奧貝膽酸治療非酒精性脂肪肝的療效和機(jī)制
——膽汁酸藥物的利和弊

陳立新，林創(chuàng)珍，郁冰清，梁運(yùn)嘯，聶 飚

非酒精性脂肪肝(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)是世界上發(fā)病率最高的肝病，在美國NAFLD所致的肝硬化已經(jīng)成為肝移植的主要病因[1]。未來幾十年內(nèi)，在發(fā)展中國家的較發(fā)達(dá)地區(qū)，NAFLD可能會(huì)成為肝硬化和肝癌等終末期肝病的主要原因。在亞洲，中國的NAFLD相關(guān)患病率、發(fā)病率和年死亡率最高。最近的薈萃分析顯示，中國NAFLD的全國流行率高達(dá)29.2%，如果這種大流行持續(xù)下去，預(yù)計(jì)中國將成為全球NAFLD和肝臟相關(guān)死亡人數(shù)最多的國家[2-3]。因此，NAFLD患者的篩查與治療至關(guān)重要。

1 NAFLD的診斷與發(fā)病機(jī)制

NAFLD是一種排他性診斷的疾病，而在實(shí)際臨床工作中，許多患者常伴有2型糖尿病、肥胖、高血壓、高脂血癥等代謝異常，因此，NAFLD的概念給臨床診斷工作帶來一定的麻煩。2020年，國內(nèi)外部分專家和學(xué)者認(rèn)為NAFLD是代謝綜合征的肝臟表現(xiàn)，建議將NAFLD改名為代謝相關(guān)性脂肪肝病(metabolic associated fatty liver disease,MAFLD)，并建立了新的基于臨床表現(xiàn)、檢驗(yàn)、檢查和病理結(jié)果的診斷標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)NAFLD的診斷具有相當(dāng)?shù)膶?shí)際意義[4]。然而遺憾的是，在治療NAFLD方面，目前美國和歐盟尚無批準(zhǔn)上市的藥物[5]，一線的治療方法只有早期改善生活方式及減肥[6-7]，患者難以長期堅(jiān)持。美國肝病協(xié)會(huì)最近推薦分別用吡格列酮和維生素E作為經(jīng)活檢證實(shí)的非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatohepatitis,NASH)患者的治療藥物，但其長期療效和安全性仍有待確定[7]。結(jié)合目前中國成人體質(zhì)量指數(shù)越來越高的大趨勢[8]，治療NAFLD有效藥物的研發(fā)迫在眉睫。目前，NAFLD的發(fā)病機(jī)制仍不明確。但有研究發(fā)現(xiàn)NAFLD的代謝異常與膽汁酸代謝的改變有關(guān)[9-10]，近20多年來的研究發(fā)現(xiàn)，膽汁酸不僅作為促進(jìn)脂肪吸收的乳化劑，還與機(jī)體的多種代謝調(diào)節(jié)關(guān)系密切[11-12]。膽汁酸通過激活核受體或膜受體，如法尼醇X受體(farnesoid X receptor,FXR)、維生素D受體、孕烷X受體、武田G蛋白偶聯(lián)受體5(Takeda G protein-coupled receptor 5,TGR5)、α5β1整合素和鞘氨醇-1-磷酸受體2，調(diào)節(jié)膽汁酸代謝、脂肪代謝、糖代謝、能量代謝及免疫細(xì)胞的功能等[12-13]。目前研究認(rèn)為，膽汁酸治療NAFLD是通過激活FXR，作用于下游信號(hào)通路小異二聚體伴侶(small heterodimer partner,SHP)、甾醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白1c(sterol regulatory element binding protein 1c,SREBP-1c)及成纖維細(xì)胞生長因子15(fibroblast growth factor 15,FGF-15)/成纖維細(xì)胞生長因子-19(fibroblast growth factor 19,FGF-19)影響肝臟脂肪的合成[11]。其中值得關(guān)注的是，F(xiàn)XR的高效激動(dòng)劑奧貝膽酸(6-乙基-鵝去氧膽酸)，其已證明在NASH、原發(fā)性膽汁性膽管炎(primary biliary cholangitis,PBC)和糖尿病治療中具有較好前景[14]，目前已被美國食品藥品監(jiān)督局(Food and Drug Administration，F(xiàn)DA)批準(zhǔn)用于二線治療PBC，奧貝膽酸治療NAFLD的Ⅲ期臨床試驗(yàn)也正在進(jìn)行中，有望成為首個(gè)被FDA批準(zhǔn)用于NAFLD的藥物[15-17]。此外，有研究發(fā)現(xiàn)膽汁酸通過調(diào)節(jié)肝臟特異性脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白5(fatty acid transport protein 5，F(xiàn)ATP5)來影響肝臟的脂質(zhì)代謝[18]，從而影響MAFLD的發(fā)生發(fā)展。相關(guān)的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床研究也為FATP5改善NAFLD提供了相當(dāng)?shù)淖C據(jù)[19-22]。因此，F(xiàn)ATP5也有望成為藥物設(shè)計(jì)的靶點(diǎn)。

