胰高血糖素樣肽-1受體激動劑與非酒精性脂肪性肝病研究進(jìn)展

楊丕堅綜述 夏寧審校

非酒精性脂肪性肝病(nonalcoholic fatty liver disease，NAFLD)影響全球約1/4的成年人口，增加了社會健康和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[1]。目前，尚未有藥物被批準(zhǔn)用于治療NAFLD，一般的治療建議包括改變生活方式、限制熱量攝入和減輕體質(zhì)量[2]。胰高血糖素樣肽-1受體激動劑(glucagon like peptide-1 receptor agonists，GLP-1RAs)是一類被批準(zhǔn)用于治療T2DM的藥物[3]。最近GLP-1RAs治療NAFLD的研究取得了進(jìn)展，這類藥物可能成為治療NAFLD的新選擇[4]。本文綜述了GLP-1RAs對NAFLD影響的重要研究，并分析了GLP-1RAs對肝病有益作用的機(jī)制，以期擴(kuò)大GLP-1RAs在NAFLD治療中的應(yīng)用。

1 NAFLD的發(fā)病機(jī)制

NAFLD的發(fā)生、發(fā)展是遺傳因素、代謝因素和環(huán)境因素協(xié)同作用造成的，共同促進(jìn)脂肪在肝細(xì)胞內(nèi)蓄積[5]。肝臟脂質(zhì)運(yùn)輸、脂質(zhì)合成和分解失衡是肝臟脂質(zhì)代謝紊亂的主要原因，最終導(dǎo)致脂肪在肝細(xì)胞中過度蓄積，形成脂肪肝。而肝臟脂質(zhì)堆積增加和脂質(zhì)代謝異常導(dǎo)致炎性反應(yīng)、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激、氧化應(yīng)激和肝細(xì)胞損傷死亡[6]。在NAFLD中肝細(xì)胞的主要死亡形式有凋亡、焦亡、壞死[7]。肝細(xì)胞的死亡可促進(jìn)肝臟固有細(xì)胞(如Kupffer細(xì)胞、竇狀內(nèi)皮細(xì)胞)和因損傷而招募的細(xì)胞(如單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞)都發(fā)出促炎信號(包括但不限于細(xì)胞因子、趨化因子等)，同時引起肝星形細(xì)胞的激活，導(dǎo)致肝臟的炎性反應(yīng)和纖維化[8]。肝臟炎性反應(yīng)可進(jìn)一步促進(jìn)肝細(xì)胞的損傷和死亡及肝星狀細(xì)胞的活化[9]。上述細(xì)胞之間的相互影響和相互作用所形成的惡性循環(huán)促進(jìn)了NAFLD 病情的進(jìn)展。

2 GLP-1RAs的生物學(xué)特性

GLP-1是一種由腸道L細(xì)胞分泌的肽類激素。然而，循環(huán)中的GLP-1不穩(wěn)定，可被二肽基肽酶-4(DPP-4)快速鑒別和降解，因此它在體內(nèi)的半衰期僅2 min[10]。GLP-1RAs模擬天然GLP-1起作用，合成的GLP-1RAs對DPP-4具有抵抗力，并有較長的半衰期，這使臨床治療成為可能。艾塞那肽是Exendin-4 的合成形式，與天然GLP-1 具有約53%的氨基酸同源序列，半衰期為3～4 h。利拉魯肽是一種人工合成GLP-1類似物，與GLP-1 氨基酸結(jié)構(gòu)同源性達(dá)97%，其半衰期為11～15 h。GLP-1通過作用于細(xì)胞膜上的GLP-1受體而在不同組織中發(fā)揮不同的作用。 目前，GLP-1受體廣泛分布在胰腺、腎臟、脂肪和肝臟等組織中[11]。GLP-1除具有促進(jìn)胰腺β細(xì)胞葡萄糖濃度依賴性地分泌胰島素，增強(qiáng)胰島素敏感性等作用，還具有調(diào)節(jié)血脂、減少內(nèi)臟脂肪和緩解肝臟脂肪病變的重要功能[12]。

