腸-肝軸介導(dǎo)的非酒精性脂肪性肝病及其營養(yǎng)干預(yù)研究進展

許 葉，胡彥周，徐 佳，黃香慧，黃昆侖,2，賀曉云,2,*

（1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院，北京 100083；2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全評價（食用）重點實驗室，北京 100083）

非酒精性脂肪性肝?。╪on-alcoholic fatty liver disease，NAFLD）是一種代謝功能障礙相關(guān)的肝臟疾病，在沒有過量飲酒和其他刺激因素（如藥物和病毒）的情況下，肝細胞中的脂肪堆積超過肝臟質(zhì)量的5%[1]，即定義為NAFLD。NAFLD可從脂肪變性發(fā)展為非酒精性脂肪性肝炎（non-alcoholic steatohepatitis，NASH）、纖維化、肝硬化，最終發(fā)展為癌癥[2]。據(jù)估計全世界39%的成年人超重，13%的人肥胖[3]，而肥胖往往伴隨著代謝并發(fā)癥的發(fā)生，如2型糖尿病、代謝綜合征和NAFLD，NAFLD已經(jīng)成為最常見的慢性肝病和全球性健康問題，其全球患病率約為25%。目前，許多研究集中在闡明被稱為“多重平行打擊”的因素上，這些因素推動了從簡單脂肪變性到更復(fù)雜更嚴(yán)重的NAFLD的病程進展[4]，相關(guān)因素有腸道微生物失調(diào)[5]、膳食模式改變[6]、腸道通透性改變[7]、遺傳基因改變[8]和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)[9]等。其中，腸道微生物種群的改變被認為是NAFLD、肥胖和糖尿病最常見的危險因素[10]。

腸-肝軸是指腸道和肝臟通過膽道、門靜脈和體循環(huán)的緊密雙向連接進行交流，肝臟通過釋放膽汁酸（bile acids，BAs）等生物活性介質(zhì)進入膽道和全身體循環(huán)，從而與腸道相通；在腸道內(nèi)，宿主和微生物代謝內(nèi)源性（BAs和氨基酸）和外源性（來自飲食和環(huán)境暴露）底物，其產(chǎn)物通過門靜脈轉(zhuǎn)移到肝臟并影響肝臟功能[11]。研究表明，腸道微生物區(qū)系的失調(diào)會擾亂肝臟的碳水化合物和脂質(zhì)代謝，影響肝臟促炎和抗炎效應(yīng)之間的平衡，從而促使NAFLD向NASH的發(fā)展[12]。

然而，到目前為止，腸-肝軸與NAFLD的關(guān)系尚不清楚，許多新的機制仍有待發(fā)現(xiàn)，解決這些問題將是治療NAFLD和其他腸道微生物相關(guān)的代謝綜合征的重要突破口。腸-肝軸介導(dǎo)的NAFLD的發(fā)生發(fā)展已成為代謝性疾病研究的熱點，對NAFLD的防治具有重要意義。本文綜述了腸-肝軸在NAFLD發(fā)生發(fā)展中的已知作用機制，以及以腸-肝軸為靶點通過營養(yǎng)干預(yù)改善NAFLD的研究進展，旨在全面認識腸-肝軸在NAFLD發(fā)生發(fā)展中的作用，為NAFLD患者制定具體的營養(yǎng)干預(yù)措施，以期為預(yù)防和改善NAFLD尋找新的治療策略奠定基礎(chǔ)。

1 腸-肝軸在NAFLD發(fā)生發(fā)展中的作用機制

人類和動物的腸道定植著各種各樣的微生物，這些微生物在維持腸道功能、調(diào)節(jié)宿主免疫反應(yīng)和慢性疾?。ㄈ绶逝职Y、糖尿病和脂肪肝）以及代謝穩(wěn)態(tài)方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。對肥胖相關(guān)代謝疾病的人類和嚙齒動物研究表明，腸道微生物群在NAFLD發(fā)病機制中起著關(guān)鍵作用[13]。NAFLD患者在腸道菌群失調(diào)的同時，腸道屏障功能受損，細菌及細菌源性產(chǎn)物轉(zhuǎn)運進入肝臟的量增加（圖1）。因此，腸-肝軸在NAFLD的發(fā)生發(fā)展的過程中發(fā)揮著重要作用。以下將從腸道微生物組成、腸道屏障功能、腸道微生物成分、腸道微生物代謝物的角度闡述腸-肝軸介導(dǎo)NAFLD的作用機制。

圖1 腸-肝軸在NAFLD發(fā)生發(fā)展中的作用機制Fig.1 Mechanism of action of the gut-liver axis in the occurrence and development of NAFLD

