益生菌在治療非酒精性脂肪性肝病中的研究進展

張秀，龍輝

(武漢科技大學(xué)附屬天佑醫(yī)院消化內(nèi)科，武漢 430000)

非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD)是指除了酒精和其他明確肝損害因素所致的、以彌漫性肝細胞大泡性脂肪變?yōu)橹饕卣鞯呐R床病理綜合征。隨著人們生活方式的改變以及不合理的飲食結(jié)構(gòu)的增多，許多國家的兒童和老年人中NAFLD的患病率也在逐年升高[1-2]。據(jù)統(tǒng)計，全球NAFLD患病率約為25%[3]，在中國NAFLD正在以每年0.594%的速度增長，預(yù)計到2020年，將威脅20%的中國人的健康[4]。迄今為止，除了生活方式和飲食的改變以及體育鍛煉外，尚無有效治療措施可用于預(yù)防和管理NAFLD，而且患者依從性差，這些傳統(tǒng)治療方式所產(chǎn)生的效果也并不樂觀。腸道微生物群可能在NAFLD的發(fā)生、發(fā)展中扮演著重要角色，這可能是由于腸道與肝臟緊密的解剖學(xué)功能上的相互作用。腸道菌群失調(diào)可能改變腸道通透性，為細菌過度生長、黏膜炎癥以及侵襲性病原體和有害副產(chǎn)物的轉(zhuǎn)移創(chuàng)造有利的微環(huán)境，進而影響肝脂肪形成，加速促炎和纖維化過程。近年來，研究者對于益生菌治療NAFLD提出了各自的觀點，現(xiàn)就益生菌在治療NAFLD中的研究進展予以綜述。

1 腸道菌群與NAFLD

體內(nèi)的各種微生物統(tǒng)稱為人類微生物群落，其數(shù)量是人類細胞的10倍，其中大部分是腸道微生物群落，這些群落擁有超過1 000種微生物及其數(shù)以百萬計的基因[5]，它們在人體中發(fā)揮著重要作用。在健康成年人中，腸道微生物群落主要由厚壁菌門、擬桿菌門和放線菌門組成，對免疫系統(tǒng)的正常運作和調(diào)節(jié)至關(guān)重要，然而，許多因素可以影響和改變腸道微生物的組成，如年齡、疾病、飲食、激素變化、旅行和藥物等[6]。當健康個體的腸道菌群發(fā)生改變(受到損害或不平衡)時，稱為腸道菌群紊亂。除腸道菌群紊亂導(dǎo)致腸道黏膜屏障損害、腸上皮通透性改變、腸源性內(nèi)毒素血癥增加外，腸道細菌的代謝產(chǎn)物也發(fā)揮著重要作用。

1.1膽汁酸 膽汁酸具有生物清潔劑的作用，在膽固醇和脂質(zhì)的吸收以及運輸過程中起重要作用。腸道中細菌能夠?qū)⒁患壞懼岽x為二級膽汁酸，從而改變與膽汁酸池信號有關(guān)的特性；同時，膽汁酸具有通過膽汁酸受體的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)直接或間接調(diào)節(jié)腸道微生物組成的能力；膽汁酸還具有作為激素樣信號分子的能力，它可以激活多種核受體，特別是法尼醇X受體(farnesoid X receptor，F(xiàn)XR)[7]。缺乏FXR的動物表現(xiàn)出肝臟脂肪變性和炎癥，而在飲食誘導(dǎo)的肝臟脂肪變性模型中，通過添加天然或合成的FXR激動劑可以改善其表型[8]。此外，膽汁酸還具有調(diào)節(jié)腸屏障功能的能力，腸道通透性的增加和細菌易位可導(dǎo)致腸道運動障礙和全身性炎癥[9]。有研究發(fā)現(xiàn)，與肝臟健康的受試者相比，非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatohepatitis，NASH)患者體內(nèi)膽汁酸水平升高，且與腸道菌群失調(diào)顯著相關(guān)[10]。NAFLD患者腸道菌群代謝異?？赡苡绊懺懼嵯蚶^發(fā)性膽汁酸的轉(zhuǎn)化，經(jīng)抗生素和高脂飲食處理的小鼠腸道中膽汁酸代謝物顯著升高，通過影響FXR信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)，進而降低肝臟中三酰甘油的積累[11]。膽汁酸在NAFLD的發(fā)病機制中起關(guān)鍵作用，了解膽汁酸與腸道菌群的相互作用可以為NAFLD的診斷和治療提供新的思路。

