非酒精性脂肪性肝病發(fā)病機制研究

孫 陽，趙 婕，張德華，王曉曉，王慧慧，郭柳汀，陳智勇

1.山西醫(yī)科大學(xué)，山西 太原 030000；2.山西醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院消化內(nèi)科

經(jīng)典的“雙重打擊學(xué)說”[1]認(rèn)為肥胖和胰島素抵抗(insulin resistance，IR)會造成肝臟毒性脂質(zhì)在肝細(xì)胞中堆積，為肝細(xì)胞承受的“第一次打擊”，繼之出現(xiàn)氧化應(yīng)激、線粒體功能障礙、脂質(zhì)過氧化、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激等進(jìn)一步促進(jìn)肝細(xì)胞發(fā)生炎癥反應(yīng)；目前廣為認(rèn)可的“多重打擊學(xué)說”[2]認(rèn)為在“雙重打擊學(xué)說”的基礎(chǔ)上，先天免疫調(diào)節(jié)紊亂、自噬、營養(yǎng)元素、腸-肝軸、表觀遺傳學(xué)也是影響非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease, NAFLD)向非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatohepatitis, NASH)發(fā)展的重要因素。本文將從以下四個方面著手：糖基化產(chǎn)物、過氧化物酶和過氧化物酶體增殖激活受體、基因多態(tài)性、腸-肝軸，對近年來NAFLD發(fā)病機制的研究作一概述。

1 糖基化產(chǎn)物與糖基化產(chǎn)物受體

NAFLD是各種因素造成肝臟脂肪過量堆積形成的一種疾病，已有研究明確表明，IR、脂質(zhì)代謝紊亂與該病密切相關(guān)(即“一次打擊”)[3]。肝臟是清除和分解代謝循環(huán)中晚期糖基化產(chǎn)物的關(guān)鍵場所，研究證明[4]，飲食可能造成糖基化產(chǎn)物的堆積，影響肝組織脂肪代謝，間接驅(qū)動IR，從而導(dǎo)致NASH的發(fā)生。Neves等[5]通過構(gòu)建甲基乙二醛(methylglyoxal group，MG)誘導(dǎo)糖基化飲食的大鼠模型，證實了MG組及甲基乙二醛聯(lián)合高脂飲食組(high-fat diet group with MG supplementation，HFDMG)明顯比對照組肝組織脂肪變性顯著。該研究首次提出了NAFLD肝臟脂肪變性可以由飲食導(dǎo)致肝MG堆積所致，而不單單是以往高脂飲食的認(rèn)知。另一方面，Mehta等[6]進(jìn)行了一項新的臨床研究證實，肝細(xì)胞膜表達(dá)的糖基化產(chǎn)物受體在遺傳學(xué)上影響NAFLD發(fā)展為NASH，糖基化產(chǎn)物受體基因變異目前是非常常見的，該實驗研究了幾種常見基因多態(tài)性與NAFLD嚴(yán)重程度的相關(guān)性，并揭示了糖基化產(chǎn)物受體在肝細(xì)胞損傷中的獨立作用，結(jié)果表明，G-A-T-G單倍型包含位點為-374A的小等位基因和位點為-429T、1704G和G82SG的大等位基因，可以作為判斷肥胖人群中是否存在NASH的指標(biāo)。以上證據(jù)表明，糖基化產(chǎn)物和糖基化產(chǎn)物受體在NAFLD的發(fā)生、發(fā)展中起一定的作用，在飲食方面提示我們低糖飲食可降低患NAFLD風(fēng)險，糖基化產(chǎn)物受體基因變異為NAFLD提供可能的分子學(xué)發(fā)病機制，有助于NAFLD發(fā)病機制的進(jìn)一步研究。

