膽汁酸代謝與非酒精性脂肪性肝病

陳超波 綜述 蔣兆彥 審校

（1.無錫市錫山人民醫(yī)院普外科，無錫 214011；2.同濟大學(xué)附屬東方醫(yī)院膽石科，上海 200120）

非酒精性脂肪性肝病 （non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD）是當(dāng)前世界上較常見的慢性肝病，發(fā)病率為25%～30%[1]。從 NAFLD到非酒精性脂肪性肝炎（non-alcoholic steatohepatitis，NASH）是慢性肝病進展的不同階段。若未有效控制，可進展為肝纖維化、肝硬化，甚至肝癌。研究發(fā)現(xiàn)，約1/5的NASH病人最終演變?yōu)楦斡不痆2]。NAFLD導(dǎo)致胰島素抵抗進而導(dǎo)致代謝異常和心血管疾病，并成為致死的重要危險因素[3]。近年研究顯示，膽汁酸代謝與NAFLD/NASH有密切相關(guān)性。本文就膽汁酸代謝影響NAFLD發(fā)生的相關(guān)機制及潛在治療措施綜述如下。

膽汁酸代謝影響NAFLD的機制——核受體對膽汁酸代謝的調(diào)節(jié)

以往的觀念認為，膽汁酸在肝細胞從膽固醇合成并分泌進入肝腸循環(huán)。但隨著研究深入，發(fā)現(xiàn)膽汁酸代謝涉及一系列信號通路，可通過多種受體來調(diào)節(jié)其合成[4]。眾所周知，膽汁酸主要通過法尼醇 X受體 （farnesoid X receptor,FXR）-SHP[5]、FGF19-FGFR4[6]和 TGR5 三個途徑[7]參與糖、脂質(zhì)和能量代謝。隨著對膽汁酸代謝機制的不斷認識，發(fā)現(xiàn)參與受體途徑在調(diào)節(jié)膽汁酸代謝的過程中也影響著NAFLD的發(fā)生和發(fā)展[8]，并嘗試通過這些代謝機制尋找治療NAFLD的新途徑。

一、FXR與糖代謝

1999年，F(xiàn)XR被證實為膽汁酸受體。不久有學(xué)者通過基因敲除小鼠FXR-KO證實FXR在膽汁酸代謝中的重要作用，同時也發(fā)現(xiàn)FXR參與糖和脂質(zhì)代謝[4,9]。FXR-KO小鼠對胰島素敏感性下降[10]。給予野生小鼠選擇性非甾體類FXR激動劑GW4064，可改善肥胖小鼠ob/ob（瘦素缺陷型）和糖尿病小鼠db/db（瘦素受體缺陷型）的胰島素抵抗，并促使糖代謝平衡。由于FXR-KO小鼠喪失FXR基因受體表達，F(xiàn)XR激動劑GW4046無法緩解上述異常表象，但給小鼠注射FXR腺病毒使之重新表達FXR后，血漿胰島素水平又開始下降。膽汁酸作為FXR天然的激動劑，通過FXR依賴和FXR非依賴機制，抑制磷酸烯醇丙酮酸羧激酶、葡萄糖-6-磷酸酶和果糖1，6-雙磷酸酶的基因表達，可抑制肝細胞糖異生[11]。然而，在肥胖動物模型中，F(xiàn)XR的缺乏可能改善而不是惡化葡萄糖代謝平衡[12]。雖然對于膽汁酸FXR受體研究較多，但膽汁酸介導(dǎo)糖代謝機制仍較復(fù)雜，需進一步研究證實，尤其在人體研究很有必要[13]。

