棕色脂肪治療代謝相關(guān)性脂肪肝病及影像學(xué)評估研究進(jìn)展

徐海 董幟

代謝相關(guān)性脂肪肝?。∕AFLD）是目前全球第一大肝病，影響了全世界近1/4 的人口，在中國的患病率高達(dá)29%，其患病率逐年增長且呈低齡化趨勢［1］。MAFLD 可合并肝臟炎癥及纖維化，繼而進(jìn)展為肝硬化、肝細(xì)胞癌，同時還與肥胖、2 型糖尿病、心血管疾病和結(jié)直腸癌等疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，嚴(yán)重影響人類健康［1］。目前，尚無已批準(zhǔn)用于臨床治療MAFLD 的高效藥物。這可能是由于MAFLD 是多種代謝相關(guān)性組織和器官、多種機(jī)制共同作用所致的肝臟疾病，是全身系統(tǒng)代謝性疾病的肝臟表現(xiàn)，因此，單一針對肝臟的對癥治療不足以對抗和逆轉(zhuǎn)疾病進(jìn)展［2］。近年來，棕色脂肪（BAT）在MAFLD 中的潛在作用逐漸受到關(guān)注，但兩者間的關(guān)聯(lián)及作用機(jī)制尚未明確。本綜述擬分析近年來BAT 在MAFLD 的疾病發(fā)展及治療研究中的概況，并討論相關(guān)影像學(xué)檢查的進(jìn)展，以利于進(jìn)一步深入探索BAT 與MAFLD 的關(guān)聯(lián)，探討B(tài)AT 作為治療MAFLD 新靶點的可行性。

一、MAFLD 疾病概況及治療進(jìn)展

MAFLD 的前身為非酒精性脂肪肝病（NAFLD），是一種機(jī)體代謝紊亂引起的肝臟脂肪變性及其進(jìn)展導(dǎo)致的炎癥、纖維化的慢性肝臟疾?。?］。隨著對疾病認(rèn)識的不斷深入，研究者發(fā)現(xiàn)NAFLD 不僅僅是單一的肝臟疾病，而是全身多系統(tǒng)代謝紊亂的復(fù)雜病理生理改變下的肝臟表現(xiàn)［4］。因此，越來越多的肝病專家認(rèn)為“NAFLD”這種排除性診斷命名方式不足以精確地定義疾病，不利于臨床醫(yī)師對疾病的精準(zhǔn)診斷和高效治療。2020 年7 月，全球超過30 個國家和地區(qū)的肝病專家發(fā)表專家共識，提議將NAFLD 更名為MAFLD，并將過去的排除性診斷標(biāo)準(zhǔn)（如過量酒精攝入）更新為肯定性診斷標(biāo)準(zhǔn)，即肝活檢組織學(xué)提示肝細(xì)胞脂肪變性或影像學(xué)檢查提示彌漫性脂肪肝，同時合并超重/肥胖、2 型糖尿病、代謝功能障礙等任一條件即可診斷為MAFLD［4-5］。

MAFLD 的疾病譜包含單純性脂肪肝（SFL）和合并肝臟炎癥和（或）纖維化的脂肪肝（過去命名為非酒精性脂肪肝炎）［5］。對于SFL 患者，通過給予適當(dāng)?shù)纳罘绞街笇?dǎo)，改善飲食結(jié)構(gòu)、增加運(yùn)動消耗和減少熱量攝入等方法，通?？蛇_(dá)到緩解和逆轉(zhuǎn)脂肪肝的效果；而對于合并肝臟炎癥和（或）纖維化的MAFLD，則需要積極進(jìn)行藥物干預(yù)，以延緩和防止疾病進(jìn)展［3］。研究表明，合并肝臟炎癥和（或）纖維化的MAFLD 進(jìn)展為肝硬化的風(fēng)險急劇上升，并且與MAFLD 患者的全因死亡率密切相關(guān)［6］。因此，對于存在肝臟炎癥和（或）纖維化的MAFLD 的積極高效治療，對于疾病預(yù)后意義重大。

