非酒精性脂肪肝疾病发生机制研究新进展

任路平 宋光耀 (河北省人民医院内分泌一科，河北 石家庄 050000)

非酒精性脂肪肝疾病(NAFLD)是一种无过量饮酒史的以肝实质细胞脂肪变性和脂肪贮积为特征的临床病理综合征，疾病谱随病程的进展而表现不一，包括单纯性脂肪肝、非酒精性脂肪性肝炎(NASH)、肝硬化甚至肝细胞癌〔1〕。NAFLD是西方国家最常见的慢性肝病，在亚洲国家NAFLD的发病率也逐渐增加〔2〕。因此，NAFLD的发病机制已成为全球关注的医学研究热点。

1 NAFLD的肝外发病机制

1.1 NAFLD和胰岛素抵抗(IR) 很多研究表明外周的IR和NAFLD的发生发展关系密切〔3〕。几乎所有的NAFLD患者都存在周围组织和肝脏的IR，且IR的严重程度与NAFLD的病情进展相关〔4〕，外周IR可作为脂肪肝形成的独立危险因素。研究表明，NAFLD患者整体葡萄糖利用率降低50%，胰岛素抑制内源葡萄糖产生的能力下降，提示有肝IR。尽管NAFLD和IR的相关关系明确，但是二者的因果关系尚不明确。一些学者认为是外周IR引起了脂肪肝，其可能机制是:在脂肪组织IR的情况下，胰岛素抑制游离脂肪酸(FFA)利用的能力也下降，使FFA储存在脂肪细胞的能力下降，脂肪组织脂解增加，血FFA水平继而升高，通过血循环进入肝脏，进而促使肝脏甘油三酯(TG)合成增加。然而，有些研究发现NAFLD可以在无外周IR的情况下发生，一研究表明正常血糖血脂的非肥胖患者也可出现NAFLD，表明NAFLD可在无IR的情况下出现〔5〕。另一研究通过喂养大鼠高脂饮食3 d诱导出脂肪肝和肝IR，发现肝脏TG的组成主要是18∶2脂肪酸，表明肝脏TG的来源为饮食而不是外周组织，并且钳夹实验表明机体胰岛素敏感性正常，提示脂肪肝和肝IR可以发生在外周IR和肥胖发生以前〔6〕。二者的关系还需进一步研究。

1.2 NAFLD与饮食因素 饮食因素被认为是导致NAFLD发生的重要环境因素。各种不同的饮食因子可以对NAFLD的发生发展起保护或促进作用。饮食摄取的流行病学研究表明，肉类、软饮料的过量摄入和鱼类的低摄入和NAFLD的发病相关。多不饱和脂肪酸的低摄入和饱和脂肪酸、胆固醇的高摄入与NAFLD 的发病相关〔1〕。

1.3 脂肪因子 脂肪因子分泌异常可能通过干扰胰岛素敏感性和炎症反应促进肝脏脂质沉积和NASH，包括瘦素、脂联素、抵抗素等〔7〕。IR者存在瘦素抵抗，瘦素抵抗可使葡萄糖更多地进入肝脏，继而上调胆固醇调节元件结合蛋白(SREBP-1)基因表达，激活参与FFA合成的基因转录，使肝脏脂质沉积〔8〕;脂联素具有增加胰岛素敏感性和抗炎性的作用，NASH患者中的血清脂联素水平降低〔9〕，脂联素受体的肝内表达和肝脏炎症和纤维化呈负相关〔10〕;抵抗素是白色脂肪细胞和单核细胞表达的108个氨基酸的蛋白，抵抗素与小鼠IR相关，可刺激炎症反应，NAFLD患者的循环抵抗素水平和和脂肪组织mRNA水平增加〔11〕，血清抵抗素和肝脏的病理学损伤的严重程度也相关，NASH患者的血清抵抗素水平高于单纯性脂肪肝患者〔12〕。这些研究证明脂肪因子与NAFLD具有相关性，但是其在NAFLD发生中的具体机制尚不清楚。