2 FXR

FXR是核受體超級(jí)家族中的一員，N端有高度保守的DNA結(jié)合區(qū)域，羧基末端有配體結(jié)合區(qū)域[23]。1999年，發(fā)現(xiàn)膽汁酸是FXR的天然配體，因此，F(xiàn)XR又被命名為膽汁酸受體。FXR有4個(gè)亞型，分別是FXRa1-FXRa4，并且這4個(gè)亞型表現(xiàn)出明顯的發(fā)育和組織特異性表達(dá)模式。在人類，F(xiàn)XRa1/2主要在肝臟和腎上腺表達(dá)，而FXRa3/4主要在結(jié)腸、十二指腸、腎臟表達(dá)[24]。FXR有多種激活劑，天然膽汁酸主要有膽酸(cholic acid,CA)、鵝脫氧膽酸(chenodeoxycholic acid,CDCA)；半合成的膽汁酸主要是奧貝膽酸；合成的非類固醇類的主要是GW4046和WAY-362450[25]。膽汁酸通過激活FXR，將配體信號(hào)轉(zhuǎn)化為基因表達(dá)的變化，在調(diào)節(jié)脂代謝、糖代謝方面發(fā)揮重要作用[13]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，激活FXR可降低血漿葡萄糖、游離脂肪酸、甘油三酯和總膽固醇[26]。而FXR敲除小鼠的血漿高密度脂蛋白膽固醇(high-density lipoprotein-cholesterol,HDL-C)、非高密度脂蛋白膽固醇、甘油三酯升高，腸道膽固醇吸收增加[27]。在胰島素抵抗的小鼠模型中，激活FXR被證明可以提高胰島素敏感性[28]。除了這些直接作用外，F(xiàn)XR還可以通過增加FGF-19分泌到小腸中來間接調(diào)節(jié)碳水化合物和脂質(zhì)代謝以及胰島素敏感性[29]。奧貝膽酸是一種半合成的膽汁酸，是一種強(qiáng)效且具有高選擇性的FXR激動(dòng)劑[14]。一些研究表明，奧貝膽酸可以改善胰島素抵抗，降低遺傳或飲食誘導(dǎo)的嚙齒動(dòng)物肥胖模型中肝臟的甘油三酯含量[30-36]。其中，奧貝膽酸改善肝臟甘油三酯的積累被認(rèn)為是通過激活FXR，下調(diào)脂肪生成的相關(guān)基因的表達(dá)[37]。奧貝膽酸的Ⅱ期臨床研究結(jié)果顯示，奧貝膽酸組(25 mg/d)110例患者中有50例患者(45%)在第72周可以改善NAFLD的組織學(xué)特征。治療過程中主要發(fā)生的不良事件是瘙癢[38]。目前奧貝膽酸的Ⅲ期臨床研究正在進(jìn)行中，其中期分析結(jié)果顯示，25 mg/d的奧貝膽酸可以顯著改善肝纖維化[39]。這是一個(gè)值得讓人期待的藥物。但是，在研究過程中，激活FXR也帶來了一定的副作用，比如，小劑量和較高劑量奧貝膽酸的副作用包括了瘙癢[38]；肝臟低密度脂蛋白(low-density lipoprotein,LDL)受體表達(dá)下調(diào)，導(dǎo)致血液中低密度脂蛋白膽固醇(low-density lipoprotein-cholesterol,LDL-C)增高；同時(shí)下調(diào)載脂蛋白A1(apolipoprotein A1,ApoA1)，上調(diào)清道夫受體B1和膽固醇酯轉(zhuǎn)移蛋白的表達(dá)，導(dǎo)致血液中HDL-C下降[13]，使得FXR激活對(duì)血脂的改變不利于心血管健康。而且，劑量越高，副作用越大[40]。另外，較高劑量奧貝膽酸導(dǎo)致晚期肝病患者和肝硬化患者出現(xiàn)肝功能惡化，F(xiàn)DA于2018年初發(fā)出“黑框警告”[41]。目前有報(bào)道稱奧貝膽酸導(dǎo)致鼠類模型急性肝損傷的機(jī)制可能是通過FXR通路產(chǎn)生[42]，這些副作用被認(rèn)為是全FXR激動(dòng)劑的藥理給藥導(dǎo)致的[43]。由于核受體參與多種內(nèi)分泌功能，F(xiàn)XR的調(diào)節(jié)容易引起FXR配體將信號(hào)改變轉(zhuǎn)化為基因表達(dá)的改變，從而引起參與膽汁酸、葡萄糖和脂質(zhì)代謝的多種基因改變所致的副作用。奧貝膽酸的臨床試驗(yàn)已經(jīng)表明，廣泛的FXR激活破壞了膽固醇的穩(wěn)態(tài)，F(xiàn)XR的激活通過SHP/FGF19的上調(diào)和膽固醇7α-羥化酶(cholesterol 7α-hydroxylase，CYP7A1)的下調(diào)阻止了膽固醇向BAs的代謝轉(zhuǎn)化[44]。由于該途徑是膽固醇代謝的主要途徑，其長期的藥理阻斷可能會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重后果。靶向激活肝細(xì)胞的FXR受體，而不激活促炎細(xì)胞的FXR受體，可能是安全利用FXR作為藥物靶點(diǎn)的最佳途徑。其次，可以聯(lián)合使用FXR拮抗劑保護(hù)促炎細(xì)胞的FXR受體，因?yàn)檫@樣可以減少相關(guān)的副作用。所以，為了探索這些新策略，在分子水平上更深入地探索FXR的靶向激活是必要的。目前，小劑量奧貝膽酸不完全激活FXR是可行的臨床方案，顯著減少了副作用的發(fā)生[40]。