二、FXR與脂肪酸代謝

研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)XR激動劑可降低野生型小鼠和肥胖小鼠血漿三酰甘油和游離脂肪酸，F(xiàn)XR敲除則喪失該調(diào)解效應(yīng)，其血漿三酰甘油升高。FXR激動劑作用導(dǎo)致血漿三酰甘油濃度下降的機制，主要包括SHP途徑介導(dǎo)固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白 1c（sterol-regulatory element-binding protein 1c，SREBP-1c）[12]。FXR激動劑可抑制 SREBP-1c[12]和FXR依賴性過氧化物酶體增殖激活受體α（peroxisome proliferator-activated receptor α，PPARα）的表達[11]，降低肝臟脂肪酸合成，促進脂肪酸β氧化，抑制肝脂質(zhì)積聚。在腸道，膽汁酸通過激活FXR，促進回腸細胞分泌FGF15/FGF19，經(jīng)門靜脈循環(huán)后與肝細胞表達的FGFR4受體結(jié)合，抑制膽固醇7α羥化酶（cholesterol 7α-hydroxylase，CYP7A1）的表達而調(diào)節(jié)膽汁酸的合成，亦可抑制肝脂肪酸合成、刺激線粒體脂肪酸氧化[14]。因此，F(xiàn)XR參與膽汁酸代謝具有重要意義，而來自腸道和肝臟的膽汁酸代謝信號顯著影響膽固醇代謝，其結(jié)果可能限制膽汁酸治療NAFLD的效果。

三、TGR5與代謝

G蛋白偶聯(lián)受體TGR5分布廣泛，可在脂肪細胞、肌細胞、免疫細胞、肝竇內(nèi)皮細胞、膽管上皮細胞、Kupffer細胞、腸內(nèi)分泌細胞、神經(jīng)元和腸道神經(jīng)系統(tǒng)等表達，對機體的生理和病理生理產(chǎn)生廣泛影響。近期研究發(fā)現(xiàn)，TGR5與NAFLD/NASH具有密切相關(guān)性，尤其是與能量代謝、糖代謝、免疫等方面調(diào)節(jié)關(guān)系密切[15]。在野生小鼠模型研究中，激活TGR5，可激活并上調(diào)編碼2型碘化甲腺氨酸脫碘酶（D2）基因表達，使無活性的甲狀腺素（T4）轉(zhuǎn)化為有活性的3,5,3’-三碘甲狀腺原氨酸（T3），從而增加氧耗量和能量消耗，促進棕色脂肪組織（brown adipose tissue，BAT）和肌肉組織的能量代謝[15]。在人體，血漿膽汁酸水平與能量代謝相關(guān)聯(lián)，短期給予鵝去氧膽酸 （chenodeoxycholic acid,CDCA）可增加BAT和整體能量代謝[16]。TGR5通過小腸內(nèi)分泌L型細胞作用，激活胰高血糖素樣肽 1（glucagon-like peptide-1，GLP-1）釋放而改善血糖。GLP-1增加胰島素的合成和釋放，保護胰島β細胞凋亡和促進β細胞增殖。同時，TGR5也在單核細胞中表達，如肝臟Kupffer細胞，具有調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)的作用。在這些細胞中，一旦TGR5被激活，可抑制核因子κB核易位和相關(guān)細胞因子的產(chǎn)生，從而起到明顯的抗炎作用[17]。

膽汁酸對NAFLD的治療作用

就NAFLD/NASH而言，腸道菌群紊亂，即 “微生態(tài)失衡”，被認為與疾病發(fā)生、發(fā)展有密切聯(lián)系，雖然其機制目前尚不明確[18]。研究顯示，腸道菌群在相應(yīng)酶作用下參與膽汁酸代謝活動，包括降解、脫羧基、氧化和異構(gòu)等，對膽汁酸池大小和組成的調(diào)節(jié)具有關(guān)鍵作用，且顯著改善膽汁酸的化學(xué)和信號特性[19]。膽汁酸作為FXR和TGR5的天然激動劑，調(diào)節(jié)胰島素分泌和增加胰島素敏感性、抑制脂肪酸合成，促進其氧化，治療NAFLD中發(fā)揮作用[20]。減重手術(shù)后血漿膽汁酸代謝循環(huán)增加，對于逆轉(zhuǎn)NAFLD/NASH也起到重要作用[12]。外科減重手術(shù)可改變肥胖或肥胖相關(guān)代謝性疾病的表型，包括NAFLD/NASH。其機制可能是通過影響FXR和膽汁酸相關(guān)受體的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，引起膽汁酸組成的改變[21]。膽汁酸直接使腸道菌群塑形，使其有利于膽汁酸代謝[22]。動物模型研究發(fā)現(xiàn)，膽汁酸成分的腸道菌群相關(guān)改變和FXR信號轉(zhuǎn)導(dǎo)變化更易誘發(fā)肥胖，包括NAFLD/NASH，但無菌小鼠對高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖具有抵抗性[22]。因此，膽汁酸循環(huán)改變所產(chǎn)生的有利于NAFLD/NASH代謝的效果，可通過對膽汁酸轉(zhuǎn)運體和腸道菌群調(diào)控來實現(xiàn)[12]