然而，目前臨床尚無經(jīng)FDA 批準(zhǔn)的針對MAFLD炎癥及纖維化的特效藥物。臨床采用的飲食調(diào)節(jié)及運(yùn)動減重療法僅在小于10%的MAFLD 患者中起緩解炎癥的作用。對于炎癥活動及纖維化較嚴(yán)重的患者，臨床常采用調(diào)脂、降尿酸及抗氧化劑等對癥治療藥物，但均無法有效改善肝臟組織學(xué)炎癥［7］。對于部分合并嚴(yán)重肥胖癥的MAFLD 患者，采用外科手術(shù)治療可達(dá)到改善MAFLD 組織學(xué)炎癥和纖維化的效果，但是該治療方法須經(jīng)過嚴(yán)格的適應(yīng)證篩選和術(shù)前評估，并可能存在術(shù)后不良反應(yīng)，僅適用于極少數(shù)MAFLD 患者［8］。近年來，全球已有上百種抗MAFLD 藥物進(jìn)入多中心臨床試驗研究，多數(shù)處于Ⅱ、Ⅲ期臨床試驗過程中，部分藥物已完成臨床試驗，但目前為止仍無經(jīng)臨床數(shù)據(jù)驗證的高效治療MAFLD 藥物［1，5，9］。

二、BAT 在MAFLD 疾病發(fā)展中的作用

人體的脂肪組織可大致分為兩大類：白色脂肪（WAT） 和BAT。WAT 分布于全身皮下和臟器周圍，其主要功能是將過多的能量以甘油三酯的形式貯存于脂肪細(xì)胞［10］。過多的WAT 更容易導(dǎo)致肥胖、2 型糖尿病等代謝相關(guān)性疾病的發(fā)生，并與上述疾病的預(yù)后密切關(guān)聯(lián)［11］。人體的BAT 主要分布在中線區(qū)，如鎖骨上、脊柱旁等區(qū)域，與WAT 相比，BAT 含有豐富的線粒體內(nèi)膜蛋白解偶聯(lián)蛋白1（UCP1），通過UCP1 可消除線粒體內(nèi)膜兩側(cè)的跨膜質(zhì)子濃度差，減緩氧化磷酸化過程，阻礙了三磷酸腺苷（ATP）的正常產(chǎn)生，從而消耗能量產(chǎn)熱，并減少WAT 儲存［11］。除此之外，BAT 還是重要的內(nèi)分泌器官，可分泌多種參與全身代謝調(diào)節(jié)的脂肪因子和微RNA（miRNA），在脂質(zhì)代謝、炎癥、氧化應(yīng)激等生物活動和代謝平衡調(diào)節(jié)中發(fā)揮作用［12］。

BAT 與MAFLD 的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)且相互作用。Yilmaz 等（2011 年）利用PET/CT 檢測人群中BAT 活性，發(fā)現(xiàn)BAT 活性低或無活性的人群更容易發(fā)生MAFLD。BAT 可分泌多種細(xì)胞因子，如成纖維細(xì)胞生長因子21（FGF21）、IL-6、胰島素樣生長因子-1（ IGF-1）來調(diào)節(jié)肝臟脂肪酸的氧化還原、葡萄糖攝取等生理活動［13］。Liu 等（2015 年）的研究顯示，F(xiàn)GF21 可逆轉(zhuǎn)肝臟脂肪變性、對抗肥胖并減輕胰島素抵抗。FGF21 還可以促進(jìn)脂肪組織線粒體功能提升、促進(jìn)WAT 棕色化。Pfeifer等（2015 年）的研究顯示，BAT 可以通過分泌神經(jīng)調(diào)節(jié)蛋白4，抑制肝臟脂質(zhì)生成。Chen 等（2017年）的研究發(fā)現(xiàn)，缺乏神經(jīng)調(diào)節(jié)蛋白4 表達(dá)的小鼠肝臟脂質(zhì)沉積明顯增加，而神經(jīng)調(diào)節(jié)蛋白4 轉(zhuǎn)基因小鼠經(jīng)長期高脂飲食喂養(yǎng)后，脂肪肝程度明顯低于對照組。此外，Mottillo 等（2016 年）發(fā)現(xiàn)BAT 細(xì)胞中的AMP 活化蛋白激酶（AMPK）在MAFLD 和2 型糖尿病的發(fā)展中具有重要作用，當(dāng)小鼠BAT 細(xì)胞內(nèi)缺乏AMPK 時，其線粒體功能和結(jié)構(gòu)受到損傷，使BAT 對寒冷和β 腎上腺素刺激產(chǎn)生耐受，從而無法參與機(jī)體熱量和代謝平衡，這種小鼠接受高脂飲食會誘發(fā)更加嚴(yán)重的脂肪肝和胰島素抵抗。BAT 除通過上述多種內(nèi)分泌因子參與代謝平衡調(diào)節(jié)外，還可以通過UCP1 表達(dá)參與MAFLD 疾病過程。De Munck 等［14］的研究顯示，C57 小鼠經(jīng)過4 周高脂飲食喂養(yǎng)后，BAT 中UCP1及其他促進(jìn)脂質(zhì)攝取和代謝的基因表達(dá)明顯上調(diào)，但在高脂飲食20 周后BAT UCP1 等脂質(zhì)代謝相關(guān)基因表達(dá)無明顯上調(diào)，而前炎癥基因上調(diào)，提示在MAFLD 早期，BAT 可通過上調(diào)UCP1 和其他脂質(zhì)代謝基因的表達(dá)、增加熱量消耗來對抗疾病進(jìn)展，而長期的高脂負(fù)荷會導(dǎo)致上述調(diào)節(jié)機(jī)制衰竭，并損傷線粒體功能，繼而導(dǎo)致肝臟炎癥及纖維化不斷進(jìn)展。此外，Mills 等［15］的動物模型研究顯示，當(dāng)BAT 缺乏UCP1 表達(dá)時，除造成非戰(zhàn)栗性產(chǎn)熱功能降低之外，脂肪組織的氧化還原應(yīng)激亦會明顯增加，從而誘發(fā)大量的免疫細(xì)胞浸潤，誘導(dǎo)脂肪組織、肝臟以及全身系統(tǒng)性炎癥的發(fā)生。