1.2短鏈脂肪酸(short-chain fatty acid，SCFA) SCFA是微生物群發(fā)酵的副產(chǎn)品。腸道微生物群可以通過發(fā)酵多糖提高腸道SCFA的水平。飲食補充SCFA對NAFLD具有保護作用，而結(jié)腸腔中最豐富的SCFA主要是乙酸鹽、丙酸鹽和丁酸鹽[12]。SCFA不僅為腸上皮提供能量，還具有許多生物活性作用，如調(diào)節(jié)免疫、脂代謝和糖代謝以及維持腸道微生物穩(wěn)態(tài)等。通過對小鼠模型的研究發(fā)現(xiàn)，SCFA的混合物可降低肝內(nèi)膽固醇的合成速率，而高脂飲食誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)能被丙酸和丁酸抑制[13-14]。丁酸鈉通過調(diào)節(jié)腸道和肝臟的免疫反應(yīng)，對高脂飲食誘導(dǎo)的腸道菌群失調(diào)和內(nèi)毒素血癥以及脂肪性肝炎發(fā)揮抑制作用[15]。Pang等[16]發(fā)現(xiàn)，補充乙酸鹽或丙酸鹽可減少肝臟脂肪的生成以及脂肪酸的攝取，并保護小鼠免受高脂飲食導(dǎo)致的體重增加、脂肪變性和胰島素抵抗。產(chǎn)丁酸鹽的益生菌可以改善高脂飲食誘導(dǎo)的腸肝免疫失調(diào)，減輕小鼠的脂肪性肝炎，而這主要通過SCFA實現(xiàn)[17]。通過膳食補充SCFA可改善腸道炎癥[18]。

1.3內(nèi)源性乙醇 由于微生物組成的變化，尤其是大腸埃希菌和其他一些腸桿菌比例的升高，顯著促進了內(nèi)源性乙醇的產(chǎn)生。內(nèi)源性乙醇可抑制三羧酸循環(huán)，增加乙酸鹽水平，進而促進肝細胞中三酰甘油的積累；乙醇還可以增加細胞色素P4502E1(cytochrome P4502E1，CYP2E1)的活性，催化乙醇氧化，從而有利于氧化損傷、線粒體功能障礙和肝臟炎癥自由基的產(chǎn)生[19]。特別是在NAFLD和NASH中，CYP2E1可被大鼠高脂飲食誘導(dǎo)[20]，從而加劇NASH的氧化和亞硝化應(yīng)激，而CYP2E2缺失小鼠在一定程度上受到保護[21]。同樣，在NAFLD患者中，CYP2E1的表達和活性增加，在NASH患者中甚至更高[22]。有數(shù)據(jù)表明，除肝臟外，腸道CYP2E1在慢性酒精肝炎模型中還可調(diào)節(jié)酒精引起的腸道滲透作用[23]。除了大腸埃希菌外，其他腸道微生物屬(包括擬桿菌、雙歧桿菌和梭菌)均可產(chǎn)生乙醇，從而產(chǎn)生顯著的介導(dǎo)損傷[24]。Zhu等[25]的研究顯示，與瘦弱或肥胖的非NASH對照者相比，NASH患兒不僅血液中的乙醇水平升高，還存在以乙醇生產(chǎn)細菌(如大腸埃希菌)相對豐度增加為特征的營養(yǎng)不良。同樣，Volynets等[26]的研究發(fā)現(xiàn)，NAFLD患者的血漿乙醇水平升高，腸道微生物群產(chǎn)生內(nèi)源性乙醇，可能會起到肝臟損害的作用，進而促進NAFLD及其向NASH的發(fā)展。

