非酒精性脂肪性肝病與小腸細(xì)菌過度生長的關(guān)系

勞亞玲 楊紅菊

非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease，非酒精性脂肪性肝病)是指除外酒精和其他已明確的肝損因素如藥物、遺傳等所致的肝細(xì)胞內(nèi)脂肪過度沉積為主要特征的臨床綜合征，疾病譜包括非酒精性單純性脂肪肝(non-alcoholic fatty liver，NAFL)、非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatohepatitis，NASH)、肝硬化和肝細(xì)胞癌(hpeatocellular carcinoma，HCC)[1，2]。隨著肥胖和代謝綜合征(metabolic syndrome，Mets)的流行，非酒精性脂肪性肝病的發(fā)病率不斷攀升，已成為全球最常見的慢性肝病。據(jù)估計(jì)，非酒精性脂肪性肝病的全球患病率約為25%[3]，且非酒精性脂肪性肝病已成為我國第一大慢性肝病，目前我國需要住院治療的非酒精性脂肪性肝病病例明顯多于慢性病毒性肝炎[4]，對公共健康造成了巨大威脅。

非酒精性脂肪性肝病是一種與Mets相關(guān)的肝臟疾病，發(fā)病機(jī)制目前尚未完全明確。既往認(rèn)為非酒精性脂肪性肝病的發(fā)病機(jī)制是Day等人[5]提出的“二次打擊”學(xué)說，但其無法解釋非酒精性脂肪性肝病發(fā)生發(fā)展的復(fù)雜性，后來提出的“多重打擊”學(xué)說[6]考慮到了多因素的相互作用，已被多數(shù)學(xué)者認(rèn)同，飲食習(xí)慣、肥胖、胰島素抵抗、腸道微生態(tài)失衡、基因多態(tài)性及遺傳易感性都是非酒精性脂肪性肝病發(fā)生和發(fā)展的危險(xiǎn)因素，均能促進(jìn)肝臟炎癥及纖維化。近年來國內(nèi)外大量研究表明，小腸細(xì)菌過度生長與非酒精性脂肪性肝病之間存在明顯的相關(guān)性，在非酒精性脂肪性肝病的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用。

1.小腸細(xì)菌過度生長

人體腸道內(nèi)的細(xì)菌種類繁多，總數(shù)超過1014個(gè)。正常情況下，腸道菌群、宿主與外環(huán)境處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，當(dāng)人體內(nèi)外環(huán)境發(fā)生變化導(dǎo)致平衡被打破時(shí)，腸道細(xì)菌的種類、數(shù)量、活性就會(huì)發(fā)生異常，出現(xiàn)菌群失調(diào)。

小腸細(xì)菌過度生長(small intestinal bacterial overgrowth，小腸細(xì)菌過度生長)是一種以小腸細(xì)菌種類改變和(或)數(shù)量增加為特征，并表現(xiàn)為腹脹、腹痛、腹瀉等非特異性癥狀的臨床綜合征[7]。小腸細(xì)菌過度生長的診斷“金標(biāo)準(zhǔn)”是小腸抽吸物細(xì)菌培養(yǎng)，過去認(rèn)為近端小腸菌落數(shù)≥105CFU/ml可診斷小腸細(xì)菌過度生長，現(xiàn)有學(xué)者建議以≥103CFU/ml作為診斷新閾值[8]，但因其侵入性、耗時(shí)、昂貴等原因不易被臨床廣泛應(yīng)用。呼氣試驗(yàn)因其簡單、安全和經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于小腸細(xì)菌過度生長的臨床診斷。呼氣試驗(yàn)常用葡萄糖或乳果糖作為底物，呼氣試驗(yàn)北美共識(shí)[9]建議在呼氣測試期間應(yīng)同時(shí)測量氫氣和甲烷，認(rèn)為空腹攝入底物后90分鐘內(nèi)氫氣值較基線升高≥20ppm診斷小腸細(xì)菌過度生長陽性，并建議將甲烷值較基線升高≥10ppm視為小腸細(xì)菌過度生長陽性。

