胰高血糖素样肽－1在非酒精性脂肪性肝病治疗中的研究进展

周市委 朱敏

（复旦大学附属华山医院老年病科，上海 200040）

早在1980年人们就已经认识到，非酒精性脂肪性肝病（nonalcoholic fatty liver disease，NAFLD）是一种在临床及组织病理学上和酒精性肝病相仿，但患者无饮酒史或很少饮酒的肝脏疾病［1］。NAFLD包括一系列病变，从单纯性脂肪肝（simple hepatic steatosis）到非酒精性脂肪性肝炎（nonalcoholic steatohepatitis，NASH），后者可进一步发展为肝纤维化、肝硬化，甚至肝细胞癌［2－3］。随着西方生活方式的流行，NAFLD的发病率逐年升高，尤其在肥胖的人群中高达20%［3］，成为西方国家肝酶异常及隐源性肝硬化的首要原因［4］。基于中国人群的研究［5］显示，NAFLD在人群中患病率达到15%，并且随着肥胖及代谢综合征的流行仍在继续上升。NAFLD被认为是代谢综合征的肝脏表现［6］，其发病机制包括胰岛素抵抗、线粒体功能障碍、炎症因子、氧化应激、内质网应激及凋亡等［7－8］，其中胰岛素抵抗被认为是NAFLD的病理生理基础［8］。胰高血糖素样肽－1（glucagon－like peptide－1，GLP－1）及其相关药物，因具有改善胰岛素抵抗、降低体质量等作用，已经越来越多地被应用于NAFLD的治疗研究中［9］。本文就GLP－1及其相关药物在 NAFLD治疗中的研究进展作一综述。

1 GLP－1

1.1 结构 早在20世纪初，人们就已经认识到摄入营养物质会刺激肠粘膜释放某种因子，而这种因子能够刺激胰腺分泌具有降糖作用的物质。随后进一步的研究发现，口服葡萄糖刺激胰岛素分泌的量显著大于静脉输注葡萄糖所引起的胰岛素释放量，这种现象被称为“肠促胰岛素”效应。而具有这种效应的因子被称为肠促胰岛素（incretin）。肠促胰岛素包括葡萄糖依赖性促胰岛素多肽（glucose－dependent insulinotropic peptide，GIP）和 GLP－1。GLP－1是在对哺乳动物胰高血糖素原基因的克隆和序列测定过程中发现的［10］。胰高血糖素原基因在胰岛的α细胞、少数脑干神经元和肠内的神经内分泌细胞－L细胞内均有表达，通过组织特异性翻译后修饰，最终在不同的组织内形成各自不同的终末产物。分泌GLP－1的L细胞主要分布在远端回肠及近端结肠。在肠道L细胞中，胰高血糖素原基因编码产生肠高血糖素样肽、胃泌酸调节素（oxyntomodulin）、37个残基的GLP－1和35个残基的GLP－2，这一过程需要激素原转化酶－1的参与。GLP－2在体内无促进胰岛素分泌的作用。新合成的GLP－1（1～37）是无活性的肽链，需进一步水解切除6个氨基酸，成为具有生物活性的 GLP－1（7～37），其中一部分分子C－端的1个氨基酸被分解，余端被酰胺化为具有生物活性的 GLP－1（7～36）酰胺。GLP－1（7～36）酰胺是人体内GLP－1主要的天然存在形式，约占80%。因以上GLP－1的两种活性形式在2位上均包含一个丙氨酸残基，因此在体内会被二肽基肽酶－4（dipeptidyl peptidase－4，DPP－4）很快降解为无活性的GLP－1（9～37）或 GLP－1（9～36）酰胺，天然GLP－1在体内半衰期只有大约2 min［11］。食物摄入，特别是富含脂肪和碳水化合物的食物，是体内生理刺激GLP－1分泌最主要的机制［10］。

