非酒精性脂肪性肝病的相關(guān)基因?qū)W概述

邴 浩， 李異玲

中國醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院消化內(nèi)科，遼寧 沈陽 110001

非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD)是一種進(jìn)行性的肝臟疾病，被認(rèn)為是代謝綜合征在肝臟的表現(xiàn)，以肝內(nèi)甘油三酯含量(hepatic triglyceride content，HTGC)升高為特點(diǎn)。目前NAFLD患病率為25.2%(95%CI：22.10%～28.65%)[1]，在發(fā)達(dá)國家患病率較高。近年來，隨著飲食結(jié)構(gòu)及生活方式的改變，我國NAFLD的患病率也呈逐年升高的趨勢，為15%(6.3%～27.0%)，且男性高于女性[2]。NAFLD的發(fā)病機(jī)制目前仍未明確，近年來提出多次打擊學(xué)說[3]，認(rèn)為炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激、基因因素、表觀遺傳學(xué)因素、腸道菌群失衡等在NAFLD發(fā)生中共同具有重要作用。

隨著精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)及全基因組關(guān)聯(lián)分析(genome-wide association studies，GWAS)的發(fā)展，遺傳因素在疾病中的作用不斷得到重視，NAFLD的相關(guān)基因?qū)W研究也在不斷深入。GWAS鑒別出了很多與NAFLD相關(guān)的基因位點(diǎn)，除了PNPLA3 rs738409及TM6SF2 rs58542926目前已明確為NAFLD的獨(dú)立危險(xiǎn)因素外，GCKR、MBOAT7、PPP1R3b、LIPA、NCAN、YPLAL1、COL13A1、ADIPO、SAMM50等基因位點(diǎn)也被提出與NAFLD的發(fā)生、發(fā)展有關(guān)[4-5]。除此之外，隨著NAFLD形成及進(jìn)展機(jī)制的研究不斷深入，一些與脂質(zhì)和葡萄糖代謝及肝臟損傷相關(guān)的物質(zhì)在NAFLD形成及進(jìn)展中的作用不斷被明確，相關(guān)基因被認(rèn)為是NAFLD形成的潛在相關(guān)基因而被進(jìn)一步研究，不斷有相關(guān)基因位點(diǎn)被提出與NAFLD發(fā)生、發(fā)展存在相關(guān)性。

1 GWAS提出的與NAFLD相關(guān)的基因

1.1 PNPLA3含patatin樣磷脂酶域3(patatin-like phospholipase domain containing 3，PNPLA3)又稱脂肪營養(yǎng)素，屬于patatin樣磷脂酶家族，大量位于肝細(xì)胞膜上并參與脂質(zhì)代謝。PNPLA3基因位于第22號染色體上，其rs738409處I148M變異影響肝細(xì)胞內(nèi)甘油三酯的水解，使甘油三酯在肝細(xì)胞內(nèi)的蓄積增加[6]，是NAFLD獨(dú)立于體質(zhì)量指數(shù)、糖尿病等的危險(xiǎn)因素，目前被認(rèn)為是與NAFLD最相關(guān)的遺傳因素。2008年,ROMEO等[6]首次發(fā)現(xiàn)，PNPLA3 rs738409單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphisms，SNPs)與肝臟脂質(zhì)含量及炎癥反應(yīng)相關(guān)，與NAFLD的易感性有極大相關(guān)性。之后的研究發(fā)現(xiàn)，PNPLA3基因多態(tài)性對非肥胖脂肪肝的發(fā)生影響更大，且與脂肪肝的嚴(yán)重程度相關(guān)[7]。

目前研究發(fā)現(xiàn)，PNPLA3 rs738409 SNP與NAFLD/NASH發(fā)生、肝纖維化甚至NAFLD相關(guān)肝細(xì)胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)的發(fā)生均具有相關(guān)性，PNPLA3是首個(gè)被證實(shí)為HCC獨(dú)立危險(xiǎn)因素的基因位點(diǎn)。一項(xiàng)包括24項(xiàng)研究、9 915例患者的Meta分析[8]結(jié)果顯示，rs738409 GG基因型較GC及CC基因型患者肝纖維化程度重，且這種傾向在酒精性肝病及病毒性肝炎患者中仍然存在。同時(shí)，PNPLA3 rs738409 SNP與HCC有明顯相關(guān)性。進(jìn)一步亞組分析顯示，這種相關(guān)性在NAFLD及酒精性肝病患者中存在(OR=1.67，95 %CI： 1.27～2.21)，而包括丙型病毒性肝炎在內(nèi)的其他原因?qū)е碌母斡不颊咧?，PNPLA3 CG基因型或GG基因型與HCC無明顯相關(guān)性(OR=1.33，95 %CI： 0.96～1.82)。