1.1 腸道微生物組成

在人類腸道微生物組成中，擬桿菌和厚壁菌占90%以上，而其他菌門也有少量存在，包括變形桿菌、韋氏桿菌、放線菌、梭菌和藍細菌[14]。NAFLD疾病進展的最典型特征包括微生物區(qū)系多樣性下降、革蘭氏陰性菌（主要是變形桿菌門）數(shù)量增加、革蘭氏陽性菌（主要是厚壁菌門）數(shù)量減少[15]。Hrncir等[16]研究發(fā)現(xiàn)，與NAFLD相關(guān)的腸道微生物群特征是變形菌門、腸桿菌科、大腸桿菌、擬桿菌、多利亞菌和消化桿菌的豐度增加，以及理研菌科、瘤胃菌科、糞桿菌屬、糞球菌屬、厭氧桿菌屬和真桿菌屬豐度的減少；NAFLD患者與健康個體相比，或者輕度NAFLD患者與較重度NAFLD患者相比，腸道菌群組成中變形菌、腸桿菌、埃希氏菌以及Dorea變化一致，豐度均增加，而疣微菌、Anaerospacter、糞球菌、真桿菌、糞桿菌和普雷沃菌豐度均降低[13]。同時，高膳食膽固醇會導(dǎo)致小鼠脂肪變性，繼而導(dǎo)致脂肪性肝炎、纖維化并最終引發(fā)肝癌，膽固醇誘導(dǎo)的NAFLD形成與腸道菌群失調(diào)有關(guān)，Mucispirillum、脫硫弧菌屬、Anaerotruncus和脫硫弧菌科豐度依次增加；而雙歧桿菌和擬桿菌在高脂高膽固醇喂養(yǎng)小鼠中上述微生物豐度均減少，這一發(fā)現(xiàn)在NAFLD患者中得到進一步證實[17]。綜上所述，上述證據(jù)支持NAFLD的發(fā)生發(fā)展與腸道微生物組成失調(diào)密切相關(guān)，因為腸道微生物的失調(diào)往往伴隨著腸道屏障功能障礙，促使腸道炎癥，使腸道微生物成分以及腸道微生物產(chǎn)物通過腸黏膜屏障進入到門靜脈轉(zhuǎn)運至肝臟，導(dǎo)致肝臟炎癥以及肝臟脂肪變性，促進NAFLD的發(fā)生（圖1）。

1.2 腸道屏障功能

腸道屏障包括物理屏障、生化屏障和免疫系統(tǒng)屏障[18]。物理屏障主由黏液層、微生物和一層由緊密連接蛋白連接的腸上皮細胞支撐。生化屏障是由具有抗菌特性的分子如抗菌蛋白（包括α-防御素和β-防御素、c型凝集素、抗菌肽、溶菌酶和腸堿性磷酸酶）組成[19]。分泌型免疫球蛋白A和淋巴濾泡包含各種免疫細胞，包括B細胞、T細胞、樹突狀細胞和中性粒細胞，是免疫系統(tǒng)屏障的組成部分[18]。腸道屏障對細菌、腸腔抗原和炎癥因子等有害物質(zhì)的移位具有有效的防御作用，通常通過腸道通透性評估[20]。腸道菌群失調(diào)會導(dǎo)致腸道通透性增加，細菌移位到肝臟，導(dǎo)致炎癥細胞因子從激活的庫普弗細胞釋放[21]。已有研究表明，NAFLD患者腸道菌群失調(diào)，腸道通透性受損[22]；并且進一步的腸道微生物群紊亂引起的腸道屏障完整性受損是NASH發(fā)生的先決條件[7]。臨床研究表明NAFLD患者出現(xiàn)結(jié)腸炎，腸上皮連接黏附分子1（junction adhesion molecule 1，JAM1）表達降低[23]。高脂肪和果糖飲食中JAM1基因缺陷的小鼠表現(xiàn)出腸通透性增加、內(nèi)毒素血癥和肝臟炎癥，該研究強調(diào)了健康的腸上皮屏障在微生物菌群失調(diào)情況下阻止細菌產(chǎn)物進入門脈的重要作用[24]。其他實驗研究也表明，高脂飲食喂養(yǎng)小鼠或者大鼠后，其組織病理學(xué)表現(xiàn)為腸道炎癥細胞的浸潤，異硫氰酸熒光素酯-葡聚糖測定結(jié)果表明高脂組腸道通透率升高，熒光免疫染色分析表現(xiàn)為緊密連接蛋白如ZO-1、Occludin、Claudin-1的表達量降低，而在肝臟病理表現(xiàn)為肝臟脂肪變性[25-27]。因此，尋找調(diào)控腸道屏障的干預(yù)措施可能有助于減輕或阻止NAFLD的進展。

