《Antioxidants》：Context-Dependent Redox Mechanisms in Drug-Induced Liver Injury: Shared and Distinct Roles Across Hepatocellular and Cholestatic Phenotypes
氧化应激和氧化还原失调被广泛认为与药物性肝损伤（DILI）相关，但其作用因起始损伤因素、细胞情境和损伤阶段的不同而存在显著差异。氧化还原紊乱并非代表单一的致病机制，而可能作为起始因素、损伤放大因素、适应性反应或组织损伤的下游后果发挥作用。本综述以肝细胞型和胆汁淤积型DILI作为互补情境，探讨这些情境依赖性作用，以区分共享和差异的氧化还原机制。研究人员讨论了线粒体氧化剂应激、谷胱甘肽（GSH）和硫氧还蛋白依赖性防御、核因子E2相关因子2（NRF2）介导的适应性调节、氧化还原敏感性信号传导、脂质过氧化和炎症性氧化剂在代表性DILI情境中占据损伤级联的不同位置。本综述特别关注氧化还原事件的来源、空间组织、时序、分子靶点和后果，并将这些维度与其幅度一并考量。这一视角可能有助于调和实验模型之间表面不一致的研究发现，并改善DILI中氧化还原生物标志物和治疗干预的机制解读。
1. 引言
药物性肝损伤（DILI）涵盖处方药、非处方药及草药或膳食产品引起的不良肝脏反应，范围从轻度生化异常到急性肝衰竭。其临床和病理表现因致病药物、暴露情况、宿主易感性以及代谢、线粒体、免疫和胆汁酸相关过程的相对贡献而异。临床上，DILI分为肝细胞型、胆汁淤积型或混合型；固有型与特异质型DILI的区分描述了与剂量依赖性、可预测性和个体易感性相关的另一维度。这些分类描述了临床表现，但并未定义互斥的分子通路。
氧化应激长期以来被认为与药物性肝毒性相关，细胞氧化还原稳态的紊乱与反应性代谢物形成、线粒体功能障碍、抗氧化防御耗竭、内质网（ER）应激和炎症激活相关。然而，活性氧（ROS）不仅是细胞损伤的副产物；在生理调控水平下，它们也参与调节代谢和环境应激适应性的信号传导过程。氧化剂信号是保持为可逆调控反应的一部分还是进展为分子损伤，取决于所涉及的化学物种、其浓度、持续时间、产生部位和易感靶点的可用性等因素。这一区分对DILI尤为重要，因为表面相似的发现——如ROS增加、谷胱甘肽（GSH）耗竭或抗氧化通路诱导——可能在不同阶段出现并具有不同的机制意义。
既往综述已详细描述了与DILI相关的主要氧化剂来源、抗氧化系统和氧化产物。一个持续的挑战不仅是确定氧化应激是否发生，而是确定特定氧化还原事件在损伤序列中的位置。在对乙酰氨基酚（APAP）肝毒性中，反应性代谢物形成和线粒体蛋白加合先于线粒体氧化剂应激、应激激酶信号传导和肝细胞坏死，提供了相对明确的时间序列。相比之下，在药物性胆汁淤积中，转运体功能障碍、毛细胆管组织、胆汁酸稳态、细胞器应激和炎症可以以较为非线性的方式相互作用，使得氧化变化既可能促进早期功能障碍，也可能在后续放大阶段出现。这种对比使肝细胞型和胆汁淤积型DILI成为探讨为何相似氧化还原读数可能具有不同机制意义的有用互补情境。
据此，本综述通过将氧化还原变化的幅度与更广泛的因果和生物学情境一并考量来审视DILI中的氧化还原变化。研究人员比较肝细胞型和胆汁淤积型DILI作为互补情境，评估共享的氧化还原过程，包括线粒体氧化剂应激、GSH和硫氧还蛋白依赖性防御、核因子E2相关因子2（NRF2）介导的适应性调节、氧化还原敏感性信号传导、脂质过氧化和炎症性氧化剂。特别强调起始损伤的性质、肝脏内空间和细胞情境、氧化还原变化的时序和幅度以及宿主易感性如何决定氧化还原过程是作为起始因素、损伤放大因素、适应性反应还是组织损伤的下游后果发挥作用。通过定义塑造氧化还原反应生物学意义的情境决定因素，本综述旨在改善DILI中实验模型、氧化还原生物标志物和治疗干预的机制解读。
2. 跨DILI表型解读氧化还原应激
2.1. DILI的临床表型与机制轴
DILI的生化模式通常使用基于血清丙氨酸氨基转移酶（ALT）和碱性磷酸酶（ALP）活性相对于正常上限的R比值分类为肝细胞型、胆汁淤积型或混合型。肝细胞型DILI通常定义为R比值≥5，以氨基转移酶升高为主，主要反映肝细胞损伤。胆汁淤积型DILI定义为R比值≤2，以ALP升高和胆汁形成或流动受损为主，临床上常伴有黄疸或瘙痒。混合型DILI的R比值在2至5之间，显示肝细胞损伤和胆汁淤积的显著特征而无明显优势模式。尽管R比值在临床上有助于描述就诊时的主要模式，但它具有时间依赖性且不指明独特的分子机制；表观表型可能在损伤过程中发生变化，且在暴露于同一药物的不同患者之间可能不同。在这一表型分类之外，固有型-特异质型的区分代表了与肝细胞型-胆汁淤积型框架不同的机制和临床轴。固有型肝毒性相对具有剂量相关性且可重复，APAP过量是最明确的例子，而特异质型DILI反映药物特性与宿主易感性之间的相互作用，可表现为肝细胞型、胆汁淤积型或混合型生化模式。因此，相似的临床表型——或相似发现如ROS增加、GSH耗竭或氧化产物——不应被假定为在DILI模型中代表等效机制。