2.腸-肝軸

“腸-肝軸”是指腸道及其微生物群與肝臟之間的雙向關(guān)系，是由飲食、遺傳和環(huán)境因素產(chǎn)生的信號之間的相互作用引起[10]。解剖上肝臟與腸道有著共同的胚胎學(xué)起源,即胚胎前腸，二者通過門靜脈系統(tǒng)聯(lián)系，肝總血流量的75%來自腸系膜靜脈的門靜脈。功能上肝臟通過分泌膽汁酸和膽汁酸肝腸循環(huán)影響腸道功能[11]，腸道通過門靜脈把所吸收的營養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)送到肝臟的同時(shí)，也可能把細(xì)菌及其產(chǎn)物輸送至肝臟，引發(fā)肝臟炎癥和損傷。因此，腸-肝軸作為連接腸道與肝臟的重要結(jié)構(gòu)，為非酒精性脂肪性肝病和小腸細(xì)菌過度生長相互作用提供了可能。

3.小腸細(xì)菌過度生長參與非酒精性脂肪性肝病的發(fā)病機(jī)制

有研究發(fā)現(xiàn)，小腸細(xì)菌過度生長陽性患者罹患非酒精性脂肪性肝病和Mets的風(fēng)險(xiǎn)增加[12]。小腸細(xì)菌過度生長與非酒精性脂肪性肝病關(guān)聯(lián)的機(jī)制尚未完全明確，小腸細(xì)菌過度生長可能通過干擾能量代謝，誘導(dǎo)內(nèi)毒素血癥，產(chǎn)生內(nèi)源性乙醇，調(diào)節(jié)膽汁酸和膽堿代謝促進(jìn)非酒精性脂肪性肝病的發(fā)生發(fā)展[13]。

3.1 腸道菌群干擾能量代謝 腸道菌群在宿主能量代謝中起著重要作用。Backhed等人[14]的研究發(fā)現(xiàn)，無菌小鼠攝入能量比常規(guī)飼養(yǎng)小鼠高29%，而機(jī)體脂肪含量卻比常規(guī)飼養(yǎng)小鼠低42%，而將常規(guī)飼養(yǎng)小鼠的腸道菌群移植到無菌小鼠體內(nèi)，無菌小鼠的機(jī)體脂肪含量在14天內(nèi)增加了60%，表明腸道菌群可促進(jìn)肥胖的發(fā)生。此外，腸道菌群還可以酵解難消化的碳水化合物，產(chǎn)生短鏈脂肪酸，短鏈脂肪酸通過影響胰高血糖素樣肽-1(GLP-1)和酪酪肽(PYY)的分泌而抑制腸道蠕動(dòng)，減慢腸道運(yùn)輸，從而增強(qiáng)營養(yǎng)吸收[15]。因此，小腸細(xì)菌過度生長可通過增強(qiáng)機(jī)體能量吸收導(dǎo)致肥胖及非酒精性脂肪性肝病的發(fā)生。

3.2 腸道菌群誘導(dǎo)內(nèi)毒素血癥 正常生理情況下，完整的腸上皮細(xì)胞及細(xì)胞間的緊密連接能防止細(xì)菌和內(nèi)毒素等物質(zhì)通過腸黏膜進(jìn)入血液。但小腸細(xì)菌過度生長可導(dǎo)致小腸上皮細(xì)胞間連接松散，使腸道黏膜通透性增加[16]，導(dǎo)致細(xì)菌及其產(chǎn)物(如脂多糖)由腸腔易位至血液，經(jīng)由門靜脈進(jìn)入肝臟，激活肝臟內(nèi)的Kupffer細(xì)胞、星狀細(xì)胞、肝細(xì)胞的Toll樣受體4(TLR4)，啟動(dòng)相關(guān)信號傳導(dǎo)通路，誘導(dǎo)釋放腫瘤壞死因子α(TNF-α)、白細(xì)胞介素1(IL-1)、白細(xì)胞介素6(IL-6)等炎癥因子，促進(jìn)肝臟炎癥及纖維化[17～19]。因此，小腸細(xì)菌過度生長可通過增加腸道黏膜通透性，誘導(dǎo)內(nèi)毒素血癥促進(jìn)非酒精性脂肪性肝病的發(fā)生發(fā)展。

