胆汁酸代谢与非酒精性脂肪性肝病

陈超波 综述 蒋兆彦 审校

（1.无锡市锡山人民医院普外科，无锡 214011；2.同济大学附属东方医院胆石科，上海 200120）

非酒精性脂肪性肝病 （non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD）是当前世界上较常见的慢性肝病，发病率为25%～30%[1]。从 NAFLD到非酒精性脂肪性肝炎（non-alcoholic steatohepatitis，NASH）是慢性肝病进展的不同阶段。若未有效控制，可进展为肝纤维化、肝硬化，甚至肝癌。研究发现，约1/5的NASH病人最终演变为肝硬化[2]。NAFLD导致胰岛素抵抗进而导致代谢异常和心血管疾病，并成为致死的重要危险因素[3]。近年研究显示，胆汁酸代谢与NAFLD/NASH有密切相关性。本文就胆汁酸代谢影响NAFLD发生的相关机制及潜在治疗措施综述如下。

胆汁酸代谢影响NAFLD的机制——核受体对胆汁酸代谢的调节

以往的观念认为，胆汁酸在肝细胞从胆固醇合成并分泌进入肝肠循环。但随着研究深入，发现胆汁酸代谢涉及一系列信号通路，可通过多种受体来调节其合成[4]。众所周知，胆汁酸主要通过法尼醇 X受体 （farnesoid X receptor,FXR）-SHP[5]、FGF19-FGFR4[6]和 TGR5 三个途径[7]参与糖、脂质和能量代谢。随着对胆汁酸代谢机制的不断认识，发现参与受体途径在调节胆汁酸代谢的过程中也影响着NAFLD的发生和发展[8]，并尝试通过这些代谢机制寻找治疗NAFLD的新途径。

一、FXR与糖代谢

1999年，FXR被证实为胆汁酸受体。不久有学者通过基因敲除小鼠FXR-KO证实FXR在胆汁酸代谢中的重要作用，同时也发现FXR参与糖和脂质代谢[4,9]。FXR-KO小鼠对胰岛素敏感性下降[10]。给予野生小鼠选择性非甾体类FXR激动剂GW4064，可改善肥胖小鼠ob/ob（瘦素缺陷型）和糖尿病小鼠db/db（瘦素受体缺陷型）的胰岛素抵抗，并促使糖代谢平衡。由于FXR-KO小鼠丧失FXR基因受体表达，FXR激动剂GW4046无法缓解上述异常表象，但给小鼠注射FXR腺病毒使之重新表达FXR后，血浆胰岛素水平又开始下降。胆汁酸作为FXR天然的激动剂，通过FXR依赖和FXR非依赖机制，抑制磷酸烯醇丙酮酸羧激酶、葡萄糖-6-磷酸酶和果糖1，6-双磷酸酶的基因表达，可抑制肝细胞糖异生[11]。然而，在肥胖动物模型中，FXR的缺乏可能改善而不是恶化葡萄糖代谢平衡[12]。虽然对于胆汁酸FXR受体研究较多，但胆汁酸介导糖代谢机制仍较复杂，需进一步研究证实，尤其在人体研究很有必要[13]。

二、FXR与脂肪酸代谢

研究发现，FXR激动剂可降低野生型小鼠和肥胖小鼠血浆三酰甘油和游离脂肪酸，FXR敲除则丧失该调解效应，其血浆三酰甘油升高。FXR激动剂作用导致血浆三酰甘油浓度下降的机制，主要包括SHP途径介导固醇调节元件结合蛋白 1c（sterol-regulatory element-binding protein 1c，SREBP-1c）[12]。FXR激动剂可抑制 SREBP-1c[12]和FXR依赖性过氧化物酶体增殖激活受体α（peroxisome proliferator-activated receptor α，PPARα）的表达[11]，降低肝脏脂肪酸合成，促进脂肪酸β氧化，抑制肝脂质积聚。在肠道，胆汁酸通过激活FXR，促进回肠细胞分泌FGF15/FGF19，经门静脉循环后与肝细胞表达的FGFR4受体结合，抑制胆固醇7α羟化酶（cholesterol 7α-hydroxylase，CYP7A1）的表达而调节胆汁酸的合成，亦可抑制肝脂肪酸合成、刺激线粒体脂肪酸氧化[14]。因此，FXR参与胆汁酸代谢具有重要意义，而来自肠道和肝脏的胆汁酸代谢信号显著影响胆固醇代谢，其结果可能限制胆汁酸治疗NAFLD的效果。