1.3 腸道菌群代謝物-肝軸

NAFLD發(fā)生發(fā)展中的腸道菌群除了微生物組成的差異以及數(shù)量的直觀改變以外，還有更重要的影響途徑，即其代謝物對肝臟造成的影響。越來越多的證據(jù)表明，腸道微生物群及其衍生代謝物、免疫系統(tǒng)和肝臟之間的相互作用在NAFLD的發(fā)病機制中起著關(guān)鍵作用。在NAFLD中，以腸道通透性增加形式的腸道屏障功能障礙是促進PAMPs流入門靜脈的因素，而PAMPs包括LPS、PGN、細菌DNA等腸道微生物成分，這些成分和腸道菌群衍生代謝物進入肝臟，引發(fā)促炎級聯(lián)反應(yīng)，導(dǎo)致肝臟炎癥惡化（圖1）。下文以連接腸道微生物與肝臟的“中間體”作為出發(fā)點，分別從腸道微生物組成成分與代謝物的角度闡述腸道微生物介導(dǎo)NAFLD的作用機制。

1.3.1 腸道微生物成分

1.3.1.1 脂多糖

LPS是革蘭氏陰性菌的主要外膜成分，與宿主固有免疫系統(tǒng)的激活有關(guān)。研究證實NAFLD患者和動物的血清中LPS水平均升高[28]，因此LPS引起的慢性低度炎癥是NAFLD進展的關(guān)鍵因素。Toll4是LPS和多種游離脂肪酸的模式識別受體，廣泛表達于各種類型的肝細胞，包括肝細胞、庫普弗細胞和星狀細胞[29]。LPS誘導(dǎo)的TLR4活化導(dǎo)致巨噬細胞分泌白細胞介素（interleukin，IL）-6和IL-1β等炎癥細胞因子，導(dǎo)致肝損傷和NASH[30]。除TLR4外，LBP也參與LPS的識別。LBP是一種50 kDa的糖基化蛋白，在肝臟中合成后釋放到血液中。一項臨床研究發(fā)現(xiàn)，在NAFLD或NASH患者中LBP水平升高[31]。在高脂飲食誘導(dǎo)的NAFLD動物模型中觀察到LBP基因敲除小鼠顯示出改善脂質(zhì)代謝和減輕NAFLD的多種病理特征[32]，提示LBP是NAFLD發(fā)生發(fā)展的重要因素。腸道菌群產(chǎn)生的LPS參與NAFLD發(fā)生發(fā)展的機制，與腸道屏障功能障礙有關(guān)。一些證據(jù)表明，循環(huán)系統(tǒng)中LPS的增加會損害腸道屏障功能，并導(dǎo)致腸道通透性增加，是由TLR4/髓樣分化因子（myeloid differentiation factor 88，MyD88）信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路上調(diào)肌球蛋白輕鏈激酶（myosin light chain kinase，MLCK）介導(dǎo)的[33]，進一步的研究發(fā)現(xiàn)TLR4/MyD88信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路激活轉(zhuǎn)化生長因子-β激活激酶1（transforming growth factor-β kinase activating 1，TAK-1）和核轉(zhuǎn)錄因子-κB（nuclear transcription factorκB，NF-κB）p65/p50進而激活MLCK，從而調(diào)節(jié)LPS誘導(dǎo)的腸上皮緊密連接通透性增加[34]，而通過門靜脈血進入肝臟的LPS通過TLR4激活庫普弗細胞和肝星狀細胞，從而分別促進肝臟炎癥和纖維化。此外，LPS誘導(dǎo)的核苷酸結(jié)合寡聚域（nucleotide binding oligomerization domain，NOD）樣受體熱蛋白結(jié)構(gòu)域相關(guān)蛋白3（NODlike receptor thermal protein domain associated protein 3，NLRP3）炎癥小體的激活最近被證明與NASH的進展有關(guān)[35]。綜上，LPS引起的NAFLD主要是通過TLR4、LBP和NLRP3直接作用于肝臟或者通過影響腸道屏障間接發(fā)揮促炎作用。

1.3.1.2 肽聚糖

PGN是革蘭氏陰性和革蘭氏陽性細菌細胞壁的重要組成部分，為細胞壁提供支撐和保護作用。與革蘭氏陰性細菌中發(fā)現(xiàn)的薄層細胞壁不同，PGN與脂磷壁酸（lipoteichoic acid，LTA）結(jié)合，在革蘭氏陽性細菌中形成更厚的細胞壁[36]。PGN激活宿主免疫細胞中的TLR2途徑或NOD途徑，從而促進炎癥反應(yīng)[37]。TLR2在NAFLD中的作用存在著一些爭議，在高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖小鼠中，TLR2基因敲除逆轉(zhuǎn)了胰島素抵抗和肝臟脂肪變性[38]。但是，當(dāng)飼喂蛋氨酸和膽堿缺乏的飲食時，TLR2缺乏小鼠表現(xiàn)出更嚴(yán)重的脂肪性肝炎[39]，不排除這種特殊飲食對代謝造成的影響可能與NAFLD不同。PGN通過NF-κB途徑或絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）途徑激活NOD1和NOD2，介導(dǎo)促炎因子的產(chǎn)生，為NAFLD的炎癥和胰島素抵抗奠定基礎(chǔ)[40]。有研究表明，NOD1/2－/－雙基因敲除小鼠可以抵抗肝臟脂質(zhì)堆積和炎癥浸潤[41]?？傊琍GN介導(dǎo)的肝組織炎癥損傷主要與TLR2、NOD1和NOD2的信號通路有關(guān)。

