综述：醛类加合物介导药物蛋白半抗原化的新途径：肼屈嗪血管毒性的近期临床证据

《Biochemical Pharmacology》：Drug reactions with aldehyde adducts as a novel route to protein haptenisation: Recent tentative clinical evidence for a role in hydralazine vasotoxicity

本综述由Philip C. Burcham教授撰写，深入探讨了药物不良反应（ADR）的新机制。文章挑战了传统认为的肝酶代谢活化是药物毒性主要途径的观点，提出了一个新颖的“醛类偶联”假说：即内源性双功能醛（如丙烯醛）先与蛋白质结合，其保留的羰基再被亲核药物（如肼屈嗪）攻击，形成三元药物-醛-蛋白复合物，作为新抗原触发自身免疫反应。作者结合实验室证据与近期Falk团队的临床研究，重点分析了该机制在肼屈嗪相关ANCA血管炎（HAA）中的潜在作用，为理解 idiosyncratic ADRs（IADRs）开辟了新视角。

　　

引言

药物不良反应（ADRs）是临床用药中的常见问题。其中，A型反应通常是药物主要药理作用的放大，相对可预测。而非预期性不良反应（IADRs），或称B型反应，则与药物基本药理作用无关，具有罕见、严重且难以预测的特点，常表现为威胁生命的肝损伤、严重皮肤反应或血液学疾病。传统上，IADRs的机制常归因于药物经细胞色素P450（CYP450）等酶代谢活化形成的活性代谢物。这些活性中间体若能逃逸解毒机制，便可攻击细胞蛋白中的亲核氨基酸（如半胱氨酸、赖氨酸、组氨酸）形成加合物，进而可能作为半抗原触发免疫反应，导致组织损伤。

经典生物活化依赖性IADRs通路

生物活化现象统一了许多IADRs综合征。CYP450单加氧酶是催化氧化药物代谢、生成有害中间体的主要角色。蛋白加合物的形成是连接活性中间体与IADR表现的关键机制。根据“半抗原”模型，药物-蛋白加合物被抗原呈递细胞（APCs）识别，经蛋白酶解后，药物修饰的肽段通过主要组织相容性复合物（MHC I 或 II）呈递给初始T细胞，引发T细胞活化，进而可能导致IgE介导的即时过敏或T细胞介导的组织损伤（如DILI、皮肤反应）。然而，并非所有能形成活性代谢物的药物都会引发IADRs，提示还需要额外的“共刺激”信号来打破免疫耐受。尽管如此，在新药发现中减少药物形成活性代谢物的倾向仍是提高安全性的关键策略。

醛类偶联：一种不依赖生物活化的半抗原化途径

本综述聚焦于一条不依赖生物活化的新型IADRs途径。该途径无需药物经酶代谢活化，而是通过一个两步序列实现蛋白半抗原化。第一步，内源性双功能亲电试剂（如双功能醛）的一个亲电中心与蛋白质的亲核氨基酸反应，形成仍保留第二个反应中心（通常是醛羰基）的蛋白加合物。第二步，具有亲核基团（如伯胺）的循环药物攻击这种“活化”的蛋白质，形成三元药物-醛-蛋白复合物。这些复合物在易感个体中可能作为新抗原，引发类似于经典活性代谢物途径的免疫级联反应。

肼屈嗪作为醛类偶联加合的典型参与者

抗高血压药物肼屈嗪是研究这一新机制的理想模型。其分子末端的肼基赋予其强烈的亲核性。这种性质不仅导致其经历显著的II相代谢（如N-乙酰化），也使其能够与非酶性的内源性羰基化合物（如丙酮酸、α-酮戊二酸）快速形成腙类，其中丙酮酸腙是其血液中的主要循环代谢物。更重要的是，肼屈嗪被发现能有效清除丙烯醛等多种有毒羰基化合物。然而，早期研究发现，在细胞保护浓度下，肼屈嗪并未减少蛋白羰基加合物的水平，反而在细胞和动物模型中检测到大量肼屈嗪-丙烯醛-蛋白三元加合物的形成。这表明肼屈嗪可能并非高效清除游离丙烯醛，而是更易与蛋白质上已形成的丙烯醛加合物反应。

丙烯醛作为醛类偶联药物加合的典型介质

丙烯醛的强毒性源于其拥有两个不同的亲电中心：醛羰基和α,β-双键。其与蛋白质反应时，β-碳作为“软”亲电体，优先与半胱氨酸的巯基等发生迈克尔加成反应，生成仍保留羰基的加合物，这为后续与肼屈嗪等亲核药物反应提供了靶点。质谱研究证实，丙烯醛预处理的模型肽能与肼屈嗪形成多种腙类加合物。免疫化学研究进一步在共暴露于肼屈嗪和丙烯醛前体烯丙醇的肝细胞中，以及在烯丙醇中毒并经肼屈嗪处理的小鼠肝脏蛋白中，广泛检测到了药物-丙烯醛-蛋白复合物的形成。