混合型DILI与情境依赖性氧化还原框架特别相关，因为肝细胞型和胆汁淤积型过程可能共存或随时间推移相对重要性发生转变。然而，混合型DILI在此不被视为第三个机制上独立的类别，因为R比值表型不定义独特的分子序列且可能在损伤过程中变化。相反，肝细胞型-胆汁淤积型比较被用作机制轴，混合型DILI代表重叠或中间情境，其中氧化还原过程的因果位置可能根据主导损伤过程和阶段而变化。
2.2. 为何氧化还原应激需要情境依赖性解读
氧化还原变化的解读需要的不仅仅是证明氧化剂产生增加或氧化损伤。这些变化的生物学意义取决于所涉及物种的反应性、寿命和扩散范围，以及其分子靶点和产生的幅度、持续时间和部位。因此，总ROS、GSH耗竭、脂质过氧化或抗氧化通路诱导等广泛读数可能反映机制上不同的生物学状态，不能单独确立氧化还原事件的因果作用。在本综述中，情境通过氧化还原事件的上游来源或触发因素、其空间位置、相对于起始损伤的时序和幅度、受影响的分子或功能靶点以及随后的下游后果来操作性定义，并与受影响系统的适应能力一并考量。这些维度共同决定了氧化还原过程最好被解读为起始因素、损伤放大因素、适应性反应还是下游后果。在这一背景下，肝细胞型和胆汁淤积型DILI提供了互补情境，用于检验共享氧化还原过程如何在不同的损伤轨迹中获得不同的机制意义。
3. 肝细胞型DILI中的氧化还原应激：肝细胞损伤中的直接和放大作用
在慢性肝病中，代谢、炎症和组织重塑过程在延长且重叠的时间尺度上演变。相比之下，DILI通常提供更可识别的起始暴露，允许氧化还原事件在损伤序列中被更清晰地定位。因此，肝细胞型DILI，特别是在APAP肝毒性等特征明确的条件下，为检验氧化还原紊乱与代谢激活、适应性反应以及向肝细胞功能障碍和死亡进展之间的关系提供了有用情境。
3.1. 对乙酰氨基酚作为机制基准
APAP过量是特征最充分的固有型肝毒性形式，为理解DILI中线粒体氧化剂应激提供了大部分机制框架。过度暴露后，细胞色素P450（CYP）依赖性形成N-乙酰对苯醌亚胺（NAPQI）消耗肝脏GSH并促进反应性代谢物与细胞蛋白的共价结合，其中线粒体蛋白加合在后续毒性中发挥特别重要的作用。这一早期代谢事件随后伴随线粒体产生超氧化物和相关反应性物种，从而将药物生物活化与更广泛的细胞内应激反应联系起来，表明氧化剂反应不仅仅是细胞死亡的非特异性后果。
线粒体氧化剂应激激活MAPK–JNK信号传导，活化JNK的线粒体转位进一步强化氧化和亚硝化应激，促进线粒体通透性转换、生物能量衰竭并最终导致坏死性细胞死亡。因此，APAP肝毒性中的线粒体氧化剂应激发生在起始代谢损伤和肝细胞活力不可逆丧失之间，主要作为损伤放大过程而非受损组织的非特异性标志物发挥作用。
APAP后早期线粒体扰动还可诱导自噬、线粒体自噬、线粒体生物发生和NRF2依赖性抗氧化反应，从而限制毒性并支持恢复。肝细胞是恢复还是进展为坏死反映了适应与持续线粒体功能障碍之间的平衡。APAP在此不是作为肝细胞型DILI的通用模板，而是因为代谢激活、适应性调节、氧化剂放大和细胞死亡之间的时间关系已被异常详细地定义。
3.2. APAP之外的氧化还原机制
其他与 predominantly 肝细胞型损伤相关的药物也涉及线粒体功能障碍和氧化过程，尽管事件序列通常不如APAP过量那样明确。双氯芬酸很好地说明了这一区别：其肝毒性与代谢生物活化、反应性代谢物形成、线粒体功能障碍和免疫反应相关，这些过程的相对贡献在不同实验系统和易感患者中存在差异。实验研究表明双氯芬酸及其几种代谢物可损害线粒体氧化磷酸化，而更近期的研究已鉴定线粒体过氧化氢是双氯芬酸诱导肝细胞损伤的贡献因素。近期体内证据进一步表明宿主代谢状态可修饰这些反应：禁食加剧小鼠双氯芬酸肝毒性，伴随肝脏GSH耗竭、氧化和内质网应激增加、凋亡和自噬降解受损。早期研究还证明ATP耗竭先于可检测的GSH丢失或脂质过氧化，表明线粒体功能障碍不能总是被简化为广义氧化应激先于能量衰竭的简单序列。
异烟肼提供了另一个例子，其中肝细胞型损伤与反应性代谢物形成、线粒体损伤、氧化应激和免疫介导机制相关。异烟肼及其代谢物可干扰线粒体功能，实验性损害呼吸链复合体I显著增加肝细胞对否则亚毒性异烟肼暴露的易感性。这些发现表明线粒体储备能力和预先存在的细胞条件可决定药物相关线粒体扰动是保持代偿还是进展为明显损伤。更近期的时间分辨转录组分析在人肝脏微组织中鉴定出内质网和氧化应激反应先于线粒体呼吸复合体扰动，进一步表明氧化还原失衡与线粒体功能障碍之间的时间关系可能因实验设置和暴露持续时间而异。反应性氮物种也可能参与抗结核药物相关肝毒性，因为实验成像研究已检测到异烟肼和吡嗪酰胺相关肝损伤期间过氧亚硝酸盐增加，尽管其因果位置不如APAP肝毒性中那样明确。同时，药物修饰蛋白的免疫识别证据和临床易感性的显著个体间差异表明氧化和线粒体异常仅代表异烟肼DILI发病机制的一部分。