1.3.1.3 細菌DNA

細菌DNA主要通過激活巨噬細胞、自然殺傷細胞和B細胞等免疫細胞，在NAFLD的發(fā)病過程中發(fā)揮重要作用。當(dāng)細菌DNA通過內(nèi)吞作用進入核內(nèi)體后，核內(nèi)體中的TLR9識別細菌DNA衍生的CpG寡核苷酸啟動MAPK/NF-κB途徑和分泌炎性因子，如腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor，TNF-α）和IL-12[42-43]。TLR9還激活I(lǐng)kB激酶α（IkB kinase α，IKKα），IKKα募集微管相關(guān)蛋白1A/1B輕鏈3（light chain 3，LC3）干擾干擾素調(diào)節(jié)因子7（interferon regulatory factor 7，IRF7）的磷酸化，導(dǎo)致釋放I型干擾素[44]。宿主細胞中炎癥和免疫通路的激活表明細菌DNA在肝臟促炎和毒性中有一定的潛在作用。進一步的研究表明，在膽堿缺乏氨基酸限制飲食誘導(dǎo)的NASH小鼠中，TLR9-MyD88級聯(lián)通路使庫普弗細胞產(chǎn)生IL-1β，促進脂肪性肝炎、胰島素抵抗和肝纖維化[45]，而使用TLR9拮抗劑可以改善NASH小鼠的肝炎情況[46]。

1.3.1.4 細菌外膜囊泡

OMVs是由革蘭氏陰性菌和一些革蘭氏陽性菌產(chǎn)生的小球形雙層囊泡（直徑10～300 nm），這些革蘭氏陰性菌有大腸桿菌、福氏志賀菌、傷寒沙門氏菌、銅綠假單胞菌和幽門螺桿菌等[47]。OMVs從細菌外膜釋放到胞外環(huán)境中，并攜帶LPS、核酸、蛋白質(zhì)、多糖和磷脂參與宿主與細菌間的相互作用，對宿主健康產(chǎn)生潛在的影響。Vanaja等[48]報道由細胞外細菌產(chǎn)生的OMVs可以作為載體，將LPS傳遞到宿主細胞的胞漿中，在體外和體內(nèi)觸發(fā)Caspase-11依賴性效應(yīng)反應(yīng)。OMVs在細菌定植、毒力因子傳遞和疾病發(fā)病中起著重要作用，如激活腸上皮細胞、巨噬細胞這些細胞表面及細胞內(nèi)的受體，引起促炎反應(yīng)[49]。因此，OMVs可能會影響NAFLD過程中宿主與細菌的關(guān)系，但具體機制還有待探究。

1.3.2 腸道微生物代謝物

1.3.2.1 膽汁酸

BAs是一種兩親性羥基類固醇，由肝臟中膽固醇的分解代謝合成，并以膽鹽的形式從膽囊釋放到小腸[50]。腸道微生物區(qū)系將人體遠端小腸和結(jié)腸中的初級BAs如膽酸（cholic acid，CA）和鵝去氧膽酸（chenodeoxycholic acid，CDCA）轉(zhuǎn)化為次級BAs如脫氧膽酸（deoxycholic acid，DCA）、石膽酸（lithocholic acid，LCA）和熊去氧膽酸（ursodesoxycholic acid，UDCA）；在小鼠體內(nèi)，次級BAs如ω-鼠膽酸（ω-muricholic acid，ω-MCA）、豬膽酸（hyocholic acid，HCA）、鼠去氧膽酸（murideoxycholic acid，MDCA）和豬去氧膽酸（hyodeoxycholic acid，HDCA）通過腸道微生物異構(gòu)化和脫羥基作用形成[51]。在回腸末端，約95%的BAs被頂端鈉依賴性膽汁酸轉(zhuǎn)運體（apical sodiumdependent bile acid transporter，ASBT）重吸收到腸細胞中，并通過門靜脈轉(zhuǎn)移到肝臟[52]。BAs對肝細胞損傷的研究表明，疏水BAs LCA、DCA和CDCA具有細胞毒性[53]，而親水BAs UDCA、TUDCA具有細胞保護作用[54-55]。FXR是BAs的一種受體，初級BAs CDCA激活FXR信號傳導(dǎo)，而次級BAs DCA抑制這種活化并抵消CDCA的作用[56]。FXR是核激素受體家族中的一員，廣泛存在于回腸和肝臟中，通過不同的機制調(diào)節(jié)糖脂代謝。Clifford等[57]通過全面的脂肪組學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)FXR的激活在小鼠或人體中會降低肝臟中單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸的水平，并提示FXR通過減少BAs降低了對脂質(zhì)的吸收，此外，用組織特異性FXR基因敲除小鼠證明肝臟FXR控制脂肪生成基因，而腸道FXR控制脂質(zhì)吸收。BAs也可以與G蛋白偶聯(lián)受體（G protein-coupled receptor，GPR）TGR5結(jié)合，在肝組織中TGR5在庫普弗細胞和內(nèi)皮細胞中表達，其功能是調(diào)節(jié)肝臟炎癥和葡萄糖代謝。研究表明，TGR5信號可以減輕肝臟脂肪變性和炎癥，并抑制NLRP3介導(dǎo)的NASH中巨噬細胞M1極化，促進巨噬細胞M2極化，為靶向TGR5/NLRP3信號通路治療NASH提供了理論依據(jù)[58]。TGR5在控制腸道L細胞釋放胰高血糖素樣肽-1（glucagon-like peptide-1，GLP-1）從而維持葡萄糖的動態(tài)平衡方面起著關(guān)鍵作用。Zheng Xiaojiao等[59]報道了豬的主要BAs HCA與2型糖尿病患者的葡萄糖水平呈負相關(guān)，進一步研究發(fā)現(xiàn)，HCA通過激活TGR5和抑制FXR信號促進GLP-1的產(chǎn)生和分泌。激動劑激活TGR5被證明可以改善NAFLD小鼠的肝臟脂肪變性和胰島素敏感性[60]。此外，TGR5還可控制BAs組成和膽囊功能，保護肝臟免受BAs超載的影響[61]。