肼屈嗪治疗相关的自身免疫性血管炎

肼屈嗪使用可引发多种自身免疫综合征，最常见的是通常可逆的系统性红斑狼疮（SLE）。另一种更严重但较少见的是抗中性粒细胞胞质抗体（ANCA）血管炎，其特征是血管炎症，常伴有多器官受累。肼屈嗪相关ANCA血管炎（HAA）的风险因素包括女性、HLA-DR4阳性、甲状腺功能异常、肝脏乙酰化慢代谢型以及累积剂量高等。其发病机制长期不明，尽管致病性抗髓过氧化物酶（MPO）和蛋白酶3（PR3）的自身抗体是关键环节，但导致这种异常抗体反应的原因一直难以确定。

醛类偶联蛋白加合物在肼屈嗪血管炎中的作用

近期Falk团队的研究为醛类偶联机制在HAA中的临床意义提供了初步证据。该研究假设，激活的中性粒细胞在氧化爆发过程中会产生大量活性氧（ROS），导致膜脂质过氧化和丙烯醛生成。丙烯醛可与中性粒细胞内的MPO蛋白形成保留羰基的加合物。循环中的肼屈嗪随后攻击这些加合物，形成三元肼屈嗪-丙烯醛-MPO复合物。研究证实，在体外，丙烯醛预处理后的MPO能与肼屈嗪广泛反应。更重要的是，使用抗肼屈嗪抗体从HAA患者血清中免疫沉淀出的蛋白，经抗MPO抗体检测呈阳性，而在非肼屈嗪引起的特发性ANCA血管炎患者或健康对照血清中则未检测到。这表明肼屈嗪标记的MPO加合物可能是HAA特异的免疫原性触发因素。一个有趣的推测是，这种三元加合物可能并非直接作为免疫系统攻击的唯一目标，其形成可能引起MPO蛋白构象改变，暴露出原本隐藏的抗原表位，从而引发自身免疫反应。

肼屈嗪是否会加剧特发性血管炎？

这一新机制也可能为区分HAA与更常见的特发性小血管血管炎提供新思路。有研究发现，特发性小血管炎患者的皮肤活检组织中存在丙烯醛加合的蛋白质，且其密度与疾病临床分期相关。因此，我们或许可以推测，早期血管炎患者的血管组织可能已被丙烯醛加合物“预激活”，当使用肼屈嗪时，药物与这些预先存在的加合物反应，可能加剧或加速疾病进程，使得HAA表现为药物对已有病情的恶化。

近期发现开辟的新途径

Xi等人的研究为理解HAA的机制提供了新范式，即不依赖药物代谢活化的蛋白半抗原化途径。这引发了一系列新问题：个体遗传的丙烯醛解毒酶（如谷胱甘肽-S-转移酶、醛脱氢酶）基因变异是否影响HAA风险？环境因素（如吸烟、饮酒）或使用释放丙烯醛的药物（如环磷酰胺）是否会通过增加体内丙烯醛负荷而提高HAA风险？除了丙烯醛，其他内源性双功能醛（如4-羟基壬烯醛HNE、丙二醛MDA）或糖氧化产物（如甲基乙二醛MGO）是否也能介导类似的药物偶联反应？此外，这一机制是否也参与肼屈嗪引起的其他组织（如肝、肺、皮肤）的IADRs？不同组织因其脂质组成、氧化应激水平等因素，生成“偶联醛”的潜力不同，这可能影响其对特定IADR的易感性。

结论

近期关于肼屈嗪-丙烯醛-MPO加合物在HAA中作用的证据，突破性地展示了一条不同于经典CYP450代谢活化途径的蛋白半抗原化新机制。这不仅为理解肼屈嗪的自身免疫毒性提供了新视角，也提示醛类偶联加合可能参与其他药物的IADRs。初步观察表明，氨基胍和普鲁卡因胺等其他具有伯胺基团的药物也能发生醛介导的蛋白偶联反应。此外，一些酪氨酸激酶抑制剂（TKIs）在体内代谢可产生伯胺代谢物，它们是否也通过类似机制引发毒性值得探讨。未来需要更精确的质谱分析来确认三元加合物的化学结构，并探索这一机制在更广泛药物毒性中的作用。