3 GLP-1RAs改善NAFLD動物和臨床研究證據(jù)

目前，7種合成的GLP-1RAs已被批準(zhǔn)并可用于治療T2DM[13]，分別是艾塞那肽、艾塞那肽長效釋放劑、利拉魯肽、albiglutide、dulaglutide、lixisenatide 和 semaglutide。近年來，多項研究證實了GLP-1RAs延緩NAFLD進(jìn)展的作用。在高脂飲食喂養(yǎng)的APOE*3-Leiden轉(zhuǎn)基因小鼠中，GLP-1RAs治療4周顯著降低肝臟脂質(zhì)含量，并逆轉(zhuǎn)高脂飲食誘導(dǎo)的肝臟脂肪變性[14]。除單純性脂肪變性的動物模型外，GLP-1RAs對非酒精性脂肪性肝炎(NASH)也有顯著的治療作用。喂飼高反式脂肪的ob/ob和C57BL/6J小鼠可更好地模擬NASH患者的病理生理特征，GLP-1RAs可顯著降低高反式脂肪飲食小鼠的體質(zhì)量、肝臟脂肪含量和血漿肝酶水平，并對肝臟疾病終點有明顯的有益作用[15]。GLP-1RAs對人類NAFLD的有益作用已在多項研究中得到證實。在AWARD計劃(AWARD-1、AWARD-5、AWARD-8和AWARD-9)的子分析已經(jīng)證明，與安慰劑相比，dulaglutide 顯著降低了血清轉(zhuǎn)氨酶活性和γ-谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶水平[16]。在SUSTAIN-6研究的子分析中，已證明semaglutide可降低丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶和高敏C-反應(yīng)蛋白[17-18]。GLP-1RAs已經(jīng)成為T2DM合并NASH患者一種治療選擇，盡管尚不清楚GLP-1R激動劑是否通過肝臟中的GLP-1R直接作用于肝細(xì)胞減少肝臟脂肪變性或炎性反應(yīng)[19]。有學(xué)者報道，19例經(jīng)活檢證實的NASH患者使用利拉魯肽治療24周后，體質(zhì)量指數(shù)、內(nèi)臟脂肪堆積、轉(zhuǎn)氨酶和高血糖均有所降低，在利拉魯肽治療96周后，重復(fù)肝活檢的10例患者中有6例肝臟組織學(xué)也有改善[20]。

4 GLP-1RAs改善NAFLD的作用機(jī)制

4.1 GLP-1RAs對肝臟脂代謝的調(diào)節(jié) 肝臟的脂質(zhì)平衡是通過游離脂肪酸流入肝臟、游離脂肪酸β氧化、脂肪從頭生成和極低密度脂蛋白的分泌來維持的[21]。任何環(huán)節(jié)的缺陷都會導(dǎo)致肝臟脂質(zhì)蓄積。GLP-1受體存在于人和嚙齒動物的肝細(xì)胞中，體外研究結(jié)合體內(nèi)研究數(shù)據(jù)表明，GLP-1通過與GLP-1受體結(jié)合直接影響肝細(xì)胞的脂質(zhì)代謝[22]。

過氧化物酶體增殖物激活受體α(PPAR-α)是脂肪酸代謝的重要調(diào)節(jié)因子，主要在肝臟和骨骼肌中表達(dá)，調(diào)控脂肪酸分解代謝相關(guān)基因的表達(dá)，包括肝臟清除極低密度脂蛋白、脂肪酸攝取和氧化的基因[23]。從NASH小鼠分離的肝細(xì)胞顯示，PPAR-α及其下游靶基因?；o酶A氧化酶(ACOX)和肉堿棕櫚?；D(zhuǎn)移酶1A(CPT1A)的表達(dá)降低[24]。而ACOX和CPT1A分別參與過氧化物酶體和線粒體脂肪酸β氧化[25]。因此，NAFLD小鼠肝細(xì)胞脂肪酸氧化的能力受損。GLP-1RAs還可通過介導(dǎo)SIRT1改善肝臟的脂肪沉積，這個作用是通過激活A(yù)MPK途徑同時抑制SREBP-1c完成[26]。因此，GLP-1RAs通過增加脂肪酸β氧化，抑制肝臟新生脂肪生成，直接影響肝臟脂質(zhì)代謝。

