支鏈氨基酸在肝硬化治療中的作用研究進(jìn)展*

張　倩 綜述，張　霞審校（重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院消化內(nèi)科，重慶400010）

支鏈氨基酸在肝硬化治療中的作用研究進(jìn)展*

張倩 綜述，張霞△審校
（重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院消化內(nèi)科，重慶400010）

氨基酸類，支鏈/治療應(yīng)用；肝硬化/藥物療法；綜述

肝臟是人體調(diào)節(jié)代謝的核心器官，不僅調(diào)節(jié)糖類、脂肪和蛋白質(zhì)代謝，也調(diào)節(jié)一系列激素，如胰島素、胰高血糖素、性激素等［1］。而65%～90%肝硬化患者普遍存在蛋白質(zhì)-能量代謝失調(diào)，不僅增加了發(fā)生致死性并發(fā)癥的風(fēng)險，也導(dǎo)致了較低的生存率和生活質(zhì)量。支鏈氨基酸（branched chain amino acids，BCAA）包括亮氨酸、纈氨酸和異亮氨酸［2-4］。2006年歐洲臨床營養(yǎng)與代謝協(xié)會發(fā)布了腸內(nèi)營養(yǎng)指導(dǎo)，BCAA在進(jìn)展期肝硬化治療中作為B級推薦［5］。肝硬化患者補(bǔ)充BCAA后低蛋白血癥及胰島素抵抗得到明顯改善，能改善肝硬化患者生活質(zhì)量和提高機(jī)體免疫力，且對肝癌具有一定抑制作用。現(xiàn)將BCAA在肝硬化治療中的作用研究進(jìn)展綜述如下。

1　BCAA與清蛋白的合成

補(bǔ)充BCAA能有效增加Fischer′s比率和改善肝硬化患者低蛋白血癥。BCAA作為清蛋白的組成成分，尤其是亮氨酸，其激活哺乳動物肝細(xì)胞上雷帕霉素（the mammalian target of rapamycin，mTOR）的靶點，上調(diào)各種信號蛋白，如起始因子4E結(jié)合蛋白1和核糖體蛋白S6激酶1，隨后激活清蛋白mRNA轉(zhuǎn)運子和核糖體蛋白合成，這些被認(rèn)為是增加清蛋白的機(jī)制［6］。Yatsuhashi等［7］對204例肝硬化患者進(jìn)行的干預(yù)研究發(fā)現(xiàn)，服用BCAA顆粒24周后患者血漿清蛋白水平升高，肝功能Child-Pugh評分降低，且與攝入的能量及蛋白質(zhì)無關(guān)。許多臨床試驗也證實了補(bǔ)充BCAA對改善低蛋白血癥也是有效的。

2　BCAA/酪氨酸比率（theBCAAtotyrosine ratio，BTR）是早期使用BCAA治療的重要指標(biāo)

低濃度BCAA與芳香氨基酸比值提示肝硬化現(xiàn)狀，而BCAA的補(bǔ)充是為了糾正患者氨基酸的組成和營養(yǎng)狀況。其能有效增加Fischer′s比率和改善低蛋白血癥［7］。肝硬化患者血漿中游離氨基酸濃度變化表現(xiàn)為芳香氨基酸增加，同時Fischer′s比率或BTR降低與病情嚴(yán)重程度有關(guān)。但Fischer′s比率曾長期用于分析血漿游離氨基酸，而BTR更簡單。有研究嘗試用BTR指導(dǎo)肝硬化失代償期患者服用BCAA顆粒的時機(jī)［5］：（1）清蛋白小于或等于3.5 g/dL；（2）BTR≤3.5；（3）凝血酶原活動度小于或等于60%；（4）血小板小于或等于10×5/mm3。由此說明BTR優(yōu)于Fischer′s比率，可作為肝損害及慢性肝臟疾病進(jìn)展的潛力指標(biāo)。

肝硬化合并營養(yǎng)不良患者BTR在清蛋白指標(biāo)下降前就已降低。因此，BTR可用于低蛋白血癥的早期監(jiān)測，同時也可決定BCAA的合適給藥時機(jī)。BTR作為肝硬化失代償期患者早期使用BCAA基礎(chǔ)指標(biāo)能改善患者預(yù)后，表明BTR可作為肝癌失代償期患者的潛在預(yù)后因素［8］。

3　補(bǔ)充BCAA可改善患者生存率和生活質(zhì)量

肝硬化患者遭受長期營養(yǎng)失調(diào)和較差的生活質(zhì)量，表現(xiàn)為疲勞和睡眠障礙。而一項隨機(jī)試驗研究結(jié)果顯示，補(bǔ)充3個月BCAA后患者不僅清蛋白水平明顯提高，臨床癥狀，如肌肉痙攣、易疲倦、水腫、睡眠障礙等均得到改善，同時Child-Pugh評分明顯下降［9］。意大利研究小組報道了一組多中心隨機(jī)試驗研究結(jié)果，給予174例進(jìn)展期肝硬化患者補(bǔ)充1年的BCAA，同時對照組給予乳蛋白或麥芽糖，結(jié)果顯示，長期使用BCAA能增加清蛋白和抑制不良事件，且不良事件與患者生存率有關(guān)［10］。故表明長期口服BCAA能有效改善患者生存率和生活質(zhì)量。