3 NAFLD发生发展的肝内细胞机制

NAFLD作为一个肝细胞内脂质沉积乃至炎症、坏死的疾病，多个细胞器和细胞事件可能参与其发生发展，近些年来亦有大量相关研究。

2.1 肝细胞内脂质代谢异常 如前述，外周IR时血循环增加的胰岛素水平可刺激肝细胞内源性脂质合成增加，当外周IR时，血胰岛素水平增加，胰岛素通过激活肝脏内源性脂质合成SREBP1c〔13〕，引起下游一系列的脂质合成酶类如乙酰辅酶 A羧化酶(ACC)，脂肪酸合成酶(FAS)等的合成增加，从而促进内源性脂质和脂蛋白的合成，研究表明转基因小鼠SREBP-1c过表达可引起内源性脂质增加和肝脂质沉积的发生〔14〕，而SREBP-1c基因失活可引起ob/ob小鼠肝脏TG含量显著下降〔15〕。另外，NAFLD时极低密度脂蛋白(VLDL)分泌能力亦下降，可能机制是胰岛素减少肝脏载脂蛋白B(ApoB)100的合成能力，ApoB100是TG装配形成VLDL的限速步骤，高胰岛素血症时胰岛素通过减少ApoB100抑制VLDL分泌，也是肝细胞脂质沉积的机制之一〔16〕。

除高胰岛素血症对肝脏脂质合成的影响外，饮食中碳水化合物特别是单分子碳水化合物果糖可通过刺激碳水化合物反应元件结合蛋白(CHRBEP)从而增加内源性脂质合成，引起脂肪肝〔16〕。

2.2 线粒体功能与NAFLD 作为多功能的细胞器，线粒体不仅是真核细胞能量代谢的中心，是脂肪酸氧化的细胞场所，也是产生活性氧自由基(ROS)的场所。线粒体脂肪酸氧化的改变可能参与NAFLD的发生发展，线粒体脂肪酸氧化减少，可出现脂质堆积，多个人体和动物研究了NAFLD存在时线粒体脂肪酸氧化相关的功能。一个人体研究发现NASH患者的肝脏线粒体超微结构出现异常，同时肝脏线粒体呼吸链的活性降低〔17〕;一个短期研究提示2 w果糖饮料喂养的小鼠出现脂肪肝肉碱脂酰辅酶A转移酶-1(CPT-1)表达降低，提示脂肪酸转运至线粒体的功能可能降低;Satapati等发现糖尿病Zucker糖尿病脂肪(ZDF)大鼠有脂肪肝发生的同时，肝脏线粒体脂肪酸氧化降低〔18〕;这些研究提示线粒体氧化功能降低可能会引起肝细胞内脂质沉积。线粒体损害的其他表现也被一些研究证实，含高果糖饮食长期喂养的小鼠显示脂肪肝的发生和降低的肝线粒体完整性〔19〕;NAFLD患者在给予一次果糖饮料后线粒体的 ATP 合成减少〔20〕。

线粒体氧化功能降低不仅会导致肝脏脂质沉积，还会促进ROS的产生，ROS可导致肝细胞内炎症、坏死，以致使NAFLD由单纯性脂肪肝发展至NASH，甚至肝硬化。

2.3 氧化应激与脂质过氧化损伤 氧化应激与脂质过氧化损伤在NAFLD的形成和发展过程中起重要作用，是NAFLD受到第二次打击进一步发展的重要因素。氧化应激是由于ROS产量增加所致，NAFLD时多种机制可导致ROS增加〔21〕，首先，当线粒体氧化能力减弱时，线粒体源性ROS的产量会相应增加。正常生理状态下，线粒体氧化磷酸化产生的烟酰胺腺嘌呤二核酸(NADH)和甲醛脱氢酶(FADH2)通过电子传递链重新氧化产生NAD+和FAD，在这一过程中大量ATP产生从而为细胞生命活动提供能量。线粒体通过消耗产生的ROS而形成ATP，当电子呼吸链受损时，ATP生成减少，ROS消耗减少而含量增加;另一方面，胞质内脂肪酸堆积，过氧化物酶体和微粒体代偿性激活以氧化堆积的脂肪酸，过氧化物酶体氧化脂肪酸的第一步是由乙酰辅酶A氧化酶催化生成过氧化氢，过氧化氢将电子直接传给氧分子，从而生成ROS;第三，内质网(ER)通过氧化新生多肽链中半胱氨酸残基形成二硫键而对蛋白进行修饰，此过程中可形成ROS，当脂肪肝出现ER应激(ERS)时，ER负荷加重，也会造成ROS生成增多。ROS产生增多后，ROS与膜磷脂的不饱和脂肪酸反应形成脂质过氧化物(LPO)，导致过氧化物的堆积，进而恶化氧化应激。