在APAP之外，氧化还原事件的排序不太一致。线粒体功能障碍可能先于可检测的氧化损伤、跟随反应性代谢物形成、与免疫反应相互作用，或仅在抗氧化或生物能量储备受损时才具有临床相关性。因此，尽管氧化还原敏感过程反复与决定肝细胞存活的通路交叉，其存在本身并不能确立氧化应激作为毒性的起始机制；其意义取决于其相对于药物代谢、适应性反应和肝细胞功能不可逆丧失的位置。
许多与肝细胞型DILI相关的相同氧化还原过程也发生在胆汁淤积型损伤中，但它们可能在损伤序列中占据不同位置。肝细胞型模型中氧化还原紊乱通常与肝细胞功能障碍和死亡密切相关，而胆汁淤积型损伤涉及氧化应激、胆汁转运和胆汁酸稳态之间更为相互的相互作用。这些差异使胆汁淤积型DILI成为检验相似氧化还原过程如何获得不同机制作用的互补情境。
4. 胆汁淤积型DILI中的氧化还原应激：胆汁淤积型损伤中的双向和放大作用
在胆汁淤积型DILI中，氧化还原变化通常嵌入比特征最充分的肝细胞型模型更为非线性的序列中。药物性胆汁淤积可由肝胆转运受损、胆汁酸处置改变、毛细胆管功能障碍、细胞器应激或这些过程的组合引起。氧化还原变化既可能先于也可能跟随肝胆功能障碍，导致氧化应激与胆汁处理紊乱之间的相互关系。
4.1. 药物性胆汁淤积作为机制情境
胆汁酸的毛细胆管分泌依赖于协调的肝细胞转运体，其中胆盐输出泵（BSEP/ABCB11）提供进入毛细胆管腔的主要ATP依赖性途径。直接BSEP抑制是药物性胆汁淤积的已确立贡献因素，但本身不能可靠预测临床DILI风险。胆汁酸池的紊乱可能反而反映对毛细胆管外排、基底外侧转运、代谢和肠肝处置的综合效应。
胆汁分泌还需要维持肝细胞极性和毛细胆管网络的协调收缩。使用人HepaRG细胞和原代肝细胞的研究表明，结构多样的胆汁淤积性化合物可扰乱Rho相关卷曲螺旋蛋白激酶（ROCK）/肌球蛋白轻链激酶（MLCK）依赖性肌球蛋白轻链磷酸化调节，产生持续性毛细胆管收缩或扩张以及胆汁酸清除受损。这些改变并非总伴有直接BSEP抑制，说明即使转运体抑制不是主导起始事件，胆汁流动衰竭也可源于毛细胆管组织和信号传导的变化。这对于氧化标志物的机制解读很重要，因为胆汁酸潴留和细胞应激可能已作为结构或转运异常的结果在广义氧化反应可检测之前就在发展。
因果方向也可逆转。氧化剂产生可修饰信号传导、细胞骨架组织、膜运输和线粒体功能，提供早期氧化还原变化可能损害胆汁形成或毛细胆管功能的途径。反之，一旦胆汁酸转运受损，潴留或重新分布的胆汁酸可应激线粒体和其他细胞内区室并促进进一步氧化剂产生。疏水性胆汁酸可在分离的人肝线粒体中诱导ROS产生和线粒体通透性转换，表明在实验条件下改变的胆汁酸环境可促进继发性线粒体氧化还原紊乱。
4.2. 代表性胆汁淤积性药物和模型中的氧化还原机制
氯丙嗪提供了一个特征明确的例子，其中氧化应激发生得足够早以促进胆汁淤积性功能障碍。在分化的人HepaRG细胞中，氯丙嗪在数分钟内增加ROS，伴随线粒体膜电位改变和毛细胆管周围丝状肌动蛋白（F-actin）破坏，而牛磺胆酸外排抑制随后才变得明显。N-乙酰半胱氨酸（NAC）显著减少胆汁酸外排的早期损害，表明氧化应激也可能促进胆汁酸转运功能障碍而非仅仅是胆汁酸蓄积的结果。延长暴露还降低BSEP和多药耐药蛋白3（MDR3/ABCB4）的表达并改变参与胆汁酸处置的其他通路，表明早期氧化还原依赖性扰动之后可发生肝胆稳态的更广泛变化。
环孢素A说明了更为可变的序列。在HepaRG细胞中相对低浓度下，牛磺胆酸外排和摄取的早期抑制与氧化应激和蛋白激酶C（PKC）信号传导改变相关，而较高浓度引起持续性毛细胆管功能障碍、F-actin解体和内质网应激，这些先于明显的ROS产生。这些浓度依赖性反应表明氧化应激不局限于损伤的特定阶段，即使对于单一胆汁淤积性药物也是如此；其相对贡献可能随暴露增加和其他细胞靶点参与而改变。环孢素还是BSEP介导胆盐转运的直接抑制剂，提供了转运体效应和氧化还原依赖过程可共存而不形成单一必经序列的进一步例子。
波生坦、曲格列酮和氟氯西林进一步说明了胆汁淤积型DILI中氧化还原参与的异质性。波生坦通过抑制BSEP扰乱胆汁酸稳态，而HepaRG细胞研究还在更广泛的胆汁淤积反应中鉴定出氧化应激、炎症反应和线粒体改变。曲格列酮同样通过BSEP抑制和胆汁酸酰胺化受损干扰胆汁酸处置，而线粒体功能障碍和氧化应激也与其肝毒性相关。这些观察表明转运体功能障碍、胆汁酸组成改变和细胞器氧化还原应激可共存而不遵循单一必经序列。氟氯西林提供了对比性例子：早期毛细胆管扩张和胆汁酸外排减少与应激敏感性信号通路相关，而内质网应激在人肝脏模型中可先于可检测的氧化应激。在这些药物中，氧化应激因此可能与起始肝胆扰动同时发生或作为演变中细胞应激的次要组分出现。