1.4膽堿 膽堿是膜磷脂的重要成分，在生化過程中起重要作用，包括膽汁酸的腸肝循環(huán)以及脂質(zhì)和膽固醇的代謝，膽堿主要通過食物攝入或內(nèi)源性合成來提供。肝臟負責膽堿的代謝，膽堿通過促進脂肪以磷脂的形式從肝臟轉(zhuǎn)移出去，防止脂肪在肝臟內(nèi)異常堆積，當膽堿缺乏時，常會發(fā)生肝細胞死亡和肝脂肪變性[27-28]。腸道細菌可產(chǎn)生含黃素單加氧酶1和含黃素單加氧酶3，這些酶將飲食中的膽堿代謝為有毒的二甲胺和三甲胺[29]。無菌小鼠不能排泄三甲胺，提示腸道菌群在膽堿轉(zhuǎn)化中起著至關(guān)重要的作用[30]。這些有毒的胺被肝臟吸收，生成三甲胺-N-氧化物，可引起肝臟炎癥，最終導(dǎo)致膽堿缺乏[31]。遺傳分析表明，膽堿代謝基因廣泛分布于3個主要的細菌門(變形桿菌門、厚壁菌門和放線菌門)，是人類腸道菌群的組成部分[32]。通過在無菌小鼠上定植膽堿代謝細菌，發(fā)現(xiàn)血清膽堿水平和膽堿的生物利用度均顯著降低[33]。Spencer等[34]研究了膽堿缺乏對腸道細菌組成的影響以及膽堿缺乏狀態(tài)下脂肪肝的潛在發(fā)展，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，腸道菌群的組成隨著飲食中膽堿水平的變化而變化，且丹毒絲菌綱和γ-變形菌綱的豐度變化與肝臟脂肪水平的變化直接相關(guān)。膽堿代謝與腸道菌群之間的關(guān)系研究為以腸道菌群為靶點的NAFLD療法提供了新的視角。

2 益生菌應(yīng)用于NAFLD的臨床前研究

目前對NAFLD的干預(yù)主要集中于飲食和生活方式的改變。益生菌常用于改善體內(nèi)微生物群的穩(wěn)態(tài)，維持人體腸道健康。最常用的益生菌屬有乳酸菌屬和雙歧桿菌屬，也有乳球菌屬、鏈球菌屬、腸球菌屬和芽孢桿菌屬，一些酵母菌屬已被列入益生菌產(chǎn)品，供人類營養(yǎng)[35]。Liang等[36]給NAFLD小鼠服用復(fù)合益生菌，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，小鼠腸道菌群失調(diào)和肝臟脂質(zhì)沉積均改善。Cortez-Pinto等[37]使用益生菌對NAFLD小鼠進行實驗，觀察到益生菌改善了纖維化并降低了內(nèi)毒素血癥。實驗表明，益生菌對脂肪肝模型小鼠有顯著的治療作用，益生菌可以預(yù)防高脂飼料喂養(yǎng)小鼠肝脂肪變性的發(fā)生，改善肝脂肪變性和肝纖維化，而產(chǎn)生這種保護作用的機制主要包括：減少肝臟脂質(zhì)沉積、內(nèi)毒素和氧化應(yīng)激；通過核因子κB的調(diào)控和腫瘤壞死因子發(fā)揮抗炎作用；通過調(diào)整轉(zhuǎn)化生長因子和膠原的表達達到抗纖維化效果等[38]。研究最多的益生菌療法是VSL#3(一種常用于腸易激綜合征的益生菌，含有8種雙歧桿菌和乳桿菌)，目前已明確驗證了VSL#3治療NAFLD的作用途徑[39]。此外，益生菌可改善糖尿病大鼠肝功能，降低脂毒性，減輕氧化應(yīng)激，抑制炎癥反應(yīng)，使腸道菌群正?；?，從而改善2型糖尿病[40]。一項隨機臨床試驗表明，益生菌可以改善轉(zhuǎn)氨酶、肝脂肪變性，減輕肝臟炎癥，可見益生菌補充劑可能是治療NAFLD的有效措施[41]。雖然目前的研究取得了一定進展，但仍有必要進一步了解益生菌在NAFLD發(fā)生、發(fā)展中的作用。此外，還需要進一步闡明益生菌作為治療NAFLD新方法的臨床功效、安全性和持續(xù)性。