目前，其機(jī)制仍不明確，可能與以下因素有關(guān)：（1）可能與患者輕微的肝性腦病有關(guān)，而BCAA能減輕肝性腦病，故患者癥狀得到緩解。（2）色氨酸是5-羥色胺的前體，與患者疲勞等癥狀有關(guān)。BCAA與色氨酸競爭進(jìn)入大腦運輸載體，故補(bǔ)充BCAA可抑制色氨酸，改善患者臨床癥狀。（3）患者疲勞、睡眠障礙等癥狀可能與腦血流下降有關(guān)。因為腦血流量減少存在于肝硬化患者中。補(bǔ)充BCAA后患者腦血流量得到改善，臨床癥狀得到緩解［6］。此外肝硬化患者肌肉痙攣也與維生素E和?；撬崛狈?、內(nèi)環(huán)境紊亂有關(guān)，補(bǔ)充BCAA后可改善氨基酸平衡，促進(jìn)?；撬嵘珊头€(wěn)定內(nèi)環(huán)境，從而改善肌肉痙攣癥狀。

4　BCAA能改善免疫功能

固有免疫是宿主防御病原體的第一道防線。肝硬化患者，特別是失代償期易受細(xì)菌感染，如自發(fā)性腹膜炎等。而肝硬化細(xì)菌感染發(fā)生率較其他住院患者高4～7倍［11］。重癥膿血癥患者大量炎性細(xì)胞因子可能在肝功能惡化和多器官功能衰竭（如休克、腎衰竭、急性肺損傷、急性呼吸窘迫綜合征、肝性腦?。┲衅鹱饔茫?2］。有研究表明，肝硬化患者細(xì)菌感染的高發(fā)與防御微生物免疫系統(tǒng)的缺失有關(guān)。而中性粒細(xì)胞、NK細(xì)胞及補(bǔ)體系統(tǒng)功能異常均損害了固有免疫。肝硬化患者外周血中性粒細(xì)胞遷移、吞噬活動及細(xì)胞內(nèi)殺傷能力降低，NK細(xì)胞活動也明顯受損，同時某種補(bǔ)體蛋白的獲得性缺失和調(diào)理作用受損也與肝硬化患者易受感染有關(guān)［11］。低濃度C3補(bǔ)體和降低補(bǔ)體功能易導(dǎo)致肝硬化患者感染和增加病死率。

補(bǔ)充BCAA后固有免疫應(yīng)答得到一定恢復(fù)。Nakamura等［13］報道，失代償期肝硬化患者每天服用12 g BCAA 3個月后中性粒細(xì)胞吞噬作用和NK細(xì)胞活動及Fischer′s比率明顯改善。其機(jī)制有可能是補(bǔ)充BCAA后通過激動mTOR信號傳導(dǎo)系統(tǒng)，促進(jìn)清蛋白合成，同時也加強(qiáng)了肝細(xì)胞生長因子的合成［14］。因此，BCAA可通過mTOR信號傳導(dǎo)系統(tǒng)增加細(xì)胞因子的合成，如刺激中性粒細(xì)胞吞噬作用的促吞噬肽。因此，BCAA既改善了肝硬化患者貧乏的營養(yǎng)狀態(tài)，同時也恢復(fù)了患者一定的固有免疫力。但目前具體機(jī)制仍不清楚。提示通過補(bǔ)充BCAA改善固有免疫應(yīng)答機(jī)制仍需進(jìn)一步研究闡明。同時關(guān)于其他細(xì)胞作用，如枯否細(xì)胞（庫普弗細(xì)胞）、pit細(xì)胞的進(jìn)一步研究也十分重要。

5　補(bǔ)充BCAA對肝細(xì)胞肝癌（hepatocellular carcinoma，HCC）的抑制作用

大量臨床試驗證明，補(bǔ)充BACC可降低肝硬化患者發(fā)生HCC風(fēng)險及抑制HCC進(jìn)展。Kobayashi等［15］進(jìn)行了一項代償期丙型肝炎肝硬化的試驗。在3.2年的隨訪中男性患者使用BCAA治療后清蛋白水平為3.6～4.0 g/dL 者HCC發(fā)生率低于對照組。在日本進(jìn)行的一項大規(guī)模臨床研究結(jié)果表明，使用BCAA顆粒組肝硬化并發(fā)癥不良事件發(fā)生率（如HCC、肝衰竭、食管靜脈曲張破裂出血、死亡等）明顯低于普通飲食組［16］。同時Tsuchiya等［17］研究表明，放療的HCC患者長期口服BCAA顆粒能降低第3次及后續(xù)的HCC復(fù)發(fā)率，提高清蛋白小于或等于3.5 g/dL患者的生存率。

