非酒精性脂肪性肝病与小肠细菌过度生长的关系

劳亚玲 杨红菊

非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease，非酒精性脂肪性肝病)是指除外酒精和其他已明确的肝损因素如药物、遗传等所致的肝细胞内脂肪过度沉积为主要特征的临床综合征，疾病谱包括非酒精性单纯性脂肪肝(non-alcoholic fatty liver，NAFL)、非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatohepatitis，NASH)、肝硬化和肝细胞癌(hpeatocellular carcinoma，HCC)[1，2]。随着肥胖和代谢综合征(metabolic syndrome，Mets)的流行，非酒精性脂肪性肝病的发病率不断攀升，已成为全球最常见的慢性肝病。据估计，非酒精性脂肪性肝病的全球患病率约为25%[3]，且非酒精性脂肪性肝病已成为我国第一大慢性肝病，目前我国需要住院治疗的非酒精性脂肪性肝病病例明显多于慢性病毒性肝炎[4]，对公共健康造成了巨大威胁。

非酒精性脂肪性肝病是一种与Mets相关的肝脏疾病，发病机制目前尚未完全明确。既往认为非酒精性脂肪性肝病的发病机制是Day等人[5]提出的“二次打击”学说，但其无法解释非酒精性脂肪性肝病发生发展的复杂性，后来提出的“多重打击”学说[6]考虑到了多因素的相互作用，已被多数学者认同，饮食习惯、肥胖、胰岛素抵抗、肠道微生态失衡、基因多态性及遗传易感性都是非酒精性脂肪性肝病发生和发展的危险因素，均能促进肝脏炎症及纤维化。近年来国内外大量研究表明，小肠细菌过度生长与非酒精性脂肪性肝病之间存在明显的相关性，在非酒精性脂肪性肝病的发生发展中发挥重要作用。

1.小肠细菌过度生长

人体肠道内的细菌种类繁多，总数超过1014个。正常情况下，肠道菌群、宿主与外环境处于动态平衡状态，当人体内外环境发生变化导致平衡被打破时，肠道细菌的种类、数量、活性就会发生异常，出现菌群失调。

小肠细菌过度生长(small intestinal bacterial overgrowth，小肠细菌过度生长)是一种以小肠细菌种类改变和(或)数量增加为特征，并表现为腹胀、腹痛、腹泻等非特异性症状的临床综合征[7]。小肠细菌过度生长的诊断“金标准”是小肠抽吸物细菌培养，过去认为近端小肠菌落数≥105CFU/ml可诊断小肠细菌过度生长，现有学者建议以≥103CFU/ml作为诊断新阈值[8]，但因其侵入性、耗时、昂贵等原因不易被临床广泛应用。呼气试验因其简单、安全和经济实惠的特点被广泛应用于小肠细菌过度生长的临床诊断。呼气试验常用葡萄糖或乳果糖作为底物，呼气试验北美共识[9]建议在呼气测试期间应同时测量氢气和甲烷，认为空腹摄入底物后90分钟内氢气值较基线升高≥20ppm诊断小肠细菌过度生长阳性，并建议将甲烷值较基线升高≥10ppm视为小肠细菌过度生长阳性。

2.肠-肝轴

“肠-肝轴”是指肠道及其微生物群与肝脏之间的双向关系，是由饮食、遗传和环境因素产生的信号之间的相互作用引起[10]。解剖上肝脏与肠道有着共同的胚胎学起源,即胚胎前肠，二者通过门静脉系统联系，肝总血流量的75%来自肠系膜静脉的门静脉。功能上肝脏通过分泌胆汁酸和胆汁酸肝肠循环影响肠道功能[11]，肠道通过门静脉把所吸收的营养物质运送到肝脏的同时，也可能把细菌及其产物输送至肝脏，引发肝脏炎症和损伤。因此，肠-肝轴作为连接肠道与肝脏的重要结构，为非酒精性脂肪性肝病和小肠细菌过度生长相互作用提供了可能。