因此，BAT 在MAFLD 疾病的發(fā)生發(fā)展過程中具有不可忽視的重要作用，并有可能成為對抗MAFLD 新藥物研發(fā)的潛在靶組織。

三、BAT 在MAFLD 治療中的作用

MAFLD 最重要的病理特征之一是慢性、持續(xù)性的低度炎癥。因此，內(nèi)源性對抗系統(tǒng)性炎癥及其繼發(fā)的肝臟纖維化可有效對抗MAFLD 的病理進(jìn)程［16］。

研究顯示，通過寒冷或藥物等刺激激活BAT，可有效緩解甚至逆轉(zhuǎn)MAFLD 疾病進(jìn)程。Poekes 等（2017 年）通過對foz/foz 肥胖小鼠進(jìn)行間斷性寒冷刺激，提高BAT 活性及非顫栗性產(chǎn)熱功能，明顯降低了高脂飲食下的脂肪肝程度，并且觀察到小鼠腹股溝區(qū)皮下WAT 向BAT 轉(zhuǎn)化。Bartel 等（2011年）發(fā)現(xiàn)通過短期的寒冷刺激激活小鼠BAT 后，加速了BAT 對循環(huán)中甘油三酯的清除作用，改善了肝細(xì)胞脂肪變性程度。Poekes 等（2019 年）使用β3 腎上腺素能受體（β3AR）激活劑，提高了BAT 脂蛋白酶LPL 表達(dá)，并促進(jìn)BAT 對游離脂肪酸和葡萄糖的攝取，能夠明顯改善肝臟脂肪變性、炎癥和纖維化程度。Li 等（2020 年）通過將健康小鼠的BAT 組織移植到MAFLD 小鼠模型皮下，數(shù)周后明顯改善了小鼠肝臟代謝功能，緩解并逆轉(zhuǎn)了肝臟脂肪沉積、炎癥及纖維化等病理改變。Mills 等［17］的研究發(fā)現(xiàn)UCP1 可以通過促進(jìn)循環(huán)中琥珀酸鹽的清除來對抗肝臟炎癥。當(dāng)肝細(xì)胞外間隙中的琥珀酸鹽含量升高，并與肝臟星狀細(xì)胞和巨噬細(xì)胞表面的同源受體琥珀酸鹽受體結(jié)合后，將會明顯推動肝臟炎癥病程進(jìn)展。該研究顯示，富含UCP1 的BAT 含量增加可有效對抗肝臟同源受體琥珀酸鹽受體依賴的炎癥信號活動，從而緩解肝臟炎癥。Li 等［18］研究顯示，對小鼠局部熱療可明顯提高BAT 活性，提高UCP1 表達(dá)，使小鼠脂肪儲量減少，肝臟脂質(zhì)堆積明顯減少。

上述研究通過不同角度和不同方法學(xué)研究驗證了BAT 作為MAFLD 治療新靶點的可行性，為進(jìn)一步研發(fā)治療MAFLD 新藥物奠定了理論和實驗基礎(chǔ)。

四、BAT 的影像學(xué)評估進(jìn)展

目前，以改善超重/肥胖、2 型糖尿病、MAFLD等代謝相關(guān)性疾病為目的、靶向BAT 的藥物研發(fā)已成為臨床醫(yī)生和科研工作者關(guān)注的新方向，而對BAT 的含量、功能及活性的評估也成為靶向BAT 治療決策的重中之重。影像學(xué)檢查是目前無創(chuàng)評估BAT 的重要手段。