α-萘基异硫氰酸酯（ANIT）相比之下是实验性胆汁淤积性毒物而非与临床DILI相关的治疗药物。ANIT产生显著的胆管上皮损伤，随后伴随肝胆转运体表达改变、炎症和胆汁流动变化。Nrf2缺失小鼠研究显示转运体反应涉及NRF2依赖性和NRF2非依赖性通路，表明氧化还原反应性转录构成对演变中胆汁淤积的适应性反应的一部分。ANIT有助于研究实验性胆汁淤积中的抗氧化和转运体反应，但其起始病变与氯丙嗪或环孢素产生的不同。
这些例子说明为何胆汁淤积模型不应仅因共享氧化标志物增加而被归为一组。氯丙嗪后早期ROS形成可促进毛细胆管功能障碍，环孢素以暴露依赖性方式涉及氧化和非氧化机制，而ANIT在已发展的胆管病变中引发氧化还原反应性通路。因此，相似氧化读数可代表胆汁淤积性毒性的不同阶段。其解读因细胞异质性而进一步复杂化，因为全肝测量的氧化信号可能在不同损伤阶段来源于肝细胞、胆管上皮细胞或招募的炎症细胞。这些机制序列不应被假定为在胆汁淤积性药物中普遍适用。胆汁酸处理受损、毛细胆管功能障碍、细胞器应激和炎症放大等反复出现的特征在几种模型中共有，但起始病变、氧化应激的时间位置以及各通路的相对贡献仍具有药物和情境依赖性。
总之，这些观察强调氧化还原过程可在胆汁淤积性损伤中占据不同机制位置。许多这些氧化还原过程也参与肝细胞型损伤，为检验共享氧化还原机制如何在DILI表型中获得不同生物学作用提供了基础。
5. 共享氧化还原节点，不同生物学后果
肝细胞型和胆汁淤积型DILI涉及许多相同的氧化还原调节系统。线粒体氧化剂、硫醇依赖性防御、应激反应性激酶、脂质过氧化和炎症性氧化剂可参与任一表型，但其机制相关性取决于如何以及何时被参与以及随后的功能后果。因此，这些共享氧化还原过程可根据其在演变中损伤序列中的位置而作为起始因素、损伤放大因素、适应性反应或下游后果发挥作用。为应用这一框架，以下各小节在现有证据支持下考量每个氧化还原节点的上游来源或触发因素、空间位置、相对于起始损伤的时序、分子或功能靶点以及下游后果。
5.1. 线粒体氧化剂应激：早期损伤放大与继发性功能障碍
线粒体提供了共享氧化还原节点的最清晰例子之一，其在损伤过程中的位置可显著不同。在APAP肝毒性中，线粒体蛋白加合随后伴随线粒体超氧化物和过氧亚硝酸盐形成、MAPK–JNK通路激活以及在线粒体功能进一步恶化之前，广泛的肝细胞坏死才变得明显。活化JNK转位至线粒体并强化促进通透性转换、膜电位丧失、ATP耗竭并最终坏死性细胞死亡的氧化剂应激。因此，该情境中的线粒体氧化剂应激被整合到一个放大环路中，帮助决定最初代谢受损的肝细胞是否走向不可逆的活力丧失。
在胆汁淤积性损伤中，线粒体氧化剂产生可能在损伤过程的不同阶段发挥作用。一些胆汁淤积性药物早期影响线粒体功能，如氯丙嗪暴露后伴随快速ROS形成的线粒体膜电位变化所示。在其他情境中，线粒体功能障碍在胆汁转运受损和胆汁酸处置改变已改变细胞内环境之后才发展。潴留或重新分布的胆汁酸可施加额外的线粒体应激并促进氧化剂形成，将起始肝胆扰动与继发性细胞器功能障碍联系起来。
线粒体ROS的机制意义取决于它们何时以及为何出现。在APAP过量中，它们发生在相对接近放大肝细胞死亡的过程，而在胆汁淤积性情境中它们可能源于直接药物效应或跟随胆汁酸稳态紊乱。关键问题是是什么使线粒体处于应激状态以及该事件是先于还是跟随主要功能紊乱。
5.2. GSH、硫醇-氧化还原系统和NRF2介导的适应性调节
GSH稳态说明了抗氧化反应的生物学意义如何取决于起始毒性过程。在APAP过量中，GSH与药物代谢有直接且明确的 relationship，因为它在广泛共价结合细胞蛋白发生之前解毒NAPQI。因此，肝脏GSH耗竭不仅反映氧化需求，还反映反应性代谢物解毒过程中的消耗，而随后GSH恢复成为对持续细胞应激的适应性反应的一部分。这一反应的重要性得到Nrf2缺陷小鼠对APAP毒性显著易感性以及增强NRF2活性促进GSH恢复并减少后续肝损伤的研究的支持。
然而，肝细胞抗氧化防御涉及GSH之外的多个系统。线粒体谷氧还蛋白-2缺陷加重APAP肝毒性，伴随GSH/氧化型GSH（GSSG）平衡恢复受损、硫氧还蛋白氧化和硫氧还蛋白还原酶活性降低，表明几种硫醇基防御系统之间的功能耦合。谷氧还蛋白-1也与APAP代谢和蛋白S-谷胱甘肽化调节相关。相反，肝细胞特异性硫氧还蛋白还原酶-1破坏保护免受APAP损伤，尽管去除了一个抗氧化酶，因为组成性NRF2激活产生异源物防御通路的代偿性增加。这些观察说明氧化还原网络的功能状态不能总是从单一抗氧化组分的丰度或活性推断。
额外的酶促抗氧化系统有助于不同细胞区室的氧化还原控制。超氧化物歧化酶将超氧化物转化为过氧化氢，后者随后可被过氧化氢酶或谷胱甘肽过氧化物酶还原，而GPX4还限制磷脂氢过氧化物蓄积。这些系统与GSH和硫氧还蛋白依赖性通路一起运作，单一抗氧化酶丰度或活性的变化不一定表明氧化应激的净减少，因为氧化剂物种可在区室和反应通路之间重新分布。