2 過氧化物酶和過氧化物酶體增殖激活受體

NAFLD患者肝臟細(xì)胞的線粒體功能障礙，導(dǎo)致線粒體消耗活性氧(ROS)生成高能磷酸化合物三磷酸腺苷(ATP)過程減少，造成ROS的堆積，而氧化應(yīng)激是由ROS的不斷產(chǎn)生和清除障礙所致，引起肝細(xì)胞的炎癥反應(yīng)，促進(jìn)NAFLD向NASH發(fā)展的進(jìn)程[7]。氧化應(yīng)激又會進(jìn)一步造成線粒體的損傷，形成惡性循環(huán)，促進(jìn)NASH甚至肝纖維化的進(jìn)展。過氧化物酶(Peroxiredoxin，Prx)在哺乳動物細(xì)胞內(nèi)有較強的清除過氧化物的能力，尤其是Prx3和Prx5，Kim等[8]通過高脂飲食喂養(yǎng)構(gòu)建NAFLD小鼠模型證實敲除Prx5的小鼠脂肪生成比野生型明顯增加，并進(jìn)一步證實了Prx5可以改善游離脂肪酸(FAA)誘導(dǎo)的HepG2細(xì)胞產(chǎn)生過量的ROS。另外，Arya等[9]以臨床試驗證實了NAFLD患者肝勻漿中丙二醛(malondialdehyde，MDA)水平較對照組升高，且過氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)活性較對照組下降，說明NAFLD患者肝細(xì)胞的氧化應(yīng)激損傷較重。該研究還證實了MDA是通過影響氨基酸殘基排列順序來降低SOD的活性。

過氧化物酶體增殖激活受體(peroxisome proliferator-activated receptor，PPAR)是核受體超家族成員，參與脂質(zhì)及葡萄糖代謝、細(xì)胞增殖與細(xì)胞凋亡等生化過程，其包括PPARα、PPARβ/δ、PPARγ等三個亞型。近年研究發(fā)現(xiàn)，PPAR與NAFLD、糖尿病的發(fā)病密切相關(guān)，尤其是PPARα和PPARγ[10-11]。PPARα通過調(diào)節(jié)脂肪酸轉(zhuǎn)運和代謝、酮體產(chǎn)生、脂蛋白生成、膽固醇代謝及調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)影響NAFLD的進(jìn)程[12]，Montagner等[10]用大鼠造模，證明缺乏PPARα基因的大鼠體內(nèi)脂肪酸的穩(wěn)態(tài)是失衡的，進(jìn)一步證實PPARα在NAFLD發(fā)病過程中的重要作用。然而，PPARγ在脂肪細(xì)胞中表達(dá)最高，具有誘導(dǎo)脂肪細(xì)胞分化的功能[13]，PPARγ能促進(jìn)脂肪細(xì)胞蛋白2和CD36介導(dǎo)的脂肪酸的攝取，并催化脂肪從頭合成過程中的脂肪酸合成酶和乙酰輔酶A羧化酶，導(dǎo)致肝臟脂質(zhì)沉積[14]，最新研究[11]表明，PPARγ還可以影響Kupffer細(xì)胞向M1型極化，從而改善肝細(xì)胞脂肪變性，降低局部炎癥反應(yīng)。目前也有大量試驗通過噻唑烷二酮類藥物(TZD，一種PPARγ激動劑、胰島素增敏劑)干預(yù)高脂飲食(HFD)大鼠模型研究其對NAFLD的治療作用，最新的一項動物實驗，新藥─洛貝格列酮[15]干預(yù)后，能夠明顯改善IR和葡萄糖耐受不良，還能降低糖異生相關(guān)的基因水平，進(jìn)一步印證了PPARγ在NAFLD中的重要作用。

上述基礎(chǔ)實驗、臨床研究等均證明Prx和PPAR在脂肪合成和代謝過程中發(fā)揮重要作用，影響NAFLD疾病的發(fā)展，進(jìn)一步闡述了TZD藥物治療NAFLD的病理機制。