目前臨床最廣泛用于評估BAT 功能和活性的檢查是PET/CT 成像，該檢查方法主要通過檢測氟代去氧葡萄糖（18F-FDG）攝取變化來識別BAT。但是，由于PET/CT 具有電離輻射，并且需要靜脈注射放射性示蹤劑，不適用于多次重復(fù)檢查的縱向研究，同時，BAT 攝取FDG 的功能需要通過冷刺激或注射去甲腎上腺素來激活，由于個體差異和刺激時長不同等因素影響，PET/CT 檢查測得的BAT 體積及活性結(jié)果可重復(fù)性較低［19］。因此，PET/CT 對于處于靜息狀態(tài)的BAT 功能檢測和動態(tài)觀察評估存在較多局限性。MRI 可用于檢測靜息狀態(tài)下的BAT 組織，與PET/CT 相比，MRI 對脂肪等軟組織的分辨率更高，且不具電離輻射，有望成為無創(chuàng)檢測和縱向定量評估BAT 及其動態(tài)轉(zhuǎn)化的理想檢查手段。目前，已有許多研究者在利用MRI 檢測和評估BAT 方面做出諸多努力。例如，Hu 等（2010 年）根據(jù)BAT 和WAT 組織內(nèi)脂肪含量的差異，利用MR 化學(xué)位移成像技術(shù)鑒別在體BAT 與WAT，但是由于該技術(shù)的空間分辨率不足，BAT 與周圍組織之間的信號對比度較差，并且無法確定人體BAT 和WAT 的標(biāo)準(zhǔn)組織內(nèi)脂肪含量診斷閾值，因此限制了其在臨床的廣泛應(yīng)用。Chen等（2012 年）根據(jù)BAT 和WAT 組織學(xué)特性不同，使用MR 多回波自旋回波序列測得的T2 值成功地區(qū)分了兩種組織。磁共振波譜（MRS）技術(shù)可用于無創(chuàng)分析活體組織器官的代謝和生物化學(xué)改變，并對不同化合物進(jìn)行定量分析。Hamilton 等（2011年）通過MRS 檢查發(fā)現(xiàn)小鼠的BAT 和WAT 存在的甘油三酯的類型不同。Ouwerkerk 等［20］利用MRS驗證了BAT 中單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸的含量均比WAT 低。然而，MRS 對于磁場的均勻度要求高，采集時間長，技術(shù)手段復(fù)雜，均可能影響其測量結(jié)果的準(zhǔn)確性?；贐AT 和WAT 的血流灌注水平存在明顯差異，Chen 等（2013 年）利用血氧水平依賴性功能MR 成像（BOLD fMRI）連續(xù)監(jiān)測成人在冷刺激下的BAT 活性變化，發(fā)現(xiàn)檢查過程中BAT 的BOLD fMRI 信號增加了10%，提示冷刺激作用下BAT 活性增高而需要更多的血流灌注滿足代謝需求。Jung 等（2016 年）采用動態(tài)對比增強(qiáng)MRI 技術(shù)，通過獲取靜脈注射對比劑后連續(xù)采集的高分辨MRI 圖像，經(jīng)過計算機(jī)后處理得到組織微循環(huán)參數(shù)，如容量轉(zhuǎn)移常數(shù)、速率常數(shù)等，來反映BAT 中血流灌注增加情況及對比劑攝取情況，從而評估BAT 活性。

然而，由于健康成年人的BAT 含量很少、呈散在分布，BAT 的形態(tài)和活性取決于一系列的環(huán)境因素和刺激條件，不易通過影像學(xué)檢查方法直接觀察和測量，因此，BAT 的影像學(xué)評估仍具有巨大挑戰(zhàn)性。盡管如此，MRI 作為評估BAT 的重要手段之一，不僅具有超高組織分辨率，而且具備多種定量及功能成像序列，可滿足對BAT 活性評估的研究需要，也有望為靶向BAT 治療的新藥物研發(fā)提供影像學(xué)參考指標(biāo)和決策依據(jù)。

五、小 結(jié)

BAT 在MAFLD 疾病發(fā)生發(fā)展過程中具有不可忽視的重要作用，肝臟與BAT 之間的相互作用使BAT 有可能成為對抗MAFLD 新藥物研發(fā)的潛在靶組織。而對BAT 的含量、功能及活性的評估也成為靶向BAT 治療決策的重中之重。因此，利用MRI 等影像學(xué)檢查對BAT 的功能活性進(jìn)行無創(chuàng)性評估和監(jiān)測，有望為靶向BAT 治療的新藥物研發(fā)提供影像學(xué)參考指標(biāo)，從而為臨床治療MAFLD 提供決策依據(jù)。