1.2 生物学作用 GLP－1的生物学作用是依靠GLP－1和细胞上的 GLP－1受体（glucagon－like peptide－1 receptor，GLP－1R）结合实现的。GLP－1R 属于7次跨膜受体家族，在人体内分布广泛，包括胰岛α细胞、β细胞、δ细胞，肺、心脏、肾脏、胃、小肠、垂体、皮肤组织、迷走神经节神经元以及下丘脑和脑干部位的少数区域均有表达［10］。最近研究［12］还显示，在人肝细胞上亦有GLP－1R的表达 。因此GLP－1在人体内的生物学作用非常广泛。

GLP－1作用于胰腺，可与胰岛β细胞上的GLP－1R结合，激活腺苷酸环化酶，增加cAMP的产生，刺激胰岛素的分泌，还能够与葡萄糖协同促进胰岛素基因转录，增加胰岛素mRNA的稳定性及其生物合成。GLP－1能够恢复胰岛β细胞对葡萄糖的敏感性，进而改善胰岛β细胞对葡萄糖作出反应的能力。GLP－1的肠促胰岛素作用具有葡萄糖浓度依赖性［10］。GLP－1能够作用于胰岛α细胞，抑制胰高血糖素分泌，刺激δ细胞分泌生长抑素。GLP－1还能够刺激β细胞的增殖，抑制β细胞的凋亡，诱导干细胞向β细胞分化，从而增加β细胞的数量［10］，而这些作用均需要胰十二指肠同源盒因子（PDX－1）的参与。

此外，GLP－1可与大脑中负责调节食物摄取区域的GLP－1R结合，发挥抑制食欲、增加饱腹感等作用，从而达到减少摄食的目的。GLP－1作为一种肠肽类激素可通过与胃肠道的GLP－1R结合，延缓胃排空和肠道蠕动，抑制胃酸和五肽胃泌素的分泌，进而减少餐后血糖骤升，并可减轻体质量。另有研究表明，GLP－1可能作用于心血管系统，起到降低收缩压、减少心血管危险因素及改善缺血心肌功能等作用。GLP－1还可作用于肝脏，增加糖原的合成，促进肝脏对葡萄糖的摄取利用，而不依赖胰岛素，但这些效应有待进一步研究。

1.3 相关药物 随着GLP－1生物学作用的不断发现，GLP－1相关药物的开发及临床研究倍受关注。目前临床上GLP－1相关药物主要分两大类：GLP－1受体激动剂和 DPP－4抑制剂［13］。GLP－1受体激动剂包括Exenatide、Liraglutide等，通过皮下注射起作用，降糖的同时能减轻体质量且不增加低血糖反应；其最常见的不良反应是恶心和呕吐等胃肠道不适，这些不良反应往往随着用药时间的延长逐渐减轻。DPP－4抑制剂包括 Sitagliptin、Vildagliptin、Saxagliptin等，这些药物口服给药较方便，通过抑制体内GLP－1的降解，增加内源性的GLP－1而发挥作用，对体质量无明显影响，其常见的不良反应有鼻咽炎、接触性皮炎、骨关节炎等［13］。因为上述这些药物具有包括降糖在内的多方面的代谢改善效应，因此除被应用于糖尿病的治疗外，对这些药物在NAFLD治疗中的作用研究也日渐增多［9］。

2 GLP－1在NAFLD治疗中的研究进展

2.1 实验动物研究 2006年 Ding等［14］用 Exendin－4（GLP－1受体激动剂，10μg／kg或20μg／kg）处理ob／ob小鼠60 d，收集小鼠血清测定胰岛素、脂联素、空腹血糖、血脂及转氨酶水平，取肝脏组织进行组织学观察，行实时定量PCR分析氧化应激水平。结果显示，经过Exendin－4治疗，ob／ob小鼠体质量减轻，血糖下降，肝脏脂肪化程度明显减轻。稳态模型评估显示，Exendin－4改善了ob／ob小鼠的胰岛素敏感性。通过测定氧化应激的标志物—硫代巴比妥酸反应产物，显示Exendin－4显著降低了氧化应激水平。研究者们同时分离大鼠肝细胞进行体外细胞培养，结果显示经过Exendin－4处理后细胞内的酯酰辅酶A去饱和酶－1及脂肪酸合成相关的基因表达水平下降，cAMP及脂肪酸氧化的相关基因表达显著上调。因此Exendin－4可能通过抑制脂肪酸从头合成和增加脂肪酸β氧化，对肝细胞的脂质代谢起直接的作用。