三、TGR5与代谢

G蛋白偶联受体TGR5分布广泛，可在脂肪细胞、肌细胞、免疫细胞、肝窦内皮细胞、胆管上皮细胞、Kupffer细胞、肠内分泌细胞、神经元和肠道神经系统等表达，对机体的生理和病理生理产生广泛影响。近期研究发现，TGR5与NAFLD/NASH具有密切相关性，尤其是与能量代谢、糖代谢、免疫等方面调节关系密切[15]。在野生小鼠模型研究中，激活TGR5，可激活并上调编码2型碘化甲腺氨酸脱碘酶（D2）基因表达，使无活性的甲状腺素（T4）转化为有活性的3,5,3’-三碘甲状腺原氨酸（T3），从而增加氧耗量和能量消耗，促进棕色脂肪组织（brown adipose tissue，BAT）和肌肉组织的能量代谢[15]。在人体，血浆胆汁酸水平与能量代谢相关联，短期给予鹅去氧胆酸 （chenodeoxycholic acid,CDCA）可增加BAT和整体能量代谢[16]。TGR5通过小肠内分泌L型细胞作用，激活胰高血糖素样肽 1（glucagon-like peptide-1，GLP-1）释放而改善血糖。GLP-1增加胰岛素的合成和释放，保护胰岛β细胞凋亡和促进β细胞增殖。同时，TGR5也在单核细胞中表达，如肝脏Kupffer细胞，具有调节炎症反应的作用。在这些细胞中，一旦TGR5被激活，可抑制核因子κB核易位和相关细胞因子的产生，从而起到明显的抗炎作用[17]。

胆汁酸对NAFLD的治疗作用

就NAFLD/NASH而言，肠道菌群紊乱，即 “微生态失衡”，被认为与疾病发生、发展有密切联系，虽然其机制目前尚不明确[18]。研究显示，肠道菌群在相应酶作用下参与胆汁酸代谢活动，包括降解、脱羧基、氧化和异构等，对胆汁酸池大小和组成的调节具有关键作用，且显著改善胆汁酸的化学和信号特性[19]。胆汁酸作为FXR和TGR5的天然激动剂，调节胰岛素分泌和增加胰岛素敏感性、抑制脂肪酸合成，促进其氧化，治疗NAFLD中发挥作用[20]。减重手术后血浆胆汁酸代谢循环增加，对于逆转NAFLD/NASH也起到重要作用[12]。外科减重手术可改变肥胖或肥胖相关代谢性疾病的表型，包括NAFLD/NASH。其机制可能是通过影响FXR和胆汁酸相关受体的信号转导，引起胆汁酸组成的改变[21]。胆汁酸直接使肠道菌群塑形，使其有利于胆汁酸代谢[22]。动物模型研究发现，胆汁酸成分的肠道菌群相关改变和FXR信号转导变化更易诱发肥胖，包括NAFLD/NASH，但无菌小鼠对高脂饮食诱导的肥胖具有抵抗性[22]。因此，胆汁酸循环改变所产生的有利于NAFLD/NASH代谢的效果，可通过对胆汁酸转运体和肠道菌群调控来实现[12]

一、FXR激动剂和拮抗剂

FXR激动剂包括天然分子（胆酸、CDCA、半合成胆酸）和合成分子（GW4064、WAY-362450）[23]。 FXR 激动剂减轻炎症和肝纤维化，对肥胖啮齿类动物的肝脂肪变性和胰岛素抵抗的发展具有抑制作用[12]。合成的FXR激动剂（如WAY-362450），通过改善肠屏障功能，并降低肝脂滴包被蛋白2（一种在NAFLD疾病中高度表达的脂滴蛋白），对高糖饮食喂养的小鼠产生抗脂肪变作用[24]。但由于不同研究报道的数据差异性，FXR激动剂对肝纤维化的直接影响尚有争议。Fickert等[25]指出，FXR的缺失会显著影响胆道淤积型肝纤维化进展，对于非胆汁淤积性肝硬化却无明显影响。其实验数据显示，不能通过直接靶向影响FXR受体来治疗肝纤维化。Carr等[11]则阐述FXR激动剂对肝纤维化具有抑制作用，对治疗早期NAFLD具有潜在作用。这些差异，可能与模型、实验设计以及药物类型特性有关。临床试验也有类似现象。Mudaliar等[26]报道，每天口服 OCA 25 mg或 50 mg，连续6周，可改善NAFLD和2型糖尿病病人胰岛素抵抗，并降低肝纤维化。然而，美国的多中心研究显示[27]，OCA治疗NASH病人（OCA 25 mg/d，持续72周），血清胰岛素水平升高，动态平衡模型评估（HOMA-IR）指数升高[26]。对两个研究出现矛盾的结果有待进一步研究探索。