在转录水平上，NRF2协调超出GSH合成的更广泛细胞保护程序。已确立的NRF2反应性基因包括支持GSH合成的GCLC和GCLM，以及NQO1、HMOX1、TXNRD1、SRXN1和其他参与抗氧化防御和II相解毒的基因。因此，NRF2激活反映亲电物解毒、硫醇-氧化还原稳态和过氧化物防御的协调调节，而非单一抗氧化通路的诱导。
NRF2依赖性反应在胆汁淤积性情境中承担额外作用。除了诱导抗氧化和解毒基因外，NRF2影响肝胆转运体表达和胆汁酸处置，如Nrf2缺陷小鼠中胆汁GSH分泌、肝脏胆汁酸含量和转运体表达改变所示。在ANIT诱导的胆汁淤积中，Bsep、Mdr2、Mrp3、Ntcp和Oatp1b2的变化涉及NRF2依赖性和NRF2非依赖性调节，将抗氧化信号与胆汁酸转运的更广泛适应性调节联系起来，而不仅仅是ROS解毒。在该情境中，NRF2激活因此可能反映适应氧化还原平衡和肝胆稳态变化的尝试。
这些适应性效应并非一致有益。近期一项实验研究报告NRF2/血红素加氧酶-1（HO-1）激活通过促进胆红素蓄积和线粒体功能障碍加重胆汁淤积性肝损伤，而Nrf2缺陷或HO-1抑制在所检查的模型中具有保护作用。同一研究在非胆汁淤积模型中发现在Nrf2缺陷后损伤更大，进一步表明NRF2激活的后果可能取决于该通路被参与时的代谢环境。这些数据并不否定胆汁淤积中保护性NRF2依赖性适应的更广泛证据，但表明NRF2诱导不应被视为肝保护的同义词。总之，当NRF2激活的主要下游效应支持亲电物解毒、GSH恢复和肝胆转运的适应性调节时，它似乎是保护性的，而在NRF2驱动的HO-1诱导促进胆红素蓄积和继发性线粒体功能障碍的胆汁淤积性情境中，它可能变得有害。因此，NRF2激活的功能后果不仅取决于通路激活本身，还取决于所参与的下游程序以及其发生的代谢和肝胆情境。
在反应性代谢物驱动的肝细胞型损伤中，GSH和相关硫醇系统与解毒、还原能力恢复和线粒体应激后的存活密切相关。在胆汁淤积性损伤中，相同的适应性机制在胆汁酸转运、胆红素处理和肝胆分泌正在变化时运作。谷氧还蛋白和硫氧还蛋白系统的证据在选定的肝细胞型模型中远强于药物性胆汁淤积，两种表型之间的比较应考虑到这一点。
5.3. 氧化还原敏感性信号传导：细胞死亡放大与毛细胆管调节
氧化剂可通过调节性信号传导和直接分子损伤改变细胞行为。在本综述中，氧化还原信号传导指产生蛋白质活性、定位或下游信号传导调节性变化的 defined 氧化还原敏感性靶点的空间和时间受限的氧化剂依赖性修饰。相比之下，氧化损伤的特征是氧化剂暴露超过局部氧化还原缓冲能力，导致蛋白质、脂质或其他细胞组分的更广泛或 poorly 可逆修饰并伴有功能损害。这些状态并非由通用定量氧化剂阈值分隔；其区分取决于氧化剂物种、亚细胞位置、暴露幅度和持续时间、靶点选择性、可逆性以及受影响区室的抗氧化能力。
在APAP肝毒性中，线粒体氧化剂应激启动MAPK级联，导致持续性JNK激活和线粒体转位，从而建立强化线粒体功能障碍的反馈机制。随后线粒体氧化和亚硝化应激增加将激酶激活直接与向肝细胞坏死进展联系起来，支持JNK超越其作为通用应激标志物的机制作用。
在胆汁淤积性模型中，氧化还原敏感性激酶激活反而可改变胆汁分泌所需的功能。实验诱导的氧化应激激活细胞外信号调节激酶（ERK）、JNK和p38 MAPK并促进F-actin重排，随后毛细胆管转运体BSEP和多药耐药相关蛋白2（MRP2）内化，而抑制这些激酶部分保留毛细胆管分泌功能。氯丙嗪同样在HepaRG细胞中诱导快速ROS形成、毛细胆管周围F-actin破坏和随后胆汁酸外排受损。这些发现表明氧化信号可改变细胞骨架结构和转运体定位而不立即将肝细胞导向严重线粒体损伤中所见的死亡通路。
主要差异在于下游功能。肝细胞型损伤中的应激激酶激活可强化线粒体衰竭和活力丧失，而胆汁淤积中的相关通路可改变转运体运输、细胞骨架组织和毛细胆管功能。因此，增加的JNK或MAPK活性不能在不鉴定其上游氧化剂来源和下游靶点的情况下被赋予相同的机制意义。
5.4. 脂质过氧化：继发性损伤和渐进性放大
脂质过氧化是氧化损伤的常见标志物，但其检测本身并不定义其在致病级联中的作用。膜磷脂的氧化可改变膜完整性并产生活性醛类，进一步修饰蛋白质和信号通路，但这些产物的检测并不能确立脂质过氧化启动了毒性反应。当比较急性肝细胞型损伤与氧化应激可能持续或复发更长时间的胆汁淤积性病症时，这一问题尤为重要。
在APAP肝毒性中，广泛证据支持线粒体氧化剂和过氧亚硝酸盐应激随后伴随通透性转换和肿胀性坏死作为主要细胞死亡通路。脂质过氧化可以发生，但在标准实验条件下通常被认为不足以解释APAP诱导肝细胞死亡的幅度或模式。因此，脂质过氧化更好地定位为更广泛线粒体氧化还原紊乱的下游组分，而非将APAP生物活化转化为肝细胞坏死的主要过程。