3.3 腸道菌群產(chǎn)生內(nèi)源性乙醇 內(nèi)源性乙醇產(chǎn)生增多引起的促炎性和促氧化性損害，可能是小腸細(xì)菌過度生長導(dǎo)致非酒精性脂肪性肝病發(fā)病的一個(gè)機(jī)制。內(nèi)源性乙醇是腸道菌群酵解碳水化合物的產(chǎn)物，可經(jīng)腸-肝軸進(jìn)入肝臟后可抑制三羧酸循環(huán)導(dǎo)致乙酸生成增多，促進(jìn)肝細(xì)胞內(nèi)甘油三酯累積，還可增加細(xì)胞色素P450 2E1(CYP2E1)的活性，催化乙醇氧化而產(chǎn)生自由基，促進(jìn)氧化損傷和肝臟炎癥[20]。此外，乙醇還可引起腸道黏膜通透性增加，誘導(dǎo)內(nèi)毒素血癥來促進(jìn)肝臟炎癥反應(yīng)[21]。因此，小腸細(xì)菌過度生長可通過增加內(nèi)源性乙醇導(dǎo)致非酒精性脂肪性肝病的發(fā)病。

3.4 腸道菌群影響膽汁酸代謝 膽汁酸不僅參與營養(yǎng)物質(zhì)的消化，還能作為一種信號分子和營養(yǎng)激素介導(dǎo)膽汁酸受體調(diào)節(jié)人體代謝[11]。腸道細(xì)菌通過調(diào)控法尼醇X受體(FRX)和G蛋白偶聯(lián)膽汁酸受體5(TGR5)影響膽汁酸的代謝。FRX是一種膽汁酸受體，在回腸和肝臟中有較高的表達(dá)水平，調(diào)控膽汁酸的合成轉(zhuǎn)運(yùn)及膽汁酸腸肝循環(huán)，使用FRX拮抗劑可改善胰島素抵抗和肥胖[22]。TGR5是一種G蛋白偶聯(lián)受體，在許多器官及組織(如腸、脂肪組織)中表達(dá)，激活TGR5可增加GLP-1的分泌而改善糖代謝，還可通過上調(diào)cAMP水平誘導(dǎo)白色脂肪組織褐變和增加能量代謝而減輕體重[23，24]。此外，膽汁酸還可以影響腸道細(xì)菌種類、數(shù)量，抑制小腸細(xì)菌過度生長的發(fā)生，具有清潔功能和抗菌作用[25]。因此，小腸細(xì)菌過度生長可通過調(diào)節(jié)膽汁酸受體影響膽汁酸代謝促進(jìn)非酒精性脂肪性肝病的發(fā)生發(fā)展。

3.5 腸道菌群調(diào)節(jié)膽堿代謝 膽堿是細(xì)胞膜的重要組成成分，可通過飲食攝入和內(nèi)源性合成。腸道菌群可消耗飲食中的膽堿并降低其生物利用度，造成膽堿缺乏，從而導(dǎo)致肝臟甘油三酯蓄積和脂肪變性[26]。此外，腸道菌群還可分解代謝膽堿產(chǎn)生有毒的三甲胺，三甲胺通過腸-肝軸進(jìn)入肝臟轉(zhuǎn)化為三甲胺-N-氧化物，后者可以調(diào)節(jié)膽汁酸代謝和誘發(fā)肝臟炎癥[27]。因此，小腸細(xì)菌過度生長可通過減少膽堿及增加甲胺促使非酒精性脂肪性肝病的發(fā)生。

4.調(diào)節(jié)腸道菌群治療非酒精性脂肪性肝病

小腸細(xì)菌過度生長與非酒精性脂肪性肝病二者之間密不可分，有研究表明，非酒精性脂肪性肝病患者中小腸細(xì)菌過度生長的發(fā)病率較高，抑制小腸細(xì)菌過度生長的治療能有效改善非酒精性脂肪性肝病患者的血脂、肝功能指標(biāo)[28]，說明調(diào)節(jié)腸道菌群已成為非酒精性脂肪性肝病的重要治療方法，主要包括應(yīng)用微生態(tài)制劑、抗生素、小檗堿、糞菌移植。