Pocai等［15］利用一种长效的 GLP－1受体激动剂Oxyntomodulin（OXM）处理饮食诱导的肥胖小鼠，发现OXM能够减轻体质量，减少食物摄入，降低血糖和血脂。同时还发现OXM能够增加脂肪酸氧化，进而减轻肝脏脂肪变性的程度，提示GLP－1受体激动剂可能会对NAFLD有治疗作用。

Mells等［16］分别用正常饮食和含高果糖高反式脂肪的饮食喂养雄性C57BL／6J小鼠，8周后将其各分为2组，分别用利拉鲁肽或0.9%氯化钠液处理4周。在第6周时行高胰岛素正糖钳夹试验，测定胰岛素敏感性，结果显示经过高果糖高反式脂肪饮食喂养6周后的小鼠表现出明显的肝脏胰岛素抵抗，而利拉鲁肽治疗能够减少内脏脂肪和肝脏质量，改善高血压减轻心脏肥大；同时发现经过利拉鲁肽治疗后，小鼠肝内的脂肪酸结合蛋白、乙酰辅酶A氧化酶II、超长链脂肪酸辅酶A脱氢酶及微粒体三酰甘油转运蛋白均显著增加。因此可以推断，利拉鲁肽能够改善胰岛素敏感性，并且通过增加脂质转运及增加脂质β氧化等多种机制减少肝内的脂质积聚。

Trevaskis等用高脂肪饮食喂养ob／ob小鼠和C57BL／6J小鼠，建立非酒精性脂肪肝炎模型，然后用AC3174（GLP－1受体激动剂）进行治疗，发现经过治疗，小鼠的体质量、肝脏质量、肝脏内脂质含量均显著下降。提示GLP－1受体激动剂能够改善非酒精性脂肪性肝炎的代谢、生化及组织病理参数，有望被进一步开发成为治疗NAFLD的有效药物。

DPP－4是体内快速降解GLP－1的关键酶，Ben－Shlomo等［17］利用DPP－4基因敲除的大鼠来研究慢性升高GLP－1对肝脏脂质代谢及胰岛素敏感性的影响。结果显示，高脂饮食喂养的模型大鼠肝内三酰甘油含量减少，脂质生成相关的酶类表达下调，而脂肪酸β氧化的酶类表达上调。同时细胞实验也证实，GLP－1增加肝细胞内cAMP的含量，引起AMPK的磷酸化，进而抑制脂质从头合成。

内质网应激在单纯性脂肪肝进一步恶化的过程中起着非常关键的作用，而自噬被证明对内质网应激诱导的细胞死亡有一定的保护作用。Sharma等［18］分别用饱和脂肪酸、顺式不饱和脂肪酸及反式不饱和脂肪酸处理人原代肝细胞，发现经过Exendin－4处理后，脂肪酸诱导的脂肪化程度明显减轻。进一步探究其机制发现，经过Exendin－4处理的肝细胞内GRP78水平上升而CHOP水平下降，同时还发现与自噬相关的标志物Beclin－1和LC3BII生成增加，通过透射电镜观察到自噬增加。因此GLP－1能够通过抑制内质网应激反应而减少脂肪酸诱导的细胞凋亡，还可通过上调自噬作用和配体介导的自噬作用减少细胞内的脂质积聚，从而阻止病变的进一步进展。