肠道FXR拮抗剂甘氨酸-β-鼠胆酸可减轻高脂饮食小鼠的肥胖、胰岛素抵抗和肝脂肪变性。这种效应与甘氨酸-β-鼠胆酸抑制回肠中的FXR信号转导有关，而不是通过肝脏FXR实现[28]。敲除FXR基因有助于缓解小鼠体重增加和外周血糖升高，并增加脂肪组织的胰岛素敏感性，但并不增加肝脏胰岛素敏感性[29]。对此，FXR受体拮抗作用的特异性问题有待解决。

二、TGR5激动剂和FXR/TGR5双重激动作用

选择性靶向TGR5治疗NAFLD是一个具有吸引力的方法。选择性靶向TGR5激动剂可调节血糖和限制体重增加而改善NAFLD/NASH，缓解肝损伤[9]。其中，新研发的天然FXR激动剂衍生物6α-乙基-23(S)-甲基胆酸，是选择性TGR5激动剂，增加小鼠能量消耗而抑制体重增加，可改善小鼠肝酶含量和脂肪变性。另外，McMahan等[30]发现INT-767具有双重激动剂效应，可减少ob/ob肥胖小鼠肝脂肪变、减少促炎细胞因子表达。利拉鲁肽临床试验发现，可缓解很大一部分NASH受试者病灶[31]。由此推测，胆汁酸通过TGR5增强GLP信号，从而治疗NAFLD/NASH，具有临床应用价值和前景[8]。

三、胆汁酸吸收抑制剂

如上所述，根据一些小鼠和人体的研究，通过螯合肠道胆汁酸阻断肠道对胆汁酸吸收可改善NAFLD。研究同时发现，胆汁酸吸收抑制剂改善NAFLD的效应与TGR5调节有关[9]。采用回肠顶端钠依赖性胆汁酸转运体（ileal apical sodium-dependent bile acid transporter，ASBT）抑制剂，能改善小鼠肝脂质的聚集[28]，这与其选择性激活回肠FXR的作用有关。当前已有数个ASBT抑制剂应用于临床治疗疾病，如血脂异常、胆汁淤积以及便秘[32]。但阻断ASBT治疗NAFLD的效果不理想，其潜力有待进一步研究。

四、熊去氧胆酸及其衍生物

熊去氧胆酸是一个经典的胆汁酸类药物，具有免疫调节、抗氧化和抗细胞凋亡特性，临床用于治疗肝胆疾病，也被认为是治疗NASH的潜在药物[33]。小型试验显示，使用熊去氧胆酸治疗NASH病人12个月后，肝脂肪变性有显著改善。但大样本多中心研究则显示熊去氧胆酸治疗NAFLD并无明显优势[34]。另一项较具临床意义的研究发现，熊去氧胆酸侧链缩短衍生物nor熊去氧胆酸（norUDCA），可改善小鼠模型NASH。目前多中心、双盲、随机安慰剂对照的Ⅱ期临床剂量试验正在进行，初步证实norUDCA可抑制肝纤维化而改善NASH，以期临床应用于治疗NAFLD[35]。

五、脂肪酸-胆汁酸复合物

阿氨酚是将两种天然成分胆酸和花生酸共轭获得的新型合成脂质分子。该复合物可通过刺激ATP结合盒（ATP binding cassett，ABC）转运蛋白，即一种泛细胞胆固醇输出泵（ABCA1），促使胆固醇外流。60例经组织活检明确的NAFLD病人，口服 aramchol（Galmed制药公司）100 mg/d或300 mg/d，3个月，发现肝脂肪含量以剂量依赖方式下降，且趋向代谢改善[36]。

目前基于胆汁酸代谢机制治疗NAFLD/NASH的理念较新颖，临床和实验室研究也在持续开展。虽然，尚未有明确、有效的成果应用于临床，但鉴于当前研究的进展，其前景乐观。

结 语

近年来，有关人和小鼠的研究表明，胆汁酸异常代谢信号通路可能在NAFLD/NASH的发生、发展及消退发挥核心作用，这使以肝细胞、肠道、结肠、BAT或其他部位的胆汁酸相关信号通路为靶向治疗NAFLD/NASH成为可能。虽对当前研究以及未来充满希望，但开发基于胆汁酸治疗NAFLD/NASH的安全、有效药物仍面临诸多挑战，包括FXR/TGR5选择性和化合物的组织特异性活性以及安全性，特别是使用时间、相对剂量等相关性问题。因此，对于胆汁酸、肠道菌群与NAFLD/NASH的关系、调节作用，以及相关治疗剂的研发、临床应用等，均需更多的研究探索。