3 益生菌在NAFLD患者中的應(yīng)用

益生菌在NAFLD患者中作為一種治療方法的臨床研究較少，且規(guī)模較小，臨床研究結(jié)果不一致。Abdel Monem[42]將NASH患者隨機分為益生菌嗜酸膠囊組(20億嗜酸乳桿菌組)和安慰劑組，進行為期17個月的治療，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與安慰劑組相比，益生菌嗜酸膠囊組患者的天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶和丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶均顯著改善。王薇等[43]比較了200例NAFLD患者與對照組中各種益生菌的療效發(fā)現(xiàn)，所有益生菌組的肝功能測試均較對照組顯著改善，且各益生菌組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義。Manzhalii等[44]將NASH患者隨機分為乳酸菌組、雙歧桿菌組、嗜熱鏈球菌組和安慰劑組，治療12周，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，接受益生菌治療患者丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶、肝臟炎癥和肝臟纖維化程度均顯著降低，糞便分析也顯示腸道菌群趨于正常。一項雙盲單中心試驗用益生菌混合制劑(包括雙歧桿菌、乳酸桿菌、乳球菌、丙酸桿菌和醋酸桿菌)治療NAFLD患者，并與8周后的對照結(jié)果進行了比較，結(jié)果表明，益生菌混合制劑治療患者的脂肪肝指數(shù)、肝酶活性以及炎癥標志物水平均降低[45]。然而，并不是所有試驗均支持益生菌或合生菌可以改善肝功能的觀點。例如，Ahn等[46]在一項納入68例成年肥胖NAFLD患者的試驗中，干預(yù)組采用多菌種益生菌混合制劑(嗜酸乳桿菌、鼠李乳桿菌、副干酪乳桿菌、戊糖片球菌、乳酸雙歧桿菌和短雙歧桿菌)處理12周，結(jié)果顯示，與安慰劑組相比，益生菌干預(yù)組肝內(nèi)脂肪分數(shù)改善，但丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶或天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶未顯著改善。在Duseja等[47]為期1年的隨機雙盲臨床試驗中，與僅服用二甲雙胍(1 000 mg/d)的對照組相比，服用益生菌與二甲雙胍組NASH患者的丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶、堿性磷酸酶、瘦素和腫瘤壞死因子-α等指標改善，而天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶、膽紅素、脂聯(lián)素、白細胞介素-1β、白細胞介素-6等則無顯著改善。事實上，大多數(shù)益生菌干預(yù)試驗均缺乏肝臟活檢，以進一步評估肝臟脂肪變性、纖維化、肝硬化和炎癥的組織學(xué)變化。

4 益生菌制劑的安全性和耐受性

目前尚未發(fā)現(xiàn)NAFLD患者臨床應(yīng)用益生菌的不良反應(yīng)或安全性問題。但長期使用益生菌NAFLD患者的安全性尤為重要，因為患者往往存在多種合并癥，需要多種藥物治療，而每種藥物均可能引起藥物性肝損傷[48]。有證據(jù)表明，當患者合并脂肪肝時，藥物(如氯沙坦、多種抗生素、他汀類藥物、羅格列酮和對乙酰氨基酚)的肝毒性可能更常見和更嚴重[49]。據(jù)推測，這種較高風(fēng)險可能與肥胖患者CYP450的活性增加有關(guān)[50-51]。腸道微生物群是一個非常強大的系統(tǒng)，未來的研究應(yīng)延長隨訪時間，以確定長期使用益生菌的效果以及治療干預(yù)終止后益生菌持續(xù)使用的情況和效果。Brandi等[52]指出非常有彈性，經(jīng)過臨時干預(yù)后腸道微生物群可以恢復(fù)其原始組成。但值得注意的是，美國食品藥品管理局并未對任何益生菌用途進行裁定或明確[53]。益生菌治療方面的研究仍是初步的，且目前尚未證實益生菌的不良作用。

5 小 結(jié)

近年來益生菌才被作為NAFLD的治療手段進行探索。目前益生菌對NAFLD的作用還存在一些有待闡明的問題，如目前尚不清楚益生菌作用于特定目標器官的機制；另外，益生菌與腸道內(nèi)原有細菌之間的相互作用有待明確。迄今為止，證實益生菌治療效果的研究主要來自中東國家，而在不同地區(qū)的人群中，腸道菌群的組成高度不均勻。因此，益生菌對NAFLD的有益作用還需要在不同種族人群中進行驗證，而益生菌商業(yè)化產(chǎn)品的開發(fā)也需要確定最佳的配方和劑量?？傊?，在NAFLD相關(guān)治療領(lǐng)域，還需要進一步闡明益生菌的作用。