4.2 GLP-1RAs對炎性反應(yīng)信號與肝纖維化的調(diào)控 NAFLD 與肝臟慢性低度炎性反應(yīng)有關(guān)[27]。新的證據(jù)表明，代謝性炎性反應(yīng)是脂肪肝的一個關(guān)鍵過程，并導(dǎo)致多器官并發(fā)癥，這可通過免疫細(xì)胞亞群和體液因子的系統(tǒng)性改變檢測出來[28]。在肝臟和肝外器官中，這些信號可以促進(jìn)細(xì)胞功能障礙、細(xì)胞死亡和有害組織重塑，這些改變都是為了維持器官結(jié)構(gòu)和功能的完整性[29]。而在NAFLD的慢性炎性反應(yīng)中，巨噬細(xì)胞起著關(guān)鍵作用，研究表明巨噬細(xì)胞表達(dá)GLP-1受體并受GLP-1調(diào)控[30]。Lee 等[31]在肥胖小鼠過表達(dá)GLP-1可調(diào)控巨噬細(xì)胞從促炎M1表型轉(zhuǎn)變到抗炎M2表型。利拉魯肽通過提高肝臟Kupffer細(xì)胞(肝臟特異性巨噬細(xì)胞)M2/M1比率降低NAFLD小鼠模型肝臟炎性反應(yīng)；體外研究發(fā)現(xiàn)，利拉魯肽通過cAMP-PKA-STAT3信號通路調(diào)節(jié)Kupffer細(xì)胞向M2樣活化[32]。GLP-1RAs還可以通過減少肝臟巨噬細(xì)胞的內(nèi)流而抑制炎性反應(yīng)，從而改善肝臟炎性反應(yīng)[33]。在化學(xué)誘導(dǎo)的NASH小鼠模型中，exendin-4可減輕肝臟巨噬細(xì)胞的募集和肝臟炎性反應(yīng)，同樣，在遺傳性NASH小鼠模型中，exendin-4減少肝巨噬細(xì)胞浸潤[34]?？傮w而言，這些數(shù)據(jù)表明GLP-1RAs可通過免疫調(diào)節(jié)作用減輕肝臟炎性反應(yīng)。

肝星狀細(xì)胞占正常肝臟細(xì)胞的8%～14%，它的激活在肝纖維化的發(fā)生、發(fā)展起著重要作用。肝損傷后，肝星狀細(xì)胞被激活促進(jìn)組織修復(fù)，包括細(xì)胞動員、增殖、遷移至病變和細(xì)胞外基質(zhì)成分的產(chǎn)生。當(dāng)肝損傷持續(xù)存在時，肝星狀細(xì)胞高表達(dá)促炎、促纖維化和增殖的標(biāo)志物如腫瘤壞死因子-α、轉(zhuǎn)化生長因子β、血小板衍生生長因子受體β。GLP-1RAs已被證明可改善肝纖維化和延緩NASH進(jìn)展。利拉魯肽可改善慢性肝病模型中肝星狀細(xì)胞的表型，促進(jìn)原代人肝星狀細(xì)胞的失活，表現(xiàn)為α-平滑肌肌動蛋白和膠原表達(dá)減少，伴隨著腫瘤壞死因子-α、轉(zhuǎn)化生長因子β等細(xì)胞因子和增殖標(biāo)志物的表達(dá)顯著減少[35]。GLP-1RAs可抑制肝細(xì)胞的凋亡信號，進(jìn)而抑制肝星狀細(xì)胞的活化和纖維化[2]。此外，GLP-1RAs抑制Ⅰ型膠原蛋白分泌改善肝纖維化[15]。