2.2 临床研究 2010年Gupta等［12］分别用蛋白印迹、实时定量PCR及免疫荧光等方法首次证明了人类原代肝细胞上存在GLP－1的受体，并且观察到当GLP－1与受体结合后会内陷入胞浆内。用棕榈酸和油酸处理 HuH7细胞，再用 Exendin－4（GLP－1受体激动剂）干预能够减少细胞内的三酰甘油含量。进一步的分析显示，上述效应可能与Exendin－4增加了胰岛素信号转导途径中的 AKt、PDK－1、PKC－ζ等的磷酸化有关。

Svegliati－Baroni等［19］研究发现，非酒精性脂肪性肝炎的患者和高脂饮食喂养的大鼠肝脏细胞上GLP－1受体的表达均较正常下调。用Exenatide（100 nM）处理后，发现PPARγ表达增加，JNK磷酸化减少，PKA活性增强，AMPK磷酸化增加，PPARα的活性增加。这说明GLP－1对肝细胞有直接的作用，能够激活脂肪酸β氧化及胰岛素敏感性相关的基因，因此GLP－1类似物可能作为一种治疗药物来改善非酒精性脂肪性肝炎患者的肝脏胰岛素抵抗。

Kenny等［20］进行了一项前瞻性的队列研究，旨在衡量Exenatide对经组织学活检证实伴有NAFLD的2型糖尿病肝脏病变的效应。8个成年2型糖尿病患者，经活检证实有NAFLD，起始时Exenatide每天2次，每次5μg皮下注射，至第4周时每次剂量增加为10μg；其中有1个患者在第20周时因为恶心和腹痛而停止治疗，剩余的7个患者完成了28周的治疗。研究结束时受试者肝脏活检组织病理学评分、体质量、空腹血糖、糖化血红蛋白、谷丙转氨酶均较基线水平显著改善。虽然该项研究样本量较少，且缺乏对照组，不足以判断Exenatide在治疗NAFLD中的安全性和有效性，但仍提示我们Exenatide可能有改善NAFLD组织学及代谢学指标的作用。这项研究也印证了Tushuizen等［21］的病例报告，这篇病例报告中59岁的2型糖尿病患者采用二甲双胍联合Exenatide治疗44周，肝内脂肪含量由最初的15.8%降至4.3%，肝酶也显著下降。因此，GLP－1受体激动剂可能能够应用于NAFLD的临床治疗。

3 总结与展望

NAFLD作为一种常见的肝脏疾病，尽管目前其发病机制不断得到揭示，但仍缺少特别有效的治疗药物。在本文中，我们总结了GLP－1受体激动剂及DPP－4抑制剂在NAFLD治疗中的作用。GLP－1受体激动剂及DPP－4抑制剂通过改善胰岛素敏感性、抑制肝内脂肪酸的从头合成、抑制摄食减轻体重、促进自噬减少肝细胞内脂肪聚集、抑制内质网应激减少肝细胞凋亡等多种途径改善代谢指标，阻止NAFLD的进展，给我们带来治疗NAFLD的新希望，但其具体作用机制尚未完全阐明，相关临床研究很少。因此进一步探究其作用机制，对开发有效治疗NAFLD的新药意义重大。

［1］ Ludwig J，Viggiano T R，Mcgill D B，et al.Nonalcoholic steatohepatitis：Mayo Clinic experiences with a hitherto unnamed disease［J］.Mayo Clin Proc，1980，55（7）：434－438.

［2］ Bhala N，Angulo P，van der Poorten D，et al.The natural history of nonalcoholic fatty liver disease with advanced fibrosis or cirrhosis：an international collaborative study［J］.Hepatology，2011，54（4）：1208－1216.

［3］ 杨秉辉.非酒精性脂肪性肝病与肝癌［J］.中国临床医学，2011，18（1）：1－2.

［4］ Farrell G C，Larter C Z.Nonalcoholic fatty liver disease：from steatosis to cirrhosis［J］.Hepatology，2006，43（2 Suppl 1）：S99－S112.

