腸肝循環(huán)與慢性肝臟疾病關(guān)系的研究進展

張清清 陸倫根

上海交通大學附屬第一人民醫(yī)院消化內(nèi)科(200080)

肝臟有雙重血液供應，入肝血管包括肝固有動脈和門靜脈。腸道血液回流形成門靜脈系統(tǒng)進入肝臟，構(gòu)成肝臟80%的血供。正常人體腸道內(nèi)寄生著大量微生物，這些微生物統(tǒng)稱為腸道菌群，總量超過1011個。腸道中革蘭陰性細菌過度生長可導致腸源性內(nèi)毒素血癥，而內(nèi)毒素可通過腸肝循環(huán)激活免疫系統(tǒng)，觸發(fā)肝臟慢性炎癥，在肝臟疾病發(fā)展過程中起到重要作用［1］。近年來，腸道菌群失調(diào)與慢性肝臟疾病的關(guān)系日益受到重視。本文就腸肝循環(huán)與慢性肝臟疾病關(guān)系的研究進展作一綜述。

一、機體防御機制

腸源性內(nèi)毒素血癥是由來源于腸道的內(nèi)毒素脂多糖(LPS)在人體循環(huán)系統(tǒng)中堆積所致。LPS是革蘭陰性細菌細胞壁外膜的主要成分，具有多種生物活性，少量的LPS即可導致膿毒性休克，機體對其防御和清除主要依賴于腸道屏障功能和肝臟解毒能力。作為腸道菌群的第一道屏障，腸道黏膜可有效防止腸道菌群易位以及菌群對宿主免疫系統(tǒng)產(chǎn)生攻擊。肝臟在清除腸道菌群易位方面發(fā)揮重要作用。經(jīng)門靜脈到達肝血竇的腸道菌群可通過激活肝臟Kupffer細胞、樹突細胞、T細胞、自然殺傷 T(NKT)細胞、自然殺傷(NK)細胞等，誘導機體產(chǎn)生免疫反應將其清除［2-3］。此外，肝臟間質(zhì)中的肝星狀細胞和肝竇內(nèi)皮細胞可表達LPS受體，與LPS結(jié)合并將其清除，進而避免內(nèi)毒素血癥的發(fā)生［4］。

二、腸道屏障功能受損和細菌易位

1.腸道屏障功能受損:完整的腸道屏障可防止大量細菌易位，僅極少數(shù)細菌可到達肝臟。然而，非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)、非酒精性脂肪性肝炎、酒精性脂肪性肝炎、肝硬化等多種肝臟疾病可引起腸道屏障功能受損，導致細菌易位［5］。在酒精性肝病的發(fā)病機制中，酒精及其代謝物乙醛可抑制腸上皮細胞緊密連接蛋白表達，并產(chǎn)生一氧化氮損害腸上皮細胞微管骨架，同時酒精可暴露結(jié)腸上皮細胞，造成細胞跨膜電阻減少，使腸道屏障功能受損［6］。

2.腸道細菌過度生長:結(jié)合型膽汁酸在小腸部位對口腔、胃、回腸、盲腸來源的菌群具有抑制作用，游離型膽汁酸可在結(jié)直腸內(nèi)通過調(diào)節(jié)pH值維持腸道菌群平衡。肝硬化患者膽汁酸分泌減少，導致腸道細菌過度生長［7］。此外，肝硬化亦可影響腸道運動能力，使腸道細菌過度生長，菌群平衡失調(diào)［8］。上述因素促進腸道細菌通過腸肝循環(huán)向肝臟易位，進一步引起肝臟損傷。

3.腸道菌群組成成分改變:腸道細菌組成受宿主因素和環(huán)境因素影響。Zeuzem等［9］指出，肝硬化患者由于胃內(nèi)pH值改變、腸道蠕動減弱以及膽汁分泌減少，可發(fā)生腸道菌群失調(diào)。Lu等［10］的研究顯示，肝硬化患者較正常人群腸道菌群結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，致病菌如大腸桿菌、鏈球菌數(shù)量顯著增加，而益生菌如雙歧桿菌數(shù)量顯著減少。Zhang等［11］的研究發(fā)現(xiàn)，肝硬化大鼠腸道中腸桿菌數(shù)量明顯增加。Solga［12］指出，給予肝性腦病患者益生菌治療，可降低腸道中腸桿菌含量，增加雙歧桿菌、乳酸菌含量，從而降低體內(nèi)內(nèi)毒素水平，改善肝功能，逆轉(zhuǎn)門靜脈高壓。

三、肝臟LPS受體及其下游信號通路

正常情況下，僅極少數(shù)細菌或細菌產(chǎn)物如LPS可通過腸道屏障進入肝臟，激活肝臟免疫系統(tǒng)，并由免疫細胞將此清除。然而，在腸道屏障功能破壞的情況下，腸肝循環(huán)平衡受損，腸道易位細菌及其產(chǎn)物增加，后者可通過模式識別受體如Toll樣受體(TLRs)和Nod樣受體(NLRs)激活肝臟免疫細胞。