1.2 TM6SF2跨膜蛋白6超家族2(transmembrane 6 superfamily member 2，TM6SF2)位于第19號染色體上(19p12)，編碼1個(gè)由351個(gè)氨基酸構(gòu)成的多次跨膜結(jié)構(gòu)蛋白，該蛋白主要表達(dá)于小腸、肝臟及腎臟[9]。TM6SF2第499號核苷酸的突變(E167K)使其所編碼的蛋白由于錯(cuò)誤折疊而在細(xì)胞內(nèi)加速降解[10]。TM6SF2 rs58542926 E167K SNP通過影響肝內(nèi)富甘油三酯脂蛋白(TG-rich lipoproteins，TRLs)及肝臟脂質(zhì)小滴含量而影響肝脂肪代謝[11]，導(dǎo)致HTGC升高而血脂含量降低，這使得該突變增加了NAFLD的發(fā)生卻減少了心血管疾病的發(fā)生[12]。

KOZLITINA等[10]首次報(bào)道了TM6SF2 rs58542926 E167K與NAFLD的相關(guān)性。Meta分析[13]結(jié)果顯示，TM6SF2 rs58542926 E167K SNP可引起血漿丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(alanine aminotransferase，ALT)及天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(aspartate aminotransferase，AST)含量升高(P<0.001)，而在肝炎患者中TM6SF2 rs58542926 E167K SNP與血漿ALT及AST水平無相關(guān)性。FALLETI等[9]研究顯示，TM6SF2 rs58542926 E167K SNP與HCC的發(fā)生有相關(guān)性(OR=1.66，95%CI：1.01～2.74，P=0.043)，TM6SF2 rs58542926 C/T+T/T基因型在酒精性肝病后HCC人群中的比例高于非HCC人群(OR=2.57，P=0.035)，提示該基因多態(tài)性與HCC有相關(guān)性。

1.3 其他位點(diǎn)除了上述基因，GWAS鑒別出的包括GCKR、MBOAT7、PPP1R3b在內(nèi)的很多其他基因位點(diǎn)也被證實(shí)與NAFLD形成、肝臟酶學(xué)改變等相關(guān)[4-5]。在墨西哥人群中PNPLA3、SAMM50、COL13A1及ADIPOQ基因多態(tài)性被證明與ALT升高有關(guān)[5]。研究[4]評估了GWAS篩選出的168個(gè)位點(diǎn)，結(jié)果顯示，PNPLA3 rs738409與NAFLD相關(guān)性最強(qiáng)(OR=3.2，95%CI： 1.79～5.59，Padj<0.001)。除此之外，GCKR rs1260326、TM6SF2 rs58542926及MBOAT7 rs641738與NAFLD也均具有相關(guān)性，PPP1R3B(rs61756425 G/T)及MBOAT7(rs641738)與NAFLD的嚴(yán)重程度相關(guān)。

2 候選基因研究中提出的其他與NAFLD相關(guān)基因

2.1 MTTP微粒體甘油三酯轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(microsomal triglyceride transfer protein，MTTP)是一種異二聚體脂質(zhì)轉(zhuǎn)移蛋白，主要位于肝臟及小腸的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上[14]，協(xié)助載脂蛋白B(apolipoprotein B，apoB)脂質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)。MTTP基因位于第4號染色體上(4q24)，其基因多態(tài)性多位于啟動(dòng)子區(qū)域。目前已發(fā)現(xiàn)rs1800591(493G/T)、rs2306985(Q297H)、rs2306986(E98D)、rs3816873(I128T)、rs3792683(N166S)等多個(gè)有功能的位點(diǎn)。