3 基因多態(tài)性

基因測序技術(shù)日趨成熟，臨床上不少疾病的發(fā)生、發(fā)展與基因遺傳有著密切的聯(lián)系，在NAFLD的病程進(jìn)展中基因變異也起著至關(guān)重要的作用，以下為目前研究較熱點的基因序列。

3.1 PNPLA3 I148M在一項臨床研究中，Krawczyk等[16]進(jìn)一步證明，PNPLA3基因型可以調(diào)節(jié)纖維化和脂肪變性的進(jìn)展，I148M是其蛋白變體，由rs738409 C>G單核苷酸編碼，2008年就已明確提出PNPLA3 I148M的變異與肝臟脂肪含量的增加有著特定的關(guān)系[17]，研究[18]表明，I148M變異對兒童NAFLD的影響風(fēng)險更大，尤其是在飲食富含蔗糖的飲料及缺乏運動的不良生活習(xí)慣的相互作用下[19]。可見，在I148M變異的情況下，肥胖、IR、不良生活習(xí)慣等是觸發(fā)因素。但Wang等[20]進(jìn)行動物實驗及體外細(xì)胞培養(yǎng)，實現(xiàn)了新的突破：PNPLA3和比較識別基因58(comparative gene identification-58，CGI-58)共同表達(dá)能夠?qū)е屡囵B(yǎng)細(xì)胞中脂滴減少，但PNPLA3的單獨表達(dá)并未引起脂滴減少，而且還發(fā)現(xiàn)敲除CGI-58的小鼠PNPLA3(I148M)的過表達(dá)并不會提高肝臟甘油三酯水平，由此得出結(jié)論PNPLA3促進(jìn)脂肪形成的作用需要CGI-58的協(xié)同。

3.2 MBOAT7MBOAT7是另一與NAFLD的全程疾病譜相關(guān)的基因，能夠增加肝臟脂肪含量，其機制是通過降低肝臟蛋白的表達(dá)導(dǎo)致肝磷脂酰肌醇鏈的重構(gòu)[21]。此外，已有研究[22]表明，MBOAT7 rs641738 T等位基因與MBOAT7的表達(dá)降低有關(guān)，并且可能易在無肝硬化患者中發(fā)生肝細(xì)胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)，該研究表明，在NAFLD向HCC進(jìn)展的過程中，該等位基因起著重要作用，該基因也有望對NAFLD-HCC危險分層有指導(dǎo)意義。

3.3 TM6SF2TM6SF2由rs58542926C>T編碼，通過降低極低密度脂蛋白(VLDL)中脂質(zhì)的分泌來促進(jìn)肝臟脂肪的累積甚至造成肝臟的損傷。在人類中，TM6SF2不僅可以調(diào)控VLDL的沉積，還可以調(diào)節(jié)脂類的合成及分泌的脂蛋白顆粒的數(shù)量，從而促進(jìn)NAFLD的進(jìn)展[23-24]。

基因多態(tài)性在基因水平對NAFLD發(fā)病機制進(jìn)行了解釋，說明NAFLD發(fā)病與遺傳因素密切相關(guān)，并提示不良飲食習(xí)慣也可引起基因變異，在臨床預(yù)防和治療NAFLD方面有重要意義。

4 腸-肝軸

腸-肝軸是腸道與肝臟之間微妙而復(fù)雜的關(guān)系，主要由血液循環(huán)和腸肝循環(huán)相關(guān)聯(lián)，體現(xiàn)在膽汁酸代謝和腸道菌群失調(diào)兩個方面。