一、FXR激動劑和拮抗劑

FXR激動劑包括天然分子（膽酸、CDCA、半合成膽酸）和合成分子（GW4064、WAY-362450）[23]。 FXR 激動劑減輕炎癥和肝纖維化，對肥胖嚙齒類動物的肝脂肪變性和胰島素抵抗的發(fā)展具有抑制作用[12]。合成的FXR激動劑（如WAY-362450），通過改善腸屏障功能，并降低肝脂滴包被蛋白2（一種在NAFLD疾病中高度表達的脂滴蛋白），對高糖飲食喂養(yǎng)的小鼠產(chǎn)生抗脂肪變作用[24]。但由于不同研究報道的數(shù)據(jù)差異性，F(xiàn)XR激動劑對肝纖維化的直接影響尚有爭議。Fickert等[25]指出，F(xiàn)XR的缺失會顯著影響膽道淤積型肝纖維化進展，對于非膽汁淤積性肝硬化卻無明顯影響。其實驗數(shù)據(jù)顯示，不能通過直接靶向影響FXR受體來治療肝纖維化。Carr等[11]則闡述FXR激動劑對肝纖維化具有抑制作用，對治療早期NAFLD具有潛在作用。這些差異，可能與模型、實驗設(shè)計以及藥物類型特性有關(guān)。臨床試驗也有類似現(xiàn)象。Mudaliar等[26]報道，每天口服 OCA 25 mg或 50 mg，連續(xù)6周，可改善NAFLD和2型糖尿病病人胰島素抵抗，并降低肝纖維化。然而，美國的多中心研究顯示[27]，OCA治療NASH病人（OCA 25 mg/d，持續(xù)72周），血清胰島素水平升高，動態(tài)平衡模型評估（HOMA-IR）指數(shù)升高[26]。對兩個研究出現(xiàn)矛盾的結(jié)果有待進一步研究探索。

腸道FXR拮抗劑甘氨酸-β-鼠膽酸可減輕高脂飲食小鼠的肥胖、胰島素抵抗和肝脂肪變性。這種效應(yīng)與甘氨酸-β-鼠膽酸抑制回腸中的FXR信號轉(zhuǎn)導(dǎo)有關(guān)，而不是通過肝臟FXR實現(xiàn)[28]。敲除FXR基因有助于緩解小鼠體重增加和外周血糖升高，并增加脂肪組織的胰島素敏感性，但并不增加肝臟胰島素敏感性[29]。對此，F(xiàn)XR受體拮抗作用的特異性問題有待解決。

二、TGR5激動劑和FXR/TGR5雙重激動作用

選擇性靶向TGR5治療NAFLD是一個具有吸引力的方法。選擇性靶向TGR5激動劑可調(diào)節(jié)血糖和限制體重增加而改善NAFLD/NASH，緩解肝損傷[9]。其中，新研發(fā)的天然FXR激動劑衍生物6α-乙基-23(S)-甲基膽酸，是選擇性TGR5激動劑，增加小鼠能量消耗而抑制體重增加，可改善小鼠肝酶含量和脂肪變性。另外，McMahan等[30]發(fā)現(xiàn)INT-767具有雙重激動劑效應(yīng)，可減少ob/ob肥胖小鼠肝脂肪變、減少促炎細胞因子表達。利拉魯肽臨床試驗發(fā)現(xiàn)，可緩解很大一部分NASH受試者病灶[31]。由此推測，膽汁酸通過TGR5增強GLP信號，從而治療NAFLD/NASH，具有臨床應(yīng)用價值和前景[8]。