在胆汁淤积性损伤中，脂质过氧化可能随着胆汁酸相关线粒体应激和炎症性氧化剂产生在胆汁流动受损后发展而蓄积。在胆管梗阻中，例如，4-羟基壬烯醛（4-HNE）加合与中性粒细胞来源的氯化氧化剂和肝细胞损伤一起出现，与脂质过氧化作为炎症放大阶段的一部分相一致。实验性慢性胆汁淤积还可产生铁蓄积、GSH丢失和持续性脂质过氧化，近期ANIT研究提示在此类条件下铁依赖性铁死亡过程可能促进进一步组织损伤。这些发现支持铁死亡在持续脂质过氧化条件下放大胆汁淤积性损伤中的潜在作用，但并未确立其为胆汁淤积型DILI的通用机制。
比较主要是时间和功能性的。在急性APAP损伤中，脂质过氧化发生在已确立的线粒体坏死过程内，似乎在决定主要细胞死亡模式方面作用有限。在胆汁淤积性情境中，持续性胆汁酸、线粒体和炎症应激可能允许脂质过氧化蓄积并渐进性促进膜功能障碍和继发性实质损伤。确立铁死亡作为调节性细胞死亡机制需要超出脂质过氧化本身的证据。支持性证据应包括铁依赖性、GPX4/GSH或相关铁死亡防御系统受损，以及铁螯合剂或脂质自由基捕获抑制剂等铁死亡靶向干预对细胞损伤的功能性抑制，同时排除替代性主导细胞死亡机制。
5.5. 炎症性氧化剂：继发性反应与损伤放大
炎症细胞提供额外的氧化剂来源，其贡献随肝损伤的阶段和性质而显著变化。在APAP过量中，线粒体氧化剂应激和肝细胞坏死先于主要无菌炎症反应，损伤相关分子模式随后激活Kupffer细胞并促进中性粒细胞和单核细胞的招募。尽管白细胞招募显著，但大部分实验证据不支持浸润性炎症细胞作为初始APAP病变的主要贡献者，巨噬细胞和其他免疫群体随后参与坏死组织清除和修复。
炎症性氧化剂可能在胆汁淤积性损伤中更直接地促进组织损伤。胆管梗阻后，浸润性中性粒细胞外渗进入实质并通过NADPH氧化酶2（NOX2）产生超氧化物。超氧化物衍生的过氧化氢随后作为髓过氧化物酶（MPO）依赖性次氯酸（HOCl）形成的底物，在受损肝细胞附近提供强效的细胞外氧化剂应激来源。在实验性梗阻性胆汁淤积中，肝细胞和邻近内皮细胞内的氯酪氨酸-蛋白加合提供证据表明中性粒细胞来源的HOCl可在组织损伤区域修饰细胞蛋白。HOCl还可氧化蛋白硫醇并形成氯胺，从而将炎症性氧化剂应激扩展到广义脂质过氧化之外的特定分子靶点。在ANIT诱导的胆汁淤积中，白细胞CD18完全缺失或中性粒细胞耗竭显著减少肝细胞坏死而不阻止原发性胆管损伤或胆汁淤积。这些发现表明中性粒细胞来源的细胞毒性发生在初始胆汁淤积性损伤之后，但显著促进后续实质损伤。
反应性氮物种也可能参与胆汁淤积性肝损伤期间的炎症反应，尽管其机制位置不如在APAP肝毒性中那样明确。诱导型一氧化氮合酶（iNOS）来源的一氧化氮已在实验性梗阻性胆汁淤积中被涉及，但其表达和功能效应因细胞来源和损伤阶段而异。因为一氧化氮可与超氧化物反应形成过氧亚硝酸盐，炎症条件可能为继发性亚硝化应激提供生化环境；然而，确立过氧亚硝酸盐作为药物性胆汁淤积性损伤因果介质的直接证据仍然有限。胆汁淤积性模型中的RNS测量因此应根据其细胞来源、时序和与已确立肝胆损伤的关系来解读。
全肝氧化测量对这一区分特别敏感。在胆汁淤积后期，相当部分的氧化剂信号可能来源于招募的炎症细胞而非损伤起始的肝细胞或胆管细胞。相比之下，线粒体氧化剂应激在APAP损伤中主要炎症浸润发展之前已在肝细胞内确立。因此，炎症和氧化标志物的相似增加在一个情境中可能反映对坏死组织和后续修复的反应，而在另一个情境中则是持续实质损伤的重要放大因素。
总之，这些共享氧化还原节点在不同DILI情境中占据不同的功能位置。线粒体氧化剂应激在APAP肝毒性中主要作为损伤放大因素发挥作用，但在胆汁淤积性损伤中可能代表早期贡献因素或继发性后果。GSH和NRF2依赖性反应主要定位为适应性反应，尽管其净效应在选定胆汁淤积性情境中可能变得不利。氧化还原敏感性激酶信号传导可放大线粒体损伤或介导早期毛细胆管功能障碍，而脂质过氧化在APAP中主要位于下游，但在持续胆汁淤积性应激期间可能促进渐进性损伤放大。炎症性氧化剂同样在APAP诱导坏死之后主要作为下游反应出现，但在选定胆汁淤积性模型中可作为继发性实质损伤的重要放大因素。
6. DILI中情境依赖性氧化还原反应的决定因素
氧化还原事件的生物学意义不仅取决于氧化还原过程本身，还取决于其发生的情境。氧化还原变化是作为起始因素、损伤放大因素、适应性反应还是下游后果发挥作用，由其相对于起始损伤的位置、在肝区和细胞群体中的空间分布、相对于适应能力的时序和幅度以及宿主易感性所塑造。这些情境决定因素为解读异质性DILI形式中的氧化还原反应提供了框架。
6.1. 起始损伤的性质与因果位置
氧化还原事件的机制作用首先取决于其相对于起始损伤和主导功能病变的位置。在APAP肝毒性中，线粒体氧化剂应激在反应性代谢物形成之后但在广泛肝细胞坏死之前发展，将其置于损伤放大阶段。在胆汁淤积型DILI中，氧化变化可能发生在肝胆功能障碍之前或在对转运、胆汁酸稳态或细胞器功能的扰动已发展之后出现。