1.3.2.2 膽堿及膽堿相關(guān)代謝物

膽堿被認為是一種基本營養(yǎng)素，可以影響肝臟的多種生理過程，如脂質(zhì)和膽固醇新陳代謝。臨床前研究表明，膽堿水平降低可通過減少極低密度脂蛋白（very low-density lipoprotein，VLDL）從肝細胞的外流而導(dǎo)致脂肪肝[62]，并且膽堿缺乏的飲食一直被用來誘導(dǎo)嚙齒類動物的脂肪性肝炎。TMA是膽堿經(jīng)腸道微生物分解代謝的產(chǎn)物，通過門靜脈到達肝臟，被含黃素的肝臟單加氧酶氧化形成TMAO，而TMAO被認為是早期代謝綜合征的新生物標(biāo)志物[63]。已有研究表明TMAO通過調(diào)節(jié)BAs代謝和抑制NAFLD的FXR信號而加重肝臟脂肪變性[64]。一項采用肝組織病理確診的病例對照研究結(jié)果表明，研究對象TMAO水平與膽堿水平呈正相關(guān)，NAFLD組TMAO水平顯著高于對照組，隨著血清TMAO水平增加，NAFLD發(fā)病風(fēng)險增加[65]。但TMAO與NAFLD發(fā)生的具體作用機制還有待進一步研究。

1.3.2.3 短鏈脂肪酸

SCFAs是最重要的腸道菌群代謝物，是在腸道（盲腸和結(jié)腸）中通過發(fā)酵無法消化的碳水化合物而產(chǎn)生的，以醋酸、丙酸和丁酸為主。SCFAs可被腸道高效地吸收（90%～95%），而沒有被腸道細胞吸收的SCFAs通過門靜脈輸送到肝臟，在肝臟中丙酸可以用于糖異生，醋酸或丁酸鹽可以作為脂肪生成的底物[66]。由此可見，腸道微生物來源的SCFAs對肝臟代謝具有調(diào)節(jié)作用。SCFAs還可以作為GPR的配體，如GPR41和GPR43，調(diào)節(jié)分子信號轉(zhuǎn)導(dǎo)[67]。研究表明，口服醋酸、丙酸和丁酸的混合物可以降低脂肪生成相關(guān)基因的表達，增加脂肪酸氧化相關(guān)蛋白基因的表達，降低肝臟中的總脂肪含量[68]。den Besten等[69]在小鼠飲食中添加SCFAs，結(jié)果表明SCFAs可通過降低過氧化物酶體增殖物激活受體γ（peroxisomal proliferator-activated receptor γ，PPARγ）的表達和活性預(yù)防和逆轉(zhuǎn)高脂肪飲食誘導(dǎo)的代謝異常。但最近的一項研究報道了攝取果糖后肝臟脂質(zhì)合成的另一種機制，即結(jié)腸微生物利用果糖產(chǎn)生的乙酸鹽在?；o酶A合成酶短鏈家族成員2的作用下轉(zhuǎn)化為乙酰輔酶A，有助于小鼠肝臟的新生脂肪生成[70]。此外，SCFAs對肝臟的影響可能繼發(fā)于腸道屏障功能的改善，SCFAs可保護肝臟免受門靜脈LPS的影響。研究表明，丁酸鹽可以調(diào)節(jié)腸道菌群，改善腸道完整性，進而減少小鼠體內(nèi)LPS濃度及其引起的炎癥，從而預(yù)防飲食誘導(dǎo)的脂肪性肝炎[71]?？傊?，腸道微生物代謝產(chǎn)的SCFAs可能通過調(diào)節(jié)肝臟代謝和炎癥反應(yīng)對NAFLD的發(fā)展具有一定的有益作用。為了充分了解腸-肝軸在NAFLD中的作用，有必要確定每種微生物代謝產(chǎn)生的SCFAs在NAFLD患者中的實際作用。

