和氨基酸，可以用來合成其他蛋白質。蛋白質的代謝不會產生毒性中間體，故mAb不太可能通過產生毒性代謝產物來誘導DILI。值得一提的是，通過外源性給藥的蛋白質代謝產生的肽可作為外源表位呈現并產生免疫反應。此外，mAb 可能產生免疫或其他反應，從而導致免疫介導的肝損傷。抑制免疫系統的mAb 可能會導致潛在感染的重新激活，包括結核病、單純皰疹、水痘-帶狀皰疹和乙型肝炎。雖然mAb一般耐受性良好，但給藥后仍有發生免疫介導反應的風險，包括過敏性休克、血清病和抗體生成。除了這些免疫介導的反應外，mAb 的不良反應也與其特定靶點有關［50］。

5 小結

抗COVID-19藥物的使用是把“雙刃劍”，其副作用不可避免，研究的最終目標是減輕其不良影響，必要時從根源上作出干預，保護重要臟器?？傮w而言，抗COVID-19藥物引起肝損傷的可能發生機制包括：藥物直接或產生毒性代謝產物損傷肝細胞，直接或間接的線粒體損傷及氧化應激、內質網應激，抑制肝內氧化還原酶或轉運蛋白，或是藥物間的相互作用從而導致肝細胞直接或間接損傷。目前在抗COVID-19 藥物的使用中發現奈瑪特韋片/利托那韋片、阿茲夫定的肝毒性比較明顯。在應用COVID-19 抗病毒藥物時需關注肝功能，謹慎使用肝毒性藥物；同時，對伴有基礎肝病的患者，不僅要注意原有基礎肝病的病情變化，還需結合COVID-19 帶來的病理生理改變，仔細甄別肝損傷的病因，在積極治療原發病的同時，選擇合理措施護肝治療，減少肝損傷。

利益沖突聲明：本文不存在任何利益沖突。

作者貢獻聲明：曾雪負責擬定寫作思路，查找文獻，分析資料，撰寫文章；李福青、李清清參與收集資料，修改論文；王紅負責選題，指導撰寫文章，提供修改意見并最終定稿。