三、膽汁酸吸收抑制劑

如上所述，根據(jù)一些小鼠和人體的研究，通過螯合腸道膽汁酸阻斷腸道對膽汁酸吸收可改善NAFLD。研究同時發(fā)現(xiàn)，膽汁酸吸收抑制劑改善NAFLD的效應(yīng)與TGR5調(diào)節(jié)有關(guān)[9]。采用回腸頂端鈉依賴性膽汁酸轉(zhuǎn)運體（ileal apical sodium-dependent bile acid transporter，ASBT）抑制劑，能改善小鼠肝脂質(zhì)的聚集[28]，這與其選擇性激活回腸FXR的作用有關(guān)。當(dāng)前已有數(shù)個ASBT抑制劑應(yīng)用于臨床治療疾病，如血脂異常、膽汁淤積以及便秘[32]。但阻斷ASBT治療NAFLD的效果不理想，其潛力有待進一步研究。

四、熊去氧膽酸及其衍生物

熊去氧膽酸是一個經(jīng)典的膽汁酸類藥物，具有免疫調(diào)節(jié)、抗氧化和抗細胞凋亡特性，臨床用于治療肝膽疾病，也被認為是治療NASH的潛在藥物[33]。小型試驗顯示，使用熊去氧膽酸治療NASH病人12個月后，肝脂肪變性有顯著改善。但大樣本多中心研究則顯示熊去氧膽酸治療NAFLD并無明顯優(yōu)勢[34]。另一項較具臨床意義的研究發(fā)現(xiàn)，熊去氧膽酸側(cè)鏈縮短衍生物nor熊去氧膽酸（norUDCA），可改善小鼠模型NASH。目前多中心、雙盲、隨機安慰劑對照的Ⅱ期臨床劑量試驗正在進行，初步證實norUDCA可抑制肝纖維化而改善NASH，以期臨床應(yīng)用于治療NAFLD[35]。

五、脂肪酸-膽汁酸復(fù)合物

阿氨酚是將兩種天然成分膽酸和花生酸共軛獲得的新型合成脂質(zhì)分子。該復(fù)合物可通過刺激ATP結(jié)合盒（ATP binding cassett，ABC）轉(zhuǎn)運蛋白，即一種泛細胞膽固醇輸出泵（ABCA1），促使膽固醇外流。60例經(jīng)組織活檢明確的NAFLD病人，口服 aramchol（Galmed制藥公司）100 mg/d或300 mg/d，3個月，發(fā)現(xiàn)肝脂肪含量以劑量依賴方式下降，且趨向代謝改善[36]。

目前基于膽汁酸代謝機制治療NAFLD/NASH的理念較新穎，臨床和實驗室研究也在持續(xù)開展。雖然，尚未有明確、有效的成果應(yīng)用于臨床，但鑒于當(dāng)前研究的進展，其前景樂觀。

結(jié) 語

近年來，有關(guān)人和小鼠的研究表明，膽汁酸異常代謝信號通路可能在NAFLD/NASH的發(fā)生、發(fā)展及消退發(fā)揮核心作用，這使以肝細胞、腸道、結(jié)腸、BAT或其他部位的膽汁酸相關(guān)信號通路為靶向治療NAFLD/NASH成為可能。雖對當(dāng)前研究以及未來充滿希望，但開發(fā)基于膽汁酸治療NAFLD/NASH的安全、有效藥物仍面臨諸多挑戰(zhàn)，包括FXR/TGR5選擇性和化合物的組織特異性活性以及安全性，特別是使用時間、相對劑量等相關(guān)性問題。因此，對于膽汁酸、腸道菌群與NAFLD/NASH的關(guān)系、調(diào)節(jié)作用，以及相關(guān)治療劑的研發(fā)、臨床應(yīng)用等，均需更多的研究探索。