1.3.2.4 內(nèi)源性乙醇

研究表明，NAFLD患者的內(nèi)源性乙醇含量明顯高于健康人[72]。腸道完整性受損部分與內(nèi)源性乙醇的產(chǎn)生有關(guān)，來自NAFLD患者的特定腸道菌株（肺炎克雷伯菌）具有產(chǎn)高水平內(nèi)源性乙醇的能力，從而加劇了腸屏障功能受損和肝脂肪變性[73]。內(nèi)源性乙醇可以抑制三羧酸循環(huán)，增加乙酸水平，從而促進甘油三酯在肝細胞中的積累[74]。由內(nèi)源性乙醇產(chǎn)生的乙醛對肝細胞有一定毒性，具有氧化依賴性代謝和細胞毒作用，可進一步加重肝損傷[75]?？傊瑑?nèi)源性乙醇可能通過增加腸道通透性、乙酸水平和乙醛的形成來導(dǎo)致肝損傷，從而參與NAFLD的發(fā)病。

1.3.2.5 琥珀酸、苯乙酸和3-(4-羥基苯基)乳酸

琥珀酸是一種細胞外信號分子，也是檸檬酸循環(huán)的中間產(chǎn)物，在NAFLD患者的糞便、血清和肝臟樣本中豐度均有所增加，可能是通過導(dǎo)致α-平滑肌肌動蛋白（纖維化反應(yīng)的生物標(biāo)志物）的產(chǎn)生促進非酒精性脂肪肝的發(fā)生發(fā)展[76]。同時，它也是一種重要的代謝物，由哺乳動物細胞和腸道微生物（如擬桿菌科和普氏菌屬）產(chǎn)生[77]，而這些微生物在NASH患者的糞便樣本中有所增加[78]。最近的一項研究表明，血漿苯乙酸與人類肝臟脂肪變性和NAFLD活性評分相關(guān)[79]，它是螞蟻后胸膜腺分泌物的產(chǎn)物，也是人體苯乙胺的氧化產(chǎn)物。腸道細菌也能產(chǎn)生苯乙酸，苯乙酸通過誘導(dǎo)人原代肝細胞甘油三酯積累和促進相關(guān)脂質(zhì)代謝基因的表達促進NAFLD的發(fā)生[79]。NAFLD患者血清樣本中3-(4-羥基苯基)乳酸水平也高于對照組，3-(4-羥基苯基)乳酸是由細菌酶如D-氫化酶和苯乳酸輔酶A轉(zhuǎn)移酶合成的，可由腸道微生物產(chǎn)生，并且與肝臟脂肪變性和纖維化有共同的基因效應(yīng)[80]。琥珀酸、苯乙酸和3-(4-羥基苯基)乳酸是促進NAFLD發(fā)生的腸道微生物代謝產(chǎn)物，可作為NAFLD的診斷標(biāo)志物，應(yīng)提出減少微生物生產(chǎn)琥珀酸、苯乙酸和3-(4-羥基苯基)乳酸的策略，從而抑制NAFLD的發(fā)展。

2 以腸-肝軸為靶點通過營養(yǎng)干預(yù)改善NAFLD的研究進展

飲食模式是NAFLD的主要誘因，長期攝入過多的熱量，特別是富含精制碳水化合物、飽和脂肪或果糖的飲食，與NAFLD的發(fā)病密切相關(guān)。這種飲食模式可能導(dǎo)致胰島素抵抗和脂質(zhì)代謝紊亂，導(dǎo)致肝脂肪變性、炎癥和纖維化。有研究表明，長期攝入過量的能量可能會導(dǎo)致腸道微生物群失衡，并對NAFLD的發(fā)展產(chǎn)生深遠的影響[81]。目前已發(fā)現(xiàn)能夠維持和調(diào)節(jié)腸道菌群的膳食補充劑，包括益生菌、功能性低聚糖、膳食纖維、ω-3多不飽和脂肪酸（ω-3 polyunsaturated fatty acids，ω-3 PUFA）、多酚等，已證明這些膳食補充劑可通過腸-肝軸保護和改善NAFLD，涉及維持腸道微生物群平衡、維持BAs穩(wěn)態(tài)、加強腸道屏障功能、減少細菌易位以及減少腸道細菌產(chǎn)生的有害成分和代謝物（表1）。因此，以腸-肝軸為靶點，制定具體的營養(yǎng)干預(yù)措施，可能是提高NAFLD患者健康狀況的重要策略。