3 長鏈脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白

MAFLD的最大特點(diǎn)就是肝細(xì)胞有過量的脂質(zhì)富集和蓄積，這主要是由于肝臟對(duì)于脂肪的吸收與利用不平衡所導(dǎo)致的。近年來研究顯示，游離長鏈脂肪酸(long chain fatty acids,LCFAs)跨過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞是需要脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(fatty acid transporter protein,FATP)介導(dǎo)的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)過程。目前認(rèn)為，細(xì)胞膜上的脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)體主要有脂肪酸移位酶(CD36/fatty acid translocase,CD36/FAT)、質(zhì)膜脂肪酸結(jié)合蛋白(plasma membrane fatty acid-binding protein,FABPpm)及FATP[45]。FATP家族包含6個(gè)成員，其編碼為FATP1-6[46]。FATP是必不可少的膜蛋白，具有跨膜結(jié)構(gòu)域[47-48]。所有FATP成員的特征是存在一個(gè)高度保守的311個(gè)氨基酸的序列(稱為FATP序列)以及一個(gè)位于C末端的一磷酸腺苷(adenosine monophosphate,AMP)結(jié)合域(292-303),該區(qū)域負(fù)責(zé)LCFAs的結(jié)合和吸收[49-51]。FATP家族各成員的表達(dá)具有一定的組織特異性。FATP1在骨骼肌、心臟、白色脂肪組織及棕色脂肪組織高表達(dá)；FATP2主要在肝臟及腎臟表達(dá)；FATP3在小鼠腎上腺、睪丸、卵巢及肺表達(dá)；FATP4主要在小腸、皮膚表達(dá)；而FATP6則主要在心臟表達(dá)；FATP5僅在肝臟高表達(dá)[46]。FATP5主要是在肝臟調(diào)節(jié)膽汁酸合成和LCFAs轉(zhuǎn)運(yùn)中發(fā)揮組織特異性作用，并減少脂質(zhì)蓄積，它的分子機(jī)制是通過膽汁酸輔酶A(bile acid-coenzyme A,BA-CoA)酶促活性綴合膽汁酸。膽汁酸以FATP5依賴性方式抑制LCFAs的攝取，并降低肝臟中的甘油三酯水平，維持肝臟中的脂質(zhì)穩(wěn)態(tài)[44]。但抑制CD36沒有改善肝臟內(nèi)脂肪蓄積的作用[52]，表明FATP5在MAFLD中比其他轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)功能上具有更重要的作用。有報(bào)道脂肪攝取因子如CD36、FATP2和FATP5在脂肪攝取過多或肥胖時(shí)起作用，但在血液脂肪酸正常時(shí)不起作用，這說明FATP5在高脂飲食或肥胖患者中，對(duì)肝臟的脂肪酸攝取過程起重要作用，對(duì)脂肪肝的發(fā)展和(或)加重有促進(jìn)作用。此外，研究還發(fā)現(xiàn)NAFLD中肝臟FATP5表達(dá)的降低與NASH進(jìn)展為肝硬化過程中的肝臟脂肪丟失有關(guān)[53]。體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)FATP5作為腫瘤抑制因子在肝細(xì)胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)中的作用，包括脂質(zhì)代謝紊亂和氧化還原穩(wěn)態(tài)之間的機(jī)制起到相互聯(lián)系作用[54]。