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发布人：上海优宁维生物科技股份有限公司
发布日期:2026/7/17 20:42:31
肝脏是机体代谢与解毒的核心器官，承担着白蛋白、凝血因子合成，葡萄糖的合成与储存，胆红素及胆固醇的利用与循环，激素代谢，以及各类药物的生物转化与解毒等多重生理功能。
药物诱导肝损伤（DILI）是过去 30 年间药物上市后撤出市场的主要原因之一。因此，在非临床安全性评估中合理选用肝损伤相关生物标志物，并对检测结果进行科学解读，是毒理从业者必须掌握的核心技能。 本文将对常见的肝损伤相关生物标志物进行简要介绍。
目前临床常用的肝损伤相关标志物可分为两大类：肝细胞损伤标志物包括丙氨酸转氨酶（ALT）活性、天冬氨酸转氨酶（AST）活性、山梨醇脱氢酶（SDH）活性和谷氨酸脱氢酶（GLDH）；肝胆损伤标志物则包含碱性磷酸酶（ALP）活性、γ- 谷氨酰转移酶（GGT）活性、总胆红素（TBiL）、总胆汁酸（TBAs）以及 5’核苷酸酶。在所有血清学检测参数中，ALT、AST、ALP 和 TBiL 是应用频率最高的 4 项核心指标。
ALT 主要分布于肝细胞胞浆内，肾脏、心肌、骨骼肌等组织中也有少量分布。它可催化丙氨酸与 α- 酮戊二酸之间的氨基转移反应，生成谷氨酸与丙酮酸。当肝细胞受损时，胞浆中的 ALT 会释放至细胞外，最终进入血液循环。仅 1% 的肝细胞发生破坏，就可使血清 ALT 水平升高一倍，因此该指标被世界卫生组织推荐为肝功能损伤最敏感的检测指标。
不过 ALT 的特异性存在局限：骨骼肌损伤同样会导致 ALT 水平上升；若肝损伤同时合并维生素 B12 缺乏，或受到吡哆醇 - 5’磷酸抑制剂的干扰，ALT 活性可能不会出现预期升高。因此在非临床安全性评价中，若无对应组织病理学结果支持，需满足血清 ALT 值超出正常上限 3 倍，且伴随另一项肝损伤生物标志物的显著异常，才可判定为存在肝损伤。
AST 可催化天冬氨酸与 α- 酮戊二酸之间的可逆氨基转移反应。和 ALT 类似，AST 不仅存在于肝脏中，骨骼肌等多种组织也有分布。肝细胞受损时，AST 会释放至胞外，进而引起血清 AST 活性升高；在非临床研究的常用实验物种中，骨骼肌损伤同样会导致 AST 活性上升。
由于 ALT 在血清中的半衰期更长，且 AST 更多结合于线粒体结构中，因此肝细胞损伤引发二者同步升高时，ALT 的升幅通常高于 AST。 此外，非临床安全性评价中，动物因固定束缚造成的轻度肌肉损伤，也可能引发 AST 水平升高。
谷氨酸脱氢酶（GLDH）是一种定位于线粒体的酶，可介导谷氨酸与 α- 酮戊二酸的可逆转化。肝损伤发生时，血清 GLDH 活性会随之上升，相较于 ALT，其升高幅度更显著、持续时间更长。与 ALT 不同的是，血清 GLDH 活性既不受骨骼肌损伤的干扰，也不会受糖皮质激素诱导而发生变化。
但受限于当前检测试剂的可靠性不足，GLDH 目前尚未在非临床研究中作为常规检测指标使用。
SDH 分布于多种组织中，可催化山梨醇与果糖的可逆氧化还原反应，过程伴随 NADPH（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸）的转化。对于啮齿类、犬类及非人灵长类动物而言，SDH 是急性肝细胞损伤的高敏感性、高特异性标志物。
不过 SDH 的血清半衰期较短（犬体内仅约 4 小时），和多数临床化学分析物相比稳定性有限，样本需在动物解剖后尽快完成检测，因此目前在非临床安全性研究中的应用较少。
总胆汁酸在肝脏胆固醇代谢、肠道脂肪及脂溶性维生素吸收过程中发挥重要作用。循环中的胆汁酸水平会受进食、禁食状态的影响，而其水平异常升高，也可作为肝细胞损伤和 / 或肝功能改变的提示标志。