表1 改善NAFLD的營養(yǎng)干預(yù)及其作用機制Table 1 Nutritional interventions to improve NAFLD and their mechanisms of action

2.1 益生菌

益生菌是指為宿主帶來健康益處或改善病理條件的足夠數(shù)量的活微生物菌株[98]。最新的一項臨床試驗表明益生菌可保護NAFLD患者免受腸道通透性增加，并且穩(wěn)定黏膜免疫功能[99]。動物實驗也表明，給予高脂高膽固醇飲食的小鼠青春雙歧桿菌和鼠李糖乳桿菌后，發(fā)現(xiàn)這些益生菌可通過調(diào)節(jié)腸道微生物，增加腸道SCFAs的濃度抑制NAFLD的發(fā)展[82]?？诜嫔A(yù)處理小鼠還可降低LPS水平，增強腸細胞的腸道通透性，減少肝臟損傷和細菌易位，進而改善西方飲食引起的NAFLD[83]。益生菌也可通過影響B(tài)As途徑來緩解NAFLD，例如口服干酪乳桿菌YRL577后，NAFLD小鼠體內(nèi)的脂質(zhì)代謝、氧化應(yīng)激和促炎細胞因子水平下降，并且口服干酪乳桿菌YRL577上調(diào)了FXR和成纖維細胞生長因子15的mRNA水平，下調(diào)了ASBTmRNA水平[84]，這些結(jié)果說明干酪乳桿菌YRL577對腸道膽汁途徑中基因的影響可能有助于NAFLD的減輕?？偟膩碚f，不同的益生菌菌株可以從不同方面改善NAFLD，可考慮作為NAFLD膳食補充策略，但是仍需要進行進一步的臨床研究。

2.2 功能性低聚糖

功能性低聚糖近年來已成為改善NAFLD的研究熱點。功能性低聚糖是一種益生元，研究已經(jīng)證明其可促進腸道有益菌的增殖，抑制病原菌，可參與控制糖脂代謝、免疫和氧化損傷[100]。低聚木糖可通過改善肝臟氧化代謝和影響腸道微生物來改善Wistar大鼠的NAFLD[85]，此外，經(jīng)谷氨酸鈉注射后用常規(guī)飲食誘導(dǎo)的肥胖小鼠，灌胃果聚糖后，改善了脂肪性肝炎，逆轉(zhuǎn)了內(nèi)臟脂肪含量的增加，并且增加了丁酸的水平[86]。殼聚糖對飲食型肥胖小鼠的肝臟有一定保護作用，明顯減輕肝脂肪變性，調(diào)節(jié)脂質(zhì)相關(guān)通路，尤其是抑制脂肪酸合成相關(guān)基因和炎癥相關(guān)基因的表達，更重要的是，殼聚糖還降低了腸道菌群中Mucispirillum的豐度，增加了糞球菌屬的豐度，并通過上調(diào)緊密連接相關(guān)基因的表達來保護腸道屏障[87]。張廷婷等[88]用黑木耳及其多糖干預(yù)大鼠的飲食，結(jié)果發(fā)現(xiàn)均顯著增加了盲腸內(nèi)SCFAs的含量，推測可能通過上調(diào)副擬桿菌屬和擬桿菌屬等產(chǎn)SCFAs菌群豐度來產(chǎn)生對機體有益的SCFAs以促進血脂代謝，二者還顯著提高了大鼠糞便菌群中紫紅球菌科或非消化糖桿菌屬豐度，顯著下調(diào)了促炎菌普雷沃菌屬豐度，緩解高脂飲食攝入造成的肝炎。上述動物研究結(jié)果表明，在食物中加入低聚糖是一種有益于肝臟健康的干預(yù)方式，未來有望通過臨床試驗來評估寡糖對NAFLD患者的療效。

2.3 膳食纖維

膳食纖維是一種不可消化的碳水化合物，含有3 個或3 個以上的單體單元，包括在谷物、豆類、水果和蔬菜等植物性飲食中[101]。研究表明，膳食纖維的攝入可阻止NAFLD的發(fā)展[102]，增加營養(yǎng)膳食纖維的攝入可降低NAFLD患者血清Zonulin（腸道通透性標(biāo)志物）水平，降低肝臟酶活力，改善肝臟脂肪變性，這可能是通過改變腸通透性引起的[89]。菊粉是一種在草本植物中發(fā)現(xiàn)的不可消化的膳食纖維，菊粉通過增加NAFLD小鼠腸道微生物群落的豐度（如阿克曼氏菌和雙歧桿菌）以及降低Blautia豐度，提高了乙酸、丙酸和丁酸的含量，并抑制LPS TLR4-Mψ-NF-κB-NLRP3炎癥途徑而阻止NAFLD的發(fā)生[90-91]。此外，食用來自大豆殼的不溶性膳食纖維引起糞便微生物組成的改變，增加了有益菌如乳酸菌和雙歧桿菌的豐度[103]。因此，膳食纖維的攝入從某種程度上來說對NAFLD具有一定的改善作用。