4.1 微生態(tài)制劑 微生態(tài)制劑分為益生菌、益生元、合生元。益生菌是對宿主有益的活性微生物，最近一項(xiàng)薈萃分析表明，益生菌可以降低體重指數(shù)(BMI)、血脂、血糖，改善肝功能及肝臟脂肪浸潤，減輕肝臟炎癥[29]。益生元是一種不被上消化道消化，直達(dá)結(jié)腸選擇性刺激一種或多種有益菌生長和活性的營養(yǎng)物質(zhì)[30]，可抑制潛在致病菌的生長繁殖，主要包括乳果糖、低聚果糖、菊粉等。合生元是由益生菌和益生元組合的復(fù)合制劑，國外一項(xiàng)為期24周的隨機(jī)對照臨床試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與常規(guī)酸奶組和對照組相比，合生元酸奶組非酒精性脂肪性肝病患者的肝酶濃度明顯下降，脂肪肝分級降低，表明合生元可改善非酒精性脂肪性肝病患者的肝功能及肝臟脂肪變性[31]。

4.2 抗生素 利福昔明是一種口服不易吸收，局部作用于腸道，對多數(shù)革蘭陽性及革蘭陰性的需氧菌和厭氧菌具有高度抗菌活性，且很少影響腸道正常菌群的廣譜抗生素，其不良反應(yīng)少，安全性高[32]。除具有直接的殺菌作用外，利福昔明還可以降低細(xì)菌毒力因子和形態(tài)[33]，從而減少細(xì)菌易位，降低內(nèi)毒素血癥的發(fā)生率。國外一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用利福昔明治療6個(gè)月后，非酒精性脂肪性肝炎患者的肝酶、血清內(nèi)毒素、TLR4、IL-6、TNF-α、細(xì)胞角蛋白-18和非酒精性脂肪性肝病-肝臟脂肪評分顯著降低，表明利福昔明治療非酒精性脂肪性肝炎是安全且有效的[34]。

4.3 小檗堿 小檗堿又名黃連素，是中藥黃連的主要活性成分，可以改變腸道菌群結(jié)構(gòu)、抑制細(xì)菌生長，從而改善肥胖、胰島素抵抗和2型糖尿病[35]。有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，高脂飲食誘導(dǎo)的非酒精性脂肪性肝病大鼠應(yīng)用小檗堿治療后，體重減輕，胰島素抵抗和肝臟脂肪變性明顯改善，表明小檗堿可通過抑制糖原生成和調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝來改善非酒精性脂肪性肝病[36]。一項(xiàng)薈萃分析表明，小檗堿對非酒精性脂肪性肝病患者的血脂、血糖、肝功能、胰島素抵抗和脂肪肝具有積極作用[37]。

4.4 糞菌移植 糞菌移植(fecal microbiota transplantation，F(xiàn)MT)是指將健康供體的糞便菌群移植到患者的胃腸道內(nèi)，以治療與腸道菌群改變有關(guān)的特定疾病[38]。糞菌移植能顯著改善腸道菌群失調(diào)，是恢復(fù)腸道微生態(tài)平衡最直接的方法，已有多項(xiàng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床研究證明糞菌移植對非酒精性脂肪性肝病的治療作用。一項(xiàng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，高質(zhì)飲食誘導(dǎo)的NASH小鼠經(jīng)糞菌移植治療后，肝內(nèi)脂質(zhì)蓄積、肝內(nèi)促炎細(xì)胞因子和NAS評分顯著降低[39]。有臨床研究發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，經(jīng)糞菌移植治療的非酒精性脂肪性肝病患者的肝功能、血脂指標(biāo)和腸道菌群得到明顯改善，具有較好的臨床療效[40]。

5.小結(jié)

綜上所述，多項(xiàng)研究表明非酒精性脂肪性肝病與小腸細(xì)菌過度生長之間有密切的聯(lián)系，小腸細(xì)菌過度生長在非酒精性脂肪性肝病的發(fā)病機(jī)制中扮演重要角色，且抑制小腸細(xì)菌過度生長的治療能有效改善非酒精性脂肪性肝病患者的血脂、肝功能、肝臟脂肪變性、胰島素抵抗等。目前對非酒精性脂肪性肝病與小腸細(xì)菌過度生長相互作用的機(jī)制尚未完全闡明，仍需進(jìn)行更多的臨床研究深入探索二者之間的相關(guān)性，但調(diào)節(jié)腸道菌群有望成為預(yù)防和治療非酒精性脂肪性肝病的有效手段，具有重要臨床意義。