FATP5在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中的過表達(dá)增加了肝臟對(duì)LCFAs的攝取。相反，在FATP5基因敲除小鼠中，F(xiàn)ATP5的缺失使得LCFAs的吸收顯著降低，小鼠表現(xiàn)出較低水平的肝甘油三酯，這表明肝細(xì)胞能夠有效地?cái)z取LCFAs，從而實(shí)現(xiàn)肝脂質(zhì)穩(wěn)態(tài)，很大程度上依賴于FATP5[19-20]。此外，敲除FATP5基因的動(dòng)物模型(喂養(yǎng)高脂肪飼料)的葡萄糖穩(wěn)態(tài)顯著改善，而MAFLD與2型糖尿病和胰島素抵抗也是息息相關(guān)[55]。因此，F(xiàn)ATP5有望成為藥物設(shè)計(jì)的潛在靶點(diǎn)[18]。目前我們已知的FATP5抑制分子很少，但有一些次級(jí)膽汁酸如熊去氧膽酸(ursodeoxycholic acid,UDCA)和脫氧膽酸(deoxycholic acid,DCA)可以作用于FATP5，從而抑制甘油三酯的富集[18]。UDCA已經(jīng)被批準(zhǔn)用于PBC的一線治療，并被應(yīng)用于NASH患者的臨床研究。其中一項(xiàng)為期18個(gè)月、隨機(jī)、雙盲、安慰劑對(duì)照的多中心試驗(yàn)中，根據(jù)改良Brunt評(píng)分和非酒精性脂肪性肝病活動(dòng)性評(píng)分(NAFLD Activity Score，NAS)對(duì)185例NASH患者進(jìn)行了肝組織學(xué)評(píng)價(jià)，結(jié)果顯示，與安慰劑相比，高劑量的UDCA[23～28 mg/(kg·d)]顯著改善了NASH患者的小葉炎癥，但無法改善整體肝臟組織學(xué)，對(duì)丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶(alanine aminotransferase,ALT)、天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶(aspartate aminotransferase,AST)也沒有顯著改善[21]。然而，與該結(jié)果相反的是，在另一項(xiàng)對(duì)126例接受UDCA[28～35 mg/(kg·d)]治療的NASH和ALT升高的患者進(jìn)行12個(gè)月的研究中，UDCA顯著改善了治療組ALT、AST水平。并且，與接受安慰劑的患者相比，治療組患者的血清纖維化標(biāo)志物、血清葡萄糖、糖化血紅蛋白和血清胰島素水平以及穩(wěn)態(tài)模型評(píng)估評(píng)分均顯著降低[22]。其中，ALT是評(píng)估肝臟壞死性炎癥改善的有效指標(biāo)[56]。根據(jù)上述研究結(jié)論可以推測出高劑量UDCA可能會(huì)改善肝臟壞死性炎癥。另外，MAFLD是以代謝異常為特征的疾病，與2型糖尿病關(guān)系密切，在該研究中治療組血清葡萄糖、糖化血紅蛋白和血清胰島素水平的顯著降低無疑為進(jìn)一步探索高劑量UDCA的有益代謝作用提供了依據(jù)。值得一提的是，在兩項(xiàng)高劑量UDCA研究中，腹瀉和腹部不適是治療組的主要不良反應(yīng)，但都沒有出現(xiàn)死亡、肝硬化并發(fā)癥(包括進(jìn)展為肝功能衰竭)或HCC。雖然目前UDCA在NASH中的療效數(shù)據(jù)有限且相互矛盾，但是在不同的研究中，患者數(shù)量、治療時(shí)間、藥物劑量、是否設(shè)置對(duì)照組都對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響。除此之外，有些NASH可能為不均勻分布的組織學(xué)損害的局灶病變[57-58]，這也可能導(dǎo)致肝臟活檢結(jié)果的偏差?？偟膩碚f，UDCA在更大規(guī)模的NASH患者中深入研究是值得肯定的。