4.3 GLP-1RAs對氧化應(yīng)激和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的改善 氧化應(yīng)激和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激在NAFLD的二次打擊假說中起關(guān)鍵作用[6]。NAFLD患者肝細(xì)胞內(nèi)過多的游離脂肪酸導(dǎo)致脂質(zhì)過氧化和大量ROS產(chǎn)生，而ROS是氧化應(yīng)激的主要指標(biāo)，提示此時肝細(xì)胞微環(huán)境氧化應(yīng)激的發(fā)生。丙二醛(MDA)是脂質(zhì)過氧化反應(yīng)的高級脂氧化終產(chǎn)物，機(jī)體內(nèi)自由基的清除程度與細(xì)胞損傷可用肝組織中MDA的含量來間接反映[36]。研究表明，GLP-1可以保護(hù)肝細(xì)胞免受氧化應(yīng)激和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的損傷[37]。SOD和MDA聯(lián)合檢測通常用來評估細(xì)胞的氧化應(yīng)激水平[38]。研究表明exendin-4可降低ob/ob小鼠肝臟中的MDA水平，利拉魯肽可明顯降低NAFLD動物模型肝臟ROS、MDA水平，升高SOD水平，利拉魯肽這種作用可能是通過提高肝臟脂聯(lián)素水平和失活JNK1來實現(xiàn)的[39]。也有研究表明，利拉魯肽可能通過SIRT1/SIRT3-FoxO3a促進(jìn)自噬而減少氧化應(yīng)激[40]。

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和氧化應(yīng)激在NAFLD的發(fā)病機(jī)制中是相互聯(lián)系的過程。維持內(nèi)質(zhì)網(wǎng)氧化還原平衡對正常的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能很重要，而內(nèi)質(zhì)網(wǎng)H2O2產(chǎn)生和清除途徑的改變會誘導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，并導(dǎo)致代謝功能障礙[41]。作為ROS的重要來源之一，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的長期應(yīng)激通過上調(diào)CCAAT/增強(qiáng)子結(jié)合蛋白同源蛋白(CHOP)的活性從而介導(dǎo)ROS的產(chǎn)生[42]。研究表明，exendin-4、利拉魯肽可降低CHOP 的表達(dá)，同時增加了與自噬相關(guān)基因產(chǎn)物的表達(dá)，這對內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激具有保護(hù)作用[43]。CHOP、caspase-12和JNK通過增強(qiáng)它們的活性參與了NAFLD模型的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，而GLP-1RAs處理可顯著抑制這些活化蛋白的表達(dá)而改善內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激[44]。另一項研究報道，GLP-1RAs還可直接調(diào)節(jié)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)關(guān)鍵蛋白的功能和表達(dá)[2]。微粒體三酯甘油轉(zhuǎn)移蛋白( MTTP)是一種位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)的必需蛋白，介導(dǎo)脂質(zhì)向載脂蛋白B的轉(zhuǎn)運(yùn)，MTTP對于防止脂肪酸超載內(nèi)質(zhì)網(wǎng)至關(guān)重要，它可以減少脂肪酸引起的脂毒性損傷[45]。NAFLD/NASH患者M(jìn)TTP表達(dá)降低，利拉魯肽治療后MTTP表達(dá)明顯增加[36]。

5 結(jié) 語

在過去的10年中，關(guān)于NAFLD病理生理學(xué)的新知識不斷積累，顯示了這種疾病發(fā)展過程中機(jī)制的復(fù)雜性。目前治療NAFLD的方法仍然有限，療效仍然較差。除通過生活方式干預(yù)來減肥外，還需要針對脂肪代謝、炎性反應(yīng)等的藥物治療。GLP-1RAs是一種被批準(zhǔn)用于治療2型糖尿病的藥物。近年來，多項研究證實GLP-1RAs延緩NAFLD/NASH進(jìn)展的作用。GLP-1不僅通過胰島素效應(yīng)間接逆轉(zhuǎn)NAFLD/NASH的進(jìn)展，改善NAFLD相關(guān)的關(guān)鍵參數(shù)，而且直接影響肝細(xì)胞的脂質(zhì)代謝和肝臟炎性反應(yīng)。GLP-1RAs可能通過這些不同的途徑發(fā)揮作用。然而，大多數(shù)現(xiàn)有的GLP-1RAs對于NAFLD的適應(yīng)證研究仍不透徹；同時由于缺乏大規(guī)模的臨床研究，迫切需要開展隨機(jī)對照的多中心試驗進(jìn)一步闡明。