1.TLRs:TLRs是先天性免疫系統(tǒng)中的細胞跨膜受體和病原模式識別受體。Guo等［13］的研究表明，肝臟中表達TLRs的細胞可通過識別LPS激活免疫反應。TLR4是首個被證明可識別LPS并進行免疫反應的TLR。TLR4不能直接與LPS結(jié)合，需在LPS連接CD14或MD2后與其結(jié)合，從而激活免疫反應。MyD88依賴性信號通路和MyD88非依賴性信號通路是TLR4反應中的兩個重要下游信號通路。在MyD88依賴性信號通路中，MyD88首先通過TRIF相關(guān)接頭分子(TRAM)與TLR4結(jié)合，募集下游信號分子誘導白細胞介素-1(IL-1)受體相關(guān)激酶-4(IRAK-4)磷酸化，激活I(lǐng)RAK-1和腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子6(TRAF6)，活化的TRAF6具有泛素連接酶E3的活性，進一步結(jié)合泛素鏈接酶E2，進而泛素化降解核因子抑制物激酶-γ(IKK-γ)，此種泛素化式降解可活化轉(zhuǎn)化生長因子β活化激酶(TAK1)和TAK1結(jié)合蛋白(TAB)，催化 IKK-β 磷酸化，最終激活核因子-κB(NF-κB)、c-Jun氨基末端激酶(c-JNK)和 p38，促使炎癥因子、趨化因子表達以及轉(zhuǎn)錄因子AP-1激活，從而引發(fā)免疫反應［14］。MyD88非依賴性信號通路通過干擾素-β(IFN-β)TIR結(jié)構(gòu)域銜接蛋白TRIF直接激活TANK連接激酶1(TBK1)，誘導IFN-β表達。TRIF可與受體相互作用蛋白1(RIP1)結(jié)合，激活I(lǐng)KK1-IKK2-NEMO復合體以及 NF-κB以引發(fā)免疫反應［15］。MyD88依賴性信號通路和MyD88非依賴性信號通路均在LPS激活 TLR4時進行作用。Hritz等［16］的研究表明，TLR4缺陷小鼠和正常對照小鼠經(jīng)長期酒精喂養(yǎng)后，前者肝臟脂肪變性和炎癥反應均較后者減輕，促炎細胞因子顯著減少。Csak等［17］的研究表明，TLR4基因敲除小鼠和正常對照小鼠在給予缺乏蛋氨酸膽堿的飲食后，前者肝臟脂質(zhì)積累、炎癥和纖維化程度均較后者明顯減輕。上述研究證實TLR4在肝臟疾病中發(fā)揮重要作用。

2.NLRs:NLRs是識別LPS的模式識別受體之一，其N端通過結(jié)合下游接頭分子和效應蛋白，激活NF-κB、促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)、caspase-1等不同途徑介導免疫反應。NLRs激活caspase-1前體，誘導促炎性因子裂解，激活I(lǐng)L-1β、IL-18，后者在炎癥反應中起重要作用［18］。Bauernfeind等［19］的研究表明，LPS 可通過誘導 NLRP3、caspase、IL-1β 和IL-18顯著表達，進一步激活 NF-κB途徑引發(fā)肝臟免疫反應。

四、慢性肝臟疾病和腸道菌群失調(diào)

近來研究表明，腸道菌群失調(diào)是引起NAFLD、非酒精性脂肪性肝炎、肝硬化的關(guān)鍵因素［20］。肝硬化患者常有腹脹、腹瀉等消化道癥狀，臨床上給予益生菌治療后，患者癥狀可獲得緩解，提示肝硬化患者腹脹、腹瀉與腸道菌群失調(diào)有關(guān)。肝硬化與腸道菌群失調(diào)可能互為因果。近年來研究認為，腸道菌群失調(diào)在肝性腦病的發(fā)生、發(fā)展中起一定作用。Bajaj等［21］進行的前瞻性隨機研究證實，益生菌對治療輕度肝性腦病安全有效。Malaguarnera等［22］的研究表明，雙歧桿菌聯(lián)合低聚果糖可有效降低肝性腦病患者的血清氨水平，改善患者臨床癥狀。McGee等［23］進行meta分析發(fā)現(xiàn)，與空白對照組和安慰劑組相比，抗菌藥物可有效降低肝性腦病患者的血清氨水平，但在改善預后和提高生存率方面無顯著優(yōu)勢。此外，腸道菌群失調(diào)在NAFLD的發(fā)病過程中亦發(fā)揮重要作用。Loguercio等［24］的研究顯示，NAFLD患者給予益生菌治療后，肝酶指標改善、肝臟炎癥程度減輕。胰島素抵抗是NAFLD發(fā)病的重要環(huán)節(jié)，腸道菌群失調(diào)可促進胰島素抵抗的發(fā)生。胰島素靶細胞表面的TLR4-CD14與LPS等外源性配體結(jié)合后，可刺激JNK、IKK-β等促炎激酶產(chǎn)生，引起胰島素受體底物(IRS)絲氨酸殘基磷酸化增加，抑制酪氨酸磷酸化，使IRS信號蛋白表達減少，從而導致胰島素級聯(lián)信號轉(zhuǎn)導通路受阻，誘發(fā)胰島素抵抗［25］。

五、結(jié)語

綜上所述，腸道屏障功能破壞和細菌易位可通過腸肝循環(huán)引起肝臟和體循環(huán)中LPS增加，導致TLRs、NLRs和促炎細胞因子激活，此是慢性肝病的重要發(fā)病機制。因此，進一步明確腸肝循環(huán)以及相關(guān)信號通路在慢性肝臟疾病中的作用，可為后者的防治提供理論基礎(chǔ)，從而改善患者預后。

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