4 總結(jié)與展望

MAFLD的發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，其中包括肝細(xì)胞攝取過多的LCFAs[59-60]。FATP5只在肝臟中表達(dá)，而且在體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)都證實(shí)了FATP5在轉(zhuǎn)運(yùn)LCFAs中的重要作用，并和膽汁酸的代謝密切相關(guān)[18，61]。由此猜想，膽汁酸是連接FXR和FATP5的一個(gè)調(diào)節(jié)劑，雖然FXR和FATP5介導(dǎo)的肝腸相互作用調(diào)節(jié)膽汁酸水平的機(jī)制尚未完全闡明，但是現(xiàn)有的證據(jù)已經(jīng)為其提供了一定的理論基礎(chǔ)。UDCA和奧貝膽酸目前已經(jīng)分別被批準(zhǔn)用于PBC的一線治療和二線治療，并被應(yīng)用于NASH患者的臨床研究中。UDCA主要通過抑制FATP5改善NAFLD，其作用機(jī)制與FXR激活無關(guān)，因?yàn)閁DCA對(duì)FXR沒有親和力[62]。奧貝膽酸目前被認(rèn)為是一種選擇性FXR激動(dòng)劑，而我們未發(fā)表的數(shù)據(jù)顯示，奧貝膽酸也是FATP5的強(qiáng)效抑制劑，目前很少有化合物作為FXR的激動(dòng)劑[63]、FATP5的拮抗劑[18]，也很少有內(nèi)源性膽汁酸分別作為FXR和FATP5的激動(dòng)劑和拮抗劑發(fā)揮雙重作用的報(bào)道[18，64]。因此，探索奧貝膽酸在治療NAFLD過程中，明確FXR和FATP5之間的功能和分子機(jī)制是非常有必要的。展望未來，小劑量奧貝膽酸可能通過不完全激活FXR和抑制FATP5發(fā)揮治療MAFLD的作用，有望被FDA批準(zhǔn)用于MAFLD的治療。除此之外，探索各種新型合成膽汁酸抑制FATP5與MAFLD之間的聯(lián)系也可能為MAFLD的治療帶來新的突破口。