4.1 膽汁酸代謝肝臟是產(chǎn)生膽汁酸的場所，不僅在膽汁分泌、促進(jìn)腸道脂肪、脂溶性維生素吸收方面起重要作用，還作為信號分子在物質(zhì)代謝中發(fā)揮重要作用[25]。膽汁酸對脂肪和葡萄糖代謝的影響通過法尼醇X受體(farnesoid X receptor, FXR)和膽汁酸膜受體(G protein coupled bile acid receptor 5, TGR5)介導(dǎo)，從而降低甘油三酯水平[26]，另外FXR也可以促進(jìn)PPARα的表達(dá)，從而調(diào)節(jié)脂質(zhì)、葡萄糖代謝及炎癥反應(yīng)[27]。使用FXR激動劑抑制膽汁酸生物合成，可以阻止肥胖表型的表達(dá)和腸道菌群的改變(厚壁菌屬/擬桿菌屬下降)[28]。此外，Pathak等[29]證明，F(xiàn)XR激動劑可以顯著提高牛血清膽酸，增加成纖維細(xì)胞生長因子15、21和胰高血糖素樣肽-1的分泌,改善胰島素抵抗和提高葡萄糖耐量。

4.2 腸道菌群失調(diào)越來越多的證據(jù)表明，腸道微生物群參與了肥胖及其相關(guān)并發(fā)癥的發(fā)病，如NAFLD、2型糖尿病及代謝綜合征。其主要機制是增加能量的吸收和腸道屏障功能的改變，這可能導(dǎo)致細(xì)菌產(chǎn)物進(jìn)入門靜脈循環(huán)和炎癥過程的激活[30-31]。高脂飲食已被證實會增加小鼠血漿脂多糖(LPS)濃度從而有利于細(xì)菌產(chǎn)物進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)，導(dǎo)致餐后人體內(nèi)毒素的產(chǎn)生[32-33]。另一方面，廣泛的物理或腸道屏障功能障礙會增加細(xì)菌進(jìn)入門靜脈和肝臟的機會。實驗表明，喂食葡聚糖硫酸酯鈉、硫酸多糖的大鼠，上皮細(xì)胞受損并產(chǎn)生黏膜炎癥，則在肝臟中很易發(fā)現(xiàn)細(xì)菌及其產(chǎn)物[34]。Wang等[35]通過一項動物實驗發(fā)現(xiàn)，益生菌菌株Jlus66可以降低NAFLD大鼠的血清丙二醛水平、增強超氧化物歧化酶和谷胱甘肽過氧化物酶的活性、調(diào)節(jié)腸道菌群的比例，從而調(diào)節(jié)腸道菌群失調(diào)和氧化應(yīng)激改善NAFLD。另一項臨床研究[36]表明，腸道菌群雙歧桿菌/腸桿菌的比例與血清白介素10、17(IL-10、IL-17)呈負(fù)相關(guān)，提示腸道菌群失調(diào)可能影響肝臟炎癥反應(yīng)，參與NASH的發(fā)生。Pierantonelli等[37]在NAFLD小鼠模型中發(fā)現(xiàn)NLRP3炎性小體缺乏可導(dǎo)致腸-肝軸紊亂并增加肝損傷。

以上研究表明，膽汁酸代謝和腸道菌群失調(diào)對NAFLD病程的影響并不是獨立的，是與其他機制互相影響的，為NAFLD的發(fā)病機制提供了新發(fā)現(xiàn)。

NAFLD發(fā)病率越來越高，但在其發(fā)病機制、診斷、治療及預(yù)防方面，現(xiàn)有的研究還不夠成熟，綜合近年來關(guān)于NAFLD發(fā)病機制新研究成果，NAFLD是一種多因素影響的疾病，各種影響因素之間密切聯(lián)系，提示臨床醫(yī)師在臨床中對NAFLD的治療相應(yīng)也應(yīng)從多方面進(jìn)行，并加大NAFLD在社會中的宣傳力度，做到預(yù)防為主。

隨著科技的發(fā)展，相信在不久的將來NAFLD的診治將會更加深入、透徹，能有效阻止其發(fā)生、發(fā)展為肝纖維化、肝硬化甚至肝癌，減輕公共衛(wèi)生負(fù)擔(dān)。