目前，雖然進(jìn)行了關(guān)于BCAA抑制肝癌進(jìn)展機(jī)制的研究，但具體機(jī)制仍不明確。Murata等［18］研究表明，在小鼠腸轉(zhuǎn)移肝癌模型中異亮氨酸通過抑制血管生長因子阻止腫瘤生長。Yoshiji等［19］報道，在糖尿病小鼠模型中BCAA對肝癌有化學(xué)性預(yù)防作用，與抑制新生血管和血管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）有關(guān)。表明BCAA或異亮氨酸通過抑制VEGF的表達(dá)抑制新生血管。

Murata等［18］分析了在高胰島素狀態(tài)下人肝癌細(xì)胞HepG2 VEGF的表達(dá)及BCAA對VEGF表達(dá)的影響。在BCAA缺乏狀態(tài)下VEGF分泌明顯增加，但持續(xù)增加BCAA后VEGF分泌被抑制。有研究表明，高胰島素狀態(tài)下BCAA激動了mTOR通路和增加了缺氧誘導(dǎo)因子1α的表達(dá)。表明在進(jìn)展期肝癌合并高胰島素血癥患者中BCAA主要在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)節(jié)VEGF的表達(dá)。

2012年Hagiwara等［20］研究了BCAA影響胰島素介導(dǎo)的肝癌細(xì)胞增殖及其潛在機(jī)制，結(jié)果表明，BCAA抑制磷酸肌醇-3激酶/蛋白激酶B（phosphoinositide 3-kinase/ protein kinase B，PI3K/Akt）通路，不僅是通過促進(jìn)雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin complex1，mTORC）1/S6激酶1到PI3K/Akt通路的負(fù)反饋，且也可抑制mTORC2激酶活性。表明補(bǔ)充BCAA對抑制肝癌進(jìn)展也許有效，其通過抑制胰島素介導(dǎo)的PI3K/Akt和隨后的反細(xì)胞凋亡通路起作用。同時也表明補(bǔ)充BCAA對進(jìn)展期肝病的糖尿病患者很重要。

另有文獻(xiàn)報道，NK細(xì)胞不僅可抵抗病毒感染，且在腫瘤監(jiān)視方面也具有重要作用［21］。因此，補(bǔ)充BCAA 后NK細(xì)胞活性的恢復(fù)也許在減少肝硬化患者發(fā)生肝癌的風(fēng)險方面具有部分作用。

6　BCAA能改善胰島素抵抗

肝硬化患者胰島素抵抗和糖代謝異常很普遍，而這些與BCAA有關(guān)。據(jù)文獻(xiàn)報道，BCAA能改善丙型肝炎肝硬化患者胰島素抵抗。氨基酸通過雙向調(diào)節(jié)胰島素限制糖轉(zhuǎn)運，還能成為蛋白合成的信號，亮氨酸、異亮氨酸通過增加葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白（glucosetransporter4，GLUT）4 和GLUT1的轉(zhuǎn)運，能改善胰島素導(dǎo)致的糖耐量異常［22］。最近有研究表明，BCAA能減少脂肪細(xì)胞的體積，增加過氧化物酶增殖體受體-α、γ，脂聯(lián)素mRNA的表達(dá)，從而改善胰島素抵抗［23］。然而具體的BCAA能改善肝硬化患者胰島素抵抗的分子機(jī)制仍不清楚，需進(jìn)一步研究。

7　補(bǔ)充BCAA能改善介入術(shù)后低蛋白血癥和炎性反應(yīng)

經(jīng)皮肝動脈化療栓塞術(shù)（transcatheter hepatic arterial chemoembolization，TACE）和射頻消融術(shù)（radiofrequency ablation，RFA）對HCC患者是臨床較為認(rèn)可的治療方式。然而患者術(shù)后常出現(xiàn)肝功能惡化及低蛋白血癥。Nishikawa等［24］報道，應(yīng)用BCAA治療能長期、有效維持患者TACE術(shù)后營養(yǎng)。Ishihara等［25］研究表明，TACE或RFA術(shù)后患者應(yīng)用10 d BCAA治療后清蛋白水平下降被抑制。因此，BCAA早期治療能有效抑制術(shù)后清蛋白水平下降。且據(jù)Ishihara等［25］推測，BCAA的抗炎作用也許與清蛋白的改善具有一定關(guān)系。C反應(yīng)蛋白（C-reac-tive protein，CRP）反映炎癥程度，在BCAA預(yù)處理患者中CRP升高被抑制，而發(fā)熱程度也更溫和，同時清蛋白下降受抑制的程度與CRP改變相平行。但目前其抗炎機(jī)制仍不明確，其具體的作用機(jī)制仍需進(jìn)一步探索。

8　結(jié)語與展望

大量研究證明，補(bǔ)充BCAA可提高肝硬化患者血漿清蛋白水平和改善胰島素抵抗，提高血清Fischer′s比率和BTR，恢復(fù)固有免疫和抑制肝癌的發(fā)生，改善患者生活質(zhì)量和降低術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率。然而關(guān)于BCAA的分子機(jī)制研究仍停留在動物實驗，大量臨床研究仍需進(jìn)一步探索。

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A

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（2015-12-23）