3.小肠细菌过度生长参与非酒精性脂肪性肝病的发病机制

有研究发现，小肠细菌过度生长阳性患者罹患非酒精性脂肪性肝病和Mets的风险增加[12]。小肠细菌过度生长与非酒精性脂肪性肝病关联的机制尚未完全明确，小肠细菌过度生长可能通过干扰能量代谢，诱导内毒素血症，产生内源性乙醇，调节胆汁酸和胆碱代谢促进非酒精性脂肪性肝病的发生发展[13]。

3.1 肠道菌群干扰能量代谢 肠道菌群在宿主能量代谢中起着重要作用。Backhed等人[14]的研究发现，无菌小鼠摄入能量比常规饲养小鼠高29%，而机体脂肪含量却比常规饲养小鼠低42%，而将常规饲养小鼠的肠道菌群移植到无菌小鼠体内，无菌小鼠的机体脂肪含量在14天内增加了60%，表明肠道菌群可促进肥胖的发生。此外，肠道菌群还可以酵解难消化的碳水化合物，产生短链脂肪酸，短链脂肪酸通过影响胰高血糖素样肽-1(GLP-1)和酪酪肽(PYY)的分泌而抑制肠道蠕动，减慢肠道运输，从而增强营养吸收[15]。因此，小肠细菌过度生长可通过增强机体能量吸收导致肥胖及非酒精性脂肪性肝病的发生。

3.2 肠道菌群诱导内毒素血症 正常生理情况下，完整的肠上皮细胞及细胞间的紧密连接能防止细菌和内毒素等物质通过肠黏膜进入血液。但小肠细菌过度生长可导致小肠上皮细胞间连接松散，使肠道黏膜通透性增加[16]，导致细菌及其产物(如脂多糖)由肠腔易位至血液，经由门静脉进入肝脏，激活肝脏内的Kupffer细胞、星状细胞、肝细胞的Toll样受体4(TLR4)，启动相关信号传导通路，诱导释放肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素1(IL-1)、白细胞介素6(IL-6)等炎症因子，促进肝脏炎症及纤维化[17～19]。因此，小肠细菌过度生长可通过增加肠道黏膜通透性，诱导内毒素血症促进非酒精性脂肪性肝病的发生发展。

3.3 肠道菌群产生内源性乙醇 内源性乙醇产生增多引起的促炎性和促氧化性损害，可能是小肠细菌过度生长导致非酒精性脂肪性肝病发病的一个机制。内源性乙醇是肠道菌群酵解碳水化合物的产物，可经肠-肝轴进入肝脏后可抑制三羧酸循环导致乙酸生成增多，促进肝细胞内甘油三酯累积，还可增加细胞色素P450 2E1(CYP2E1)的活性，催化乙醇氧化而产生自由基，促进氧化损伤和肝脏炎症[20]。此外，乙醇还可引起肠道黏膜通透性增加，诱导内毒素血症来促进肝脏炎症反应[21]。因此，小肠细菌过度生长可通过增加内源性乙醇导致非酒精性脂肪性肝病的发病。

3.4 肠道菌群影响胆汁酸代谢 胆汁酸不仅参与营养物质的消化，还能作为一种信号分子和营养激素介导胆汁酸受体调节人体代谢[11]。肠道细菌通过调控法尼醇X受体(FRX)和G蛋白偶联胆汁酸受体5(TGR5)影响胆汁酸的代谢。FRX是一种胆汁酸受体，在回肠和肝脏中有较高的表达水平，调控胆汁酸的合成转运及胆汁酸肠肝循环，使用FRX拮抗剂可改善胰岛素抵抗和肥胖[22]。TGR5是一种G蛋白偶联受体，在许多器官及组织(如肠、脂肪组织)中表达，激活TGR5可增加GLP-1的分泌而改善糖代谢，还可通过上调cAMP水平诱导白色脂肪组织褐变和增加能量代谢而减轻体重[23，24]。此外，胆汁酸还可以影响肠道细菌种类、数量，抑制小肠细菌过度生长的发生，具有清洁功能和抗菌作用[25]。因此，小肠细菌过度生长可通过调节胆汁酸受体影响胆汁酸代谢促进非酒精性脂肪性肝病的发生发展。