仅检测氧化应激不能确立这一因果位置。机制研究应定义氧化还原事件与主导病变之间的时间顺序，并确定该事件的选择性调节是否改变后续损伤。此类方法可将因果或放大性氧化还原过程与已确立细胞功能障碍的继发性反应区分开来。
6.2. 氧化还原反应的空间组织
氧化还原反应是空间组织的。反应性物种在寿命和扩散范围上不同，而抗氧化系统和易感分子靶点在细胞类型之间和单个细胞内分布不均。在肝脏中，这种组织从肝区带到细胞器和膜特异性氧化还原环境延伸。CYP依赖性异源物代谢的腺泡中央富集有助于肝细胞对选定毒物的区带易感性，包括APAP损伤的小叶中央模式。在胆汁淤积性损伤中，毛细胆管膜、转运体复合物、细胞骨架结构、胆管上皮细胞和招募的炎症细胞代表额外的空间不同位点，氧化剂产生可在这些位点影响不同的细胞功能。
全肝或批量测量可掩盖这些区分。将机制意义赋予氧化还原读数需要尽可能鉴定其细胞来源和亚细胞定位，以及受影响的局部分子或功能靶点。当相似氧化信号可能来源于不同细胞群体（包括肝细胞、胆管细胞和浸润免疫细胞）或这些细胞内特定部位（如线粒体或毛细胆管膜结构域）时，空间分辨方法尤为重要。
6.3. 时序、幅度和适应能力
氧化还原扰动的效应取决于其时间特征和强度。生理性或适度增加的ROS可支持可逆信号传导和应激适应，而持续或过度氧化剂产生可超过还原能力并促进分子损伤。因此，DILI代表一个动态连续体，其中同一通路可在一个阶段促进适应而在另一个阶段促进损伤进展。APAP说明了这一转变，因为早期代谢和线粒体应激可参与线粒体自噬和NRF2依赖性防御，而持续线粒体氧化剂应激和JNK激活有利于向坏死进展。环孢素报告的暴露依赖性变化同样表明转运功能障碍、细胞应激和ROS产生之间的关系可随毒性负荷增加而转变。
单时间点测量通常不足以定义氧化还原反应的功能。时间和暴露分辨分析应区分瞬时适应性信号传导与持续氧化剂应激，并将这些变化与功能障碍和不可逆损伤的发生联系起来。
6.4. 宿主情境与易感性
宿主因素可决定肝脏对氧化还原扰动的反应效率以及这些扰动进展为明显损伤的难易程度。遗传变异可修饰药物代谢、转运体活性、免疫反应和其他DILI易感性决定因素，从而改变起始损伤的幅度或持续性而不直接引起氧化应激。例如，HLA-B*57:01与氟氯西林的关联主要反映免疫易感性，而非HLA遗传变异可影响特定药物的代谢处理。此类遗传因素因此可能修饰决定后续氧化应激幅度和持续时间的上游条件，而非作为氧化还原机制本身发挥作用。年龄、代谢状态和预先存在的肝病也可能改变线粒体储备、抗氧化能力、炎症张力或异源物代谢。代谢功能障碍相关脂肪性肝病（MASLD）例如可修饰线粒体功能、CYP活性、炎症信号传导和抗氧化防御，尽管其对药物肝毒性效应的方向和幅度因化合物而异。肥胖和脂肪肝同样修饰APAP毒性的几个决定因素，但当前临床和实验证据仍然异质。年龄、性别和减少的肝脏储备可以药物依赖性方式进一步影响DILI易感性，不应被视为普遍风险因素。预先存在的慢性肝病可能增加DILI易感性并与更严重结局的风险相关，但这种效应的幅度和机制取决于基础肝病和致病药物。
因此，宿主易感性在氧化还原框架中最具信息性的是当其与解毒反应性代谢物、维持线粒体功能、保持还原能力或启动适应性反应的能力相联系时。这些因素修饰损伤的阈值和轨迹，但本身不代表独立的氧化还原机制。
6.5. 对实验模型、生物标志物和治疗靶点的启示
氧化还原过程的机制解读需要将相关实验模型、生物标志物或治疗干预置于其因果、空间和时间情境中考虑。旨在定义氧化还原机制的模型应再现相关起始事件并保留其下游效应所需的细胞过程。这对胆汁淤积型DILI尤为重要，因为功能性毛细胆管、转运体活性、细胞极性和多细胞相互作用可能是再现毒性关键特征所必需的。人肝脏类器官可保留更复杂的组织组织和患者特异性决定因素，并已显示出DILI风险预测的前景，尽管在代谢成熟度和覆盖完整DILI谱方面的局限性仍然存在。因此，模型适用性应由所解决的机制问题来定义。基于肝细胞的系统有助于检查细胞自主过程如药物代谢、线粒体功能障碍和细胞内氧化还原反应，而保留肝细胞极性、毛细胆管和转运体功能的模型更适合研究胆汁淤积性机制。当炎症放大、细胞间信号传导或患者特异性易感性是假设的核心时，多细胞或组织化系统日益重要。因此，没有单一模型能再现DILI的完整因果、空间和时间复杂性，机制结论应限于模型所保留的生物学过程。
现代分析方法可进一步帮助区分氧化还原过程的情境依赖性作用。氧化还原敏感性成像可提供批量终点测量未捕获的反应性物种的空间和时间信息，而代谢组学和其他基于组学的方法可将氧化还原变化与线粒体功能、胆汁酸处理和更广泛细胞应激反应的并发改变联系起来。当与时间分辨和区室特异性测量整合时，这些方法特别有价值，尽管探针特异性、时间分辨率以及关联与因果之间的区分仍然是重要局限。