Q297H突變可能導(dǎo)致構(gòu)象改變，進(jìn)而影響其對于apoB的作用。研究[14]納入了1 193名受試者，檢測了上述5個(gè)基因位點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)Q297H的CC基因型受試者血漿低密度脂蛋白膽固醇及非高密度脂蛋白膽固醇含量更低，NAFLD發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)更高。研究[15]顯示，在丙型病毒性肝炎患者中-493G/T TT/GT基因型會(huì)明顯增加肝臟脂肪變性，提示該SNP可能與肝細(xì)胞甘油三酯聚集有關(guān)。有Meta分析[16]結(jié)果顯示，493G/T基因多態(tài)性會(huì)增加NAFLD風(fēng)險(xiǎn)(GvsT：OR=1.39，95%CI：1.17～1.65，P<0.001；GG+GTvsTT：OR=1.46，95%CI： 1.02～2.09，P=0.038)。一項(xiàng)基于中國漢族人群的病例對照實(shí)驗(yàn)[17]檢測了MTTP的7個(gè)基因位點(diǎn)，結(jié)果顯示，rs1800804(-164 T/C)會(huì)增加NAFLD的風(fēng)險(xiǎn)，rs1057613 A/G及rs3805335 C/T SNP會(huì)減小NAFLD發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。而在此研究中-493 G/T與NAFLD無明顯相關(guān)性。MTTP不同位點(diǎn)SNP的作用受種族、生活方式等因素影響，具體作用仍需更多研究證實(shí)。

2.2 APOC3及APOE載脂蛋白是構(gòu)成血漿脂蛋白的重要組分，分A、B、C、D、E五類，主要在肝臟合成。載脂蛋白C3(apolipoprotein C3，APOC3)是極低密度脂蛋白的主要組成成分之一，可以抑制肝臟脂肪酶活性，延遲富含甘油三酯的顆粒的水解作用。rs2854116 T455C位于啟動(dòng)子區(qū)域，近年來被提出與NAFLD及胰島素抵抗有關(guān)。一項(xiàng)基于中國南方人群的研究[18]檢測了rs2854116 T455C SNP。結(jié)果顯示，病例組與對照組基因型分布差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)，校正年齡、性別、BMI等混雜因素后發(fā)現(xiàn)，CC基因型患者NAFLD發(fā)生率明顯升高。也有其他研究[19-20]顯示，rs2854116 T455C SNP與NAFLD無相關(guān)性，考慮可能與樣本量小、種族差異及其他干擾因素有關(guān)。

載脂蛋白E(apolipoprotein E，APOE)與脂質(zhì)的運(yùn)輸和代謝相關(guān)，是乳糜微粒及極低密度脂蛋白的組成部分，在血漿脂蛋白代謝及飲食相關(guān)肥胖的發(fā)生中起重要作用，其基因位點(diǎn)的變異會(huì)影響血脂水平。APOE基因共有3種等位基因亞型(E2、E3、E4)，組成6種基因型。研究[21]顯示，E3等位基因在NASH病例組中的比例高于正常對照組(97.37%vs82.45%)。APOE基因多態(tài)性與NASH明顯相關(guān)(χ2=15.741，P=0.008)，其中APOE3/E3基因型明顯增加NASH的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)(OR=7.941，P=0.000)，而APOE3/E4對于NASH具有保護(hù)作用。在一項(xiàng)基于意大利人群的病例對照研究[22]中發(fā)現(xiàn)，攜帶E4等位基因的參與者較攜帶E3等位基因的NAFLD風(fēng)險(xiǎn)減小到近1/2(OR=0.51，95%CI： 0.28～0.93)。

2.3 PPARα、PPARGC1A及PPARγ過氧化物酶體增殖劑激活受體(peroxisome proliferators-activated receptors，PPARs)是核激素受體家族中的配體激活受體，包括3個(gè)亞型：PPARα、PPARβ/δ、PPARγ。PPARα是一種轉(zhuǎn)錄因子，可以改善NAFLD患者的脂肪變性、炎癥反應(yīng)及纖維化進(jìn)程。PPARγ可以改善胰島素抵抗，減少肝臟游離脂肪酸(fatty free acids，F(xiàn)FAs)含量[23]。一項(xiàng)基于巴西人的研究[24]檢測了PPARα rs1800206(Leu162Val)與PPARγ rs1801282(Pro12Ala)兩個(gè)位點(diǎn)的多態(tài)性，結(jié)果顯示，PPARα Leu162Val SNP與肝纖維化嚴(yán)重程度相關(guān)。PPARγ 12Ala在NASH人群中比例低于健康對照組，提示Pro12Ala SNP對肝臟損傷具有保護(hù)作用。過氧化物酶增殖激活受體γ輔激活蛋白1α(peroxisome proliferator activated receptor gamma coactivator 1α，PPARGC1α)基因編碼的PGC-1α蛋白具有調(diào)節(jié)線粒體功能、氧化應(yīng)激、糖異生及脂肪生成的作用。在臺(tái)灣肥胖兒童的[25]研究中，PPARGC1A rs8192678 A等位基因會(huì)增加NAFLD風(fēng)險(xiǎn)，這種作用獨(dú)立于體質(zhì)量指數(shù)、性別及PNPLA3的基因型。