3.5 肠道菌群调节胆碱代谢 胆碱是细胞膜的重要组成成分，可通过饮食摄入和内源性合成。肠道菌群可消耗饮食中的胆碱并降低其生物利用度，造成胆碱缺乏，从而导致肝脏甘油三酯蓄积和脂肪变性[26]。此外，肠道菌群还可分解代谢胆碱产生有毒的三甲胺，三甲胺通过肠-肝轴进入肝脏转化为三甲胺-N-氧化物，后者可以调节胆汁酸代谢和诱发肝脏炎症[27]。因此，小肠细菌过度生长可通过减少胆碱及增加甲胺促使非酒精性脂肪性肝病的发生。

4.调节肠道菌群治疗非酒精性脂肪性肝病

小肠细菌过度生长与非酒精性脂肪性肝病二者之间密不可分，有研究表明，非酒精性脂肪性肝病患者中小肠细菌过度生长的发病率较高，抑制小肠细菌过度生长的治疗能有效改善非酒精性脂肪性肝病患者的血脂、肝功能指标[28]，说明调节肠道菌群已成为非酒精性脂肪性肝病的重要治疗方法，主要包括应用微生态制剂、抗生素、小檗碱、粪菌移植。

4.1 微生态制剂 微生态制剂分为益生菌、益生元、合生元。益生菌是对宿主有益的活性微生物，最近一项荟萃分析表明，益生菌可以降低体重指数(BMI)、血脂、血糖，改善肝功能及肝脏脂肪浸润，减轻肝脏炎症[29]。益生元是一种不被上消化道消化，直达结肠选择性刺激一种或多种有益菌生长和活性的营养物质[30]，可抑制潜在致病菌的生长繁殖，主要包括乳果糖、低聚果糖、菊粉等。合生元是由益生菌和益生元组合的复合制剂，国外一项为期24周的随机对照临床试验发现，与常规酸奶组和对照组相比，合生元酸奶组非酒精性脂肪性肝病患者的肝酶浓度明显下降，脂肪肝分级降低，表明合生元可改善非酒精性脂肪性肝病患者的肝功能及肝脏脂肪变性[31]。

4.2 抗生素 利福昔明是一种口服不易吸收，局部作用于肠道，对多数革兰阳性及革兰阴性的需氧菌和厌氧菌具有高度抗菌活性，且很少影响肠道正常菌群的广谱抗生素，其不良反应少，安全性高[32]。除具有直接的杀菌作用外，利福昔明还可以降低细菌毒力因子和形态[33]，从而减少细菌易位，降低内毒素血症的发生率。国外一项研究发现，应用利福昔明治疗6个月后，非酒精性脂肪性肝炎患者的肝酶、血清内毒素、TLR4、IL-6、TNF-α、细胞角蛋白-18和非酒精性脂肪性肝病-肝脏脂肪评分显著降低，表明利福昔明治疗非酒精性脂肪性肝炎是安全且有效的[34]。

4.3 小檗碱 小檗碱又名黄连素，是中药黄连的主要活性成分，可以改变肠道菌群结构、抑制细菌生长，从而改善肥胖、胰岛素抵抗和2型糖尿病[35]。有动物实验发现，高脂饮食诱导的非酒精性脂肪性肝病大鼠应用小檗碱治疗后，体重减轻，胰岛素抵抗和肝脏脂肪变性明显改善，表明小檗碱可通过抑制糖原生成和调节脂质代谢来改善非