2.4 ω-3 PUFA

ω-3 PUFA的來源包括植物油中的α-亞麻酸和魚油中的EPA和DHA，其中EPA和DHA具有抗脂肪和抗氧化作用，可以預(yù)防或改善炎癥或NAFLD[92]。ω-3 PUFA有可能成為預(yù)防和治療NAFLD的一種支持性選擇。ω-3 PUFA通過3 種主要途徑影響腸道微生物群：1）調(diào)節(jié)腸道微生物的種類和數(shù)量；2）改變LPS和IL-17等促炎癥介質(zhì)的水平；3）調(diào)節(jié)SCFA或SCFA鹽的含量[93]，進而改善NAFLD。此外，細胞水平的研究進一步揭示了ω-3 PUFA對人體細胞模型BAs穩(wěn)態(tài)的影響，ω-3 PUFA降低了BAs合成相關(guān)基因的表達，產(chǎn)生毒性較小的BAs池，并且所產(chǎn)生健康的BAs譜已被確認為FXR配體，從而有助于維持肝臟健康和抑制肝臟炎癥[94]。綜上，ω-3 PUFA有可能成為預(yù)防和治療NAFLD的一種支持性選擇。

2.5 多酚

多酚屬于植物中自然存在的高度多樣化的一類化合物，各種多酚已被證明通過減輕胰島素抵抗、氧化損傷和炎癥以及加速脂肪酸β氧化，對NAFLD具有保護作用[104-105]。此外，多酚還具有調(diào)節(jié)腸道屏障功能完整性的功能。一項研究表明姜黃素對NAFLD大鼠腸屏障完整性有促進作用，免疫組化和Western Blot分析顯示，NAFLD大鼠回腸遠端組織ZO-1蛋白表達水平降低，但經(jīng)灌胃姜黃素（200 mg/kg）4 周后得到恢復(fù)，此項研究強調(diào)了姜黃素通過改善體內(nèi)腸屏障完整性，可能在NAFLD治療中發(fā)揮作用[95]。也有研究報道了野生藍莓多酚提取物對高脂高糖飲食肥胖小鼠腸道微生物的調(diào)節(jié)作用，并且對結(jié)腸上皮黏液層有一定的恢復(fù)作用，為黏膜相關(guān)共生菌提供合適的生態(tài)位，進而改善局部或者全身的健康狀態(tài)[96]。蘋果多酚提取物能夠調(diào)節(jié)高脂飲食小鼠腸道微生物組成的多樣性，增加阿克曼氏菌的豐度，同時通過抑制BAs的合成共同減輕NAFLD小鼠的肝臟脂肪變性[97]。因此，通過靶向腸-肝軸這些途徑可說明多酚對肝臟健康有一定保護作用。

3 結(jié)語

腸道微生物組成與NAFLD密切相關(guān)，通過其自身成分或代謝產(chǎn)物介導(dǎo)NAFLD的發(fā)生發(fā)展。細菌內(nèi)毒素、PGN、細菌DNA和OMVs誘導(dǎo)的炎癥可能加速NAFLD的發(fā)展和NASH的發(fā)生。NAFLD患者出現(xiàn)腸道生物失調(diào)和腸屏障功能受損，進而加重肝組織對細菌成分的攝取，從而加劇免疫反應(yīng)。腸道微生物產(chǎn)生的關(guān)鍵代謝物包括次級BAs、TMA及其氮氧化物、SCFAs、內(nèi)源性乙醇以及近年來新發(fā)現(xiàn)的代謝物如琥珀酸鹽、苯乙酸和3-(4-羥基苯基)乳酸，在宿主代謝、免疫細胞系統(tǒng)和氧化還原穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮調(diào)節(jié)作用，從而從根本上改變NAFLD的進展。盡管有關(guān)腸道微生物與肝病相互作用的研究取得了一些進展，但其潛在的機制尚未完全闡明。關(guān)于腸道微生物衍生因子對NAFLD的作用機制，需要對其細胞受體和宿主上潛在的信號通路進行全面的描述，因此需要更廣泛的實驗和臨床研究。通過營養(yǎng)干預(yù)以腸道微生物群衍生因子和相關(guān)宿主細胞信號通路為目標(biāo)，將為干預(yù)NAFLD提供一種新策略。膳食營養(yǎng)補充劑參與NAFLD的改善作用，有助于維持腸道微生物的穩(wěn)態(tài)，從而改善腸屏障功能，維持有益代謝產(chǎn)物的穩(wěn)態(tài)，并減少細菌和有害因子向肝臟的遷移。需要更進一步研究特定營養(yǎng)素對腸-肝軸有益作用的機制，從而為預(yù)防和改善NAFLD提供依據(jù)。