2.4 其他位點(diǎn)ADIPOQ編碼的脂聯(lián)素是一種脂肪細(xì)胞因子，在調(diào)節(jié)胰島素敏感性及能量代謝上起重要作用，與肝臟炎癥反應(yīng)及纖維化有關(guān)[26]。有Meta分析[27]結(jié)果顯示，ADIPOQ rs2241766 T>G及rs1501299 G>T可能促進(jìn)NAFLD的形成。一項(xiàng)中國的研究[26]提示，rs2241767 A45G、rs1501299 G276T及rs3774261 A712G SNP是NAFLD發(fā)生與發(fā)展的危險(xiǎn)因素。

瘦素是脂肪細(xì)胞合成的一種激素，對于食物吸收、產(chǎn)熱作用、胰島素的作用及免疫系統(tǒng)都有調(diào)節(jié)作用。NAFLD患者體內(nèi)瘦素水平升高而瘦素受體(leptin receptor，LEPR)水平降低。LEPR基因rs6700896 SNP與NAFLD發(fā)生、NAFLD患者肝脂肪化及2型糖尿病的發(fā)生相關(guān)[28]。膽固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白-2(sterol regulatory element-binding protein-2，SREBP-2)的生理作用為調(diào)節(jié)細(xì)胞膽固醇的生物合成、攝取及排泄。在印度人群中SREBP-2 1784 G>C基因型與NAFLD相關(guān)[29]，一項(xiàng)研究[30]追蹤了基礎(chǔ)非肥胖、無糖尿病、無NAFLD及代謝綜合征的175名參與者7年，發(fā)現(xiàn)SREBF-2與NAFLD的發(fā)生及胰島素抵抗程度相關(guān)。膽固醇酯轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(cholesteryl ester transfer protein，CETP)在肝外脂肪向肝臟轉(zhuǎn)運(yùn)中起到重要作用，是協(xié)調(diào)脂質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的重要蛋白。rs12447924和rs12597002兩個(gè)位點(diǎn)變異與脂肪肝發(fā)生有關(guān)[31]，且與非肥胖患者脂肪肝的發(fā)生關(guān)系更加顯著。除此之外，IRS-1、ENPP1/PC-1、UCP3、FATP5、TNF-α、IL1-β及IL-6等基因也被提出與NAFLD相關(guān)[23, 32-33]。

3 表觀遺傳學(xué)

表觀遺傳學(xué)是研究不涉及DNA系列改變的基因表達(dá)和調(diào)控的可遺傳的變化?？赡娴谋碛^遺傳學(xué)轉(zhuǎn)變發(fā)生于轉(zhuǎn)錄水平，為宿主與環(huán)境提供表型的聯(lián)系。越來越多的證據(jù)證明，表觀遺傳學(xué)在NAFLD發(fā)生、發(fā)展中起到重要作用[34]，為NAFLD病因?qū)W提供了一個(gè)新視角，可能成為日后NAFLD的治療靶點(diǎn)及生物標(biāo)記。表觀遺傳學(xué)的機(jī)制包括DNA甲基化、組蛋白修飾及非編碼RNA介導(dǎo)的基因沉默[35]，其中對于microRNA的研究最為廣泛。NAFLD的嚴(yán)重程度與肝microRNA表達(dá)的特定改變導(dǎo)致的脂質(zhì)及碳水化合物代謝變化有關(guān)，而特定的microRNA表達(dá)模式可能會(huì)對NAFLD發(fā)展為HCC有允許或維持作用[36]。

NAFLD是一種遺傳-環(huán)境-代謝性疾病，遺傳因素在NAFLD的發(fā)生、發(fā)展中具有重要作用。隨著研究的不斷深入，基因在NAFLD發(fā)生及發(fā)展中的作用不斷明確。已有一些基因SNP被提出可以作為NAFLD及相關(guān)肝硬化、HCC的生物標(biāo)記，一些基因表達(dá)產(chǎn)物被提出可作為治療靶點(diǎn)進(jìn)行特異性治療。相關(guān)基因?qū)W的深入研究對于進(jìn)一步了解NAFLD的發(fā)生、發(fā)展機(jī)制，對于臨床篩檢、臨床靶向治療及預(yù)防相關(guān)肝硬化、HCC的發(fā)生起到重要的指導(dǎo)作用。但由于一些基因位點(diǎn)最小等位基因頻率低、其表達(dá)受種族及生活方式影響大、基于中國人群的研究少等原因，與NAFLD的關(guān)系及作用機(jī)制尚不明確，需要更多深入研究。