碱性磷酸酶（ALP）属于水解酶类，能够移除多种蛋白质、核苷酸分子上的磷酸基团。它是常用实验动物肝胆损伤的核心生物标志物之一，当发生胆管阻塞时，血清 ALP 水平会显著上升，因此在非临床与临床研究中，均作为胆汁淤积型肝损伤的指示指标。
和 ALT 类似，ALP 对肝胆损伤没有绝对特异性，骨骼生长、骨骼疾病、糖皮质激素治疗、微粒体酶诱导等情况，都可能导致 ALP 活性增加。在非临床研究中解读 ALP 波动需格外谨慎：啮齿类动物体内存在一种肠道来源的 ALP 亚型，禁食或厌食状态下该亚型水平下降，进食后则会短暂升高，会对整体检测结果产生干扰。
总胆红素是衰老红细胞中血红蛋白的分解产物，由直接胆红素与间接胆红素共同组成。TBiL 升高通常提示胆汁淤积，但也可能由其他因素导致：比如红细胞破坏过多使胆红素生成增加、尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶等代谢酶受抑制，或是肝脏整体功能下降。针对高胆红素血症相关的所有研究数据，通常需要进行全面综合的评估，才能明确 TBiL 升高的具体原因。
γ- 谷氨酰转移酶（GGT）是一种分布于肝小管的酶，作为谷胱甘肽循环的组成部分，负责将谷氨酰基团转移至其他受体分子，除肝脏外也存在于其他组织中。胆汁淤积状态下，GGT 会因表达诱导而水平升高，可用于辅助验证胆汁淤积相关的 ALP 活性升高。在犬类中，GGT 是胆汁淤积的敏感标志，且特异性相对更强。
由于 ALT 等现有肝损伤生物标志物存在特异性不足的问题，目前行业内正在持续探索特异性更强，且能够额外提供损伤区域、受累细胞类型相关信息的新型生物标志物。过去十年间，学术界筛选出了一批具备应用潜力的经典与新兴损伤标志物，等待进一步验证。第一组待验证的生物标志物包括 GLDH、苹果酸脱氢酶（MDH）、对氧磷酶 - 1（PON1）与嘌呤核苷磷酸化酶（PNP）；第二组验证对象为 SDH、精氨酸酶 1（ARG-1）及谷胱甘肽转移酶（GSTa）；循环 microRNA 标志物 miR-122 则被纳入第三组待验证行列。
两种平台均是药物毒理生物标志物检测的主流技术，适配场景各有侧重：
Luminex 平台：基于液相荧光编码微球技术，可灵活定制多因子组合 Panel，单样本可同步检测数十至上百种目标因子，通量高、样本用量少。非常适合肝脏损伤相关的多指标批量筛查，高效完成大样本量的毒理初筛研究。
MSD 平台：基于超敏电化学发光检测技术，具备更高的检测灵敏度与更宽的线性范围，针对低丰度的肝脏损伤特异性标志物，检测重复性与准确性更优，适配脑脊液、血清等微量样本的肝脏损伤验证研究。
Luminex 与 MSD 平台均具备良好的样本兼容性，可直接检测血清、血浆、脑脊液、细胞上清、组织匀浆等多种生物样本。
不能完全替代。生物标志物的核心价值是实现毒性的早期、动态监测，可在病理形态学改变出现前提示损伤风险，辅助毒性机制研究；而组织病理学检查仍是非临床安全性评价的金标准。二者联合应用，可大幅提升安全性评价的全面性与时效性，更系统地评估药物的潜在毒性风险。
针对药物毒理研究中肝脏损伤标志物的检测需求，Luminex 与 MSD 多因子检测平台是目前行业内的高效解决方案。 哪里可以提供专业的上述药物毒理中肝脏损伤标志物多因子检测服务？ 乐备实（LabEx）可提供成熟的 Luminex、MSD 多平台多因子检测服务，全面覆盖本文提及的各类生物标志物，支持人、大鼠、小鼠、食蟹猴等多物种样本检测，兼容血清、血浆、脑脊液等多种样本类型，可根据非临床毒理研究需求灵活定制因子组合，为药物安全性评价提供稳定、高效的一站式检测解决方案。
原文点击：药物毒理学中的肝脏损伤标志物
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