同样的情境依赖性解读适用于生物标志物。总ROS、GSH/GSSG比值、丙二醛、4-HNE或抗氧化基因诱导表明氧化还原稳态改变，但不能确立这些变化反映的是起始事件、适应性反应还是组织损伤的后果。机制解读需要与采样时间、表型、细胞来源以及线粒体、炎症或肝胆功能障碍的测量相结合。例如，在APAP肝毒性中，早期GSH耗竭和线粒体氧化还原紊乱可与反应性代谢物形成和后续线粒体损伤联系起来解读，而在广泛坏死之后测量的氧化和炎症标志物可能主要反映继发性组织反应。在胆汁淤积型DILI中，相同氧化读数应改为与毛细胆管功能障碍、胆汁酸处理改变、胆红素蓄积和炎症细胞招募的发生联系起来解读，因为其机制位置可能随胆汁淤积进展而转变。因此，DILI中生物标志物的特异性不仅取决于所测量的分析物，还取决于评估时的表型和阶段。
在临床实践中，常规肝功能检查对于检测和分型DILI以及评估其严重程度仍然至关重要。血清ALT和AST主要反映肝细胞损伤，ALP有助于胆汁淤积受累的分类，胆红素和INR提供疾病严重程度和肝功能的额外信息。然而，这些常规测量不能鉴定潜在氧化还原紊乱的细胞来源、反应性物种或因果位置。新兴循环生物标志物如谷氨酸脱氢酶（GLDH）、microRNA-122、角蛋白-18、 caspase切割的角蛋白-18和HMGB1可能提供关于肝细胞损伤、线粒体参与或细胞死亡反应的更高分辨率，但它们本身并非特定氧化还原机制的指示物，需要在不同DILI表型和阶段的前瞻性验证。
治疗靶向同样需要鉴定相关氧化还原过程及其在损伤序列中的位置。NAC在APAP过量中的疗效反映其与半胱氨酸可用性、GSH依赖性解毒和早期APAP毒性的关系，不应被解读为非特异性抗氧化抑制在DILI中广泛有效的证据。APAP过量之外抗氧化导向治疗的临床证据仍然 substantially 不确定。在一项包括DILI患者的非APAP急性肝衰竭随机试验中，静脉NAC主要在早期肝性脑病患者中改善无移植生存率，而未显著改善总体生存率；随后的系统综述和荟萃分析报告了不一致的总体获益。这些发现强调未来临床试验需要根据病因、表型、严重程度和损伤阶段对患者进行分层，而非将抗氧化治疗作为DILI中的统一干预来评估。在这一框架内，未来试验可进一步根据DILI表型和损伤阶段分层入组，纳入系列机制信息性生物标志物，并使干预时机与靶向氧化还原过程的预期因果位置对齐。此类方法可帮助区分因不适当患者选择或治疗时机导致的失败与治疗策略本身的缺乏疗效。广泛抗氧化干预如果不能到达相关区室或损伤阶段可能会失败，也可能干扰生理性氧化还原信号传导。在胆汁淤积性损伤中，如果胆汁转运或毛细胆管功能的起始缺陷持续存在，仅抑制氧化应激可能疗效有限。因此，治疗策略应与靶向氧化还原过程的机制位置相匹配，仅在特定损伤情境中这些过程被确立为相关贡献因素时，才考虑针对线粒体氧化剂放大、NRF2信号传导或铁死亡性脂质过氧化的干预。
7. 结论与未来展望
氧化应激是DILI的反复出现特征，但并不代表统一的致病机制。共享氧化还原过程可根据其因果位置和生物学情境作为起始因素、损伤放大因素、适应性反应或下游后果发挥作用。因此，其机制意义不能仅从氧化还原读数的幅度推断，而需要考虑起始损伤、空间情境、时序和下游后果。
未来研究将需要更高的时间、空间和因果分辨率。时间分辨分析应区分早期适应性信号传导与后期氧化损伤，而细胞和细胞器特异性方法可将肝细胞线粒体应激与毛细胆管、胆管细胞或炎症性氧化剂来源区分开来。机制研究应检验定义性氧化还原事件的选择性调节是否改变下游损伤，因为仅与全局氧化标志物的相关性不足以确立因果关系。更强地将人类DILI数据与实验系统整合对特异质型和胆汁淤积型损伤尤为重要，因为现有模型仅再现临床表型的选定组分。重要的是，当前证据基础在不同DILI表型之间仍然不对称：涉及线粒体氧化剂应激、谷氧还蛋白/硫氧还蛋白系统和下游细胞损伤的机制关系在APAP和选定肝细胞型模型中比在药物性胆汁淤积中定义得更为充分。因此，未来研究应优先在胆汁淤积型DILI中进行时间和空间分辨分析，以确定特定氧化还原过程何时作为适应性反应、损伤放大因素或下游后果发挥作用，以及这些作用如何在不同药物和损伤阶段之间变化。此类方法还可阐明混合表型和宿主因素如何在整个肝细胞型-胆汁淤积型谱中转变氧化还原通路的功能位置。
在治疗上，相关问题不是简单的是否应抑制氧化应激，而是应修饰哪个氧化还原过程、在哪个细胞区室以及在损伤的哪个阶段。靶向早期驱动因素在不可逆损伤确立后可能无效，而抑制继发性氧化反应可能使起始缺陷保持不变或干扰适应。因此，更精确地定义氧化还原事件的因果和时空位置可能改善模型、生物标志物和治疗靶点的选择，并帮助区分适应性氧化还原信号传导与致病性氧化过程。临床转化因此需要对机制信息性生物标志物的前瞻性验证以及根据DILI表型、损伤阶段和相关机制情境对患者进行分层的临床试验。在这种观点下，氧化应激不是DILI的单一机制，而是一组情境依赖性过程，其生物学意义由它们发生的位置、时间和原因所决定。