［5］ Fan J G，Farrell G C.Epidemiology of non－alcoholic fatty liver disease in China［J］.J Hepatol，2009，50（1）：204－210.

［6］ Sanyal A J.Mechanisms of Disease：pathogenesis of nonalcoholic fatty liver disease［J］.Nat Clin Pract Gastroenterol Hepatol，2005，2（1）：46－53.

［7］ Marra F，Gastaldelli A，Svegliati B G，et al.Molecular basis and mechanisms of progression of non－alcoholic steatohepatitis［J］.Trends Mol Med，2008，14（2）：72－81.

［8］ 赵玲，徐勉.非酒精性脂肪性肝病与脂联素及胰岛素抵抗的关系［J］.微循环学杂志，2009，19（1）：52－55.

［9］ Van Wagner L B，Rinella M E.The role of insulin－sensitizing agents in the treatment of nonalcoholic steatohepatitis［J］.Therap Adv Gastroenterol，2011，4（4）：249－263.

［10］ Baggio L L，Drucker D J.Biology of incretins：GLP－1 and GIP［J］.Gastroenterology，2007，132（6）：2131－2157.

［11］ Drucker D J.The biology of incretin hormones［J］.Cell Metab，2006，3（3）：153－165.

［12］ Gupta N A，Mells J，Dunham R M，et al.Glucagon－like peptide－1 receptor is present on human hepatocytes and has a direct role in decreasing hepatic steatosis in vitro by modulating elements of the insulin signaling pathway［J］.Hepatology，2010，51（5）：1584－1592.

［13］ Lotfy M，Singh J，Kalasz H，et al.Medicinal Chemistry and Applications of Incretins and DPP－4 Inhibitors in the Treatment of Type 2 Diabetes Mellitus［J］.Open Med Chem J，2011，5（Suppl 2）：82－92.

［14］ Ding X，Saxena N K，Lin S，et al.Exendin－4，aglucagonlike protein－1 （GLP－1）receptor agonist，reverses hepatic steatosis in ob／ob mice［J］.Hepatology，2006，43（1）：173－181.

［15］ Pocai A，Carrington P E，Adams J R，et al.Glucagon－like peptide 1／glucagon receptor dual agonism reverses obesity in mice［J］.Diabetes，2009，58（10）：2258－2266.

［16］ Mells J E，Fu P P，Sharma S，et al.Glp－1 analog，liraglu－tide，ameliorates hepatic steatosis and cardiac hypertrophy in C57BL／6J mice fed a Western diet［J］.Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol，2012，302（2）：G225－G235.

［17］ Ben－Shlomo S，Zvibel I，Shnell M，et al.Glucagon－like peptide－1 reduces hepatic lipogenesis via activation of AMP－activated protein kinase［J］.J Hepatol，2011，54（6）：1214－1223.

［18］ Sharma S，Mells J E，Fu P P，et al.GLP－1 analogs reduce hepatocyte steatosis and improve survival by enhancing the unfolded protein response and promoting macroautophagy［J］.PLoS One，2011，6（9）：e25269.

［19］ Svegliati－Baroni G，Saccomanno S，Rychlicki C，et al.Glucagon－like peptide－1 receptor activation stimulates hepatic lipid oxidation and restores hepatic signalling alteration induced by a high－fat diet in nonalcoholic steatohepatitis［J］.Liver Int，2011，31（9）：1285－1297.

［20］ Kenny P R，Brady D E，Torres D M，et al.Exenatide in the treatment of diabetic patients with non－alcoholic steatohepatitis：a case series［J］.Am J Gastroenterol，2010，105（12）：2707－2709.

［21］ Tushuizen M E，Bunck M C，Pouwels P J，et al.Incretin mimetics as a novel therapeutic option for hepatic steatosis［J］.Liver Int，2006，26（8）：1015－1017.