ROS和LPO的产生会对肝细胞带来一系列的不良后果，ROS可进一步损害线粒体氧化功能，并通过破坏ER Ca2+稳态和影响ER伴侣分子等加重ERS;同时，ROS还促进炎症反应，C-Jun氨基末端激酶(JNK)通路激活和炎性细胞因子，如肿瘤坏死因子α(TNF-α)等释放，引起ATP枯竭、DNA和蛋白质结构损伤并诱导细胞凋亡等;而LPO丙二醛(MDA)能抑制抗氧化系统的保护作用，并通过共价键与蛋白结合，引起免疫反应和导致免疫性肝炎。综上，氧化应激和脂质过氧化反应在单纯性脂肪肝病演变过程中起着重要的始动和促进作用。最终使肝脏出现炎症、坏死和纤维化〔13〕。

2.4 炎症与NAFLD 研究证明炎症参与NAFLD的发生发展，但是炎症因子与NAFLD的发生发展的因果关系尚不明确〔22〕。IR、线粒体功能损伤等导致的氧化应激激活了核转录因子(NF-κB)炎症通路，促进 TNF-α、白细胞介素(IL)-6、IL-1β等细胞因子的产生，引起肝脏的肝细胞损伤、炎症和坏死。NF-κB炎症通路的特异性抑制可以使高脂喂养的小鼠炎症因子表达下降，并改善脂肪肝〔23〕，用TNF-α的中和性抗体处理成年ob/ob小鼠在2 w之内使它们的脂肪肝减轻75%〔24〕。

另一条炎症相关通路JNK通路也被证明与NAFLD的发生发展有关。一方面，JNK激活可引起IR，从而促进肝脂质沉积;另一方面，肝脏氧化应激可通过JNK通路激活引起炎症和肝损伤。因此，JNK可能自始至终参与NAFLD的发生发展。近来的研究证明JNK介导了高脂喂养小鼠脂肪肝的发展〔25〕，而JNK1基因敲除的小鼠高脂喂养后出现脂肪肝的程度减轻〔26〕。

2.5 ERS与NAFLD 作为加工各种酶类包括脂肪合成酶类以及合成脂类的场所，ER对能量和代谢的变化很敏感。ER在缺氧、饮食因子失调(如高脂、高果糖饮食)、病毒等应激环境下，错误折叠蛋白增多，出现ERS。ERS在NAFLD发生中的作用近年来也被引起注意。已有不同角度的研究提示ERS与IR和NAFLD的发生发展有关。在遗传性肥胖小鼠模型和长期高脂喂养小鼠模型中，出现脂肪肝的同时也出现ERS，并且研究发现ERS可通过JNK通过介导肝脏IR〔27〕，ERS抑制剂4-苯基丁酸(4-PBA)和二水氧化三甲胺(TMAO)干预治疗ob/ob小鼠可减轻小鼠的肝脏TG含量〔28〕，增加肝胰岛素敏感性;一个人体研究显示NAFLD和NASH患者出现不同程度的ERS〔29〕;这些研究提示ERS介导了NAFLD的发生。另外，一些分子水平研究也证实ERS出现后的3条未折叠蛋白应答(UPR)通路中至少有两条介导了肝脏脂质合成，一个转基因小鼠模型表明胰腺内质网激酶(PERK)-真核细胞翻译启动因子(eIF2α)通路在肝脏脂质合成的调节中发挥作用〔30〕;X盒连接蛋白-1(XBP-1)基因敲除小鼠被发现是调控肝脏内源性脂质合成的一个新的上游转录因子，可调控硬脂酰辅酶A脱饱和酶(SCD-1)，乙酰辅酶A羧化酶2(ACC2)等脂质代谢相关酶类的表达〔31〕;在肥胖小鼠模型中，ERS诱导的ER伴侣分子葡萄糖调节蛋白(GRP78)和ER内膜的分离可引起上游转录因子SREBP-1c的成熟〔32〕，这些研究均提示ERS可影响内源性脂质合成，可能是ERS介导了NAFLD发生的一个机制。

除上述因素外，NAFLD还受遗传、环境、免疫和药物等因素影响。总之，NAFLD的发病机制具有多样性，仍有广阔的研究空间。随着对NAFLD发病机制的深入研究，将更有利于选择有效的药物进行针对性治疗，为临床上制订出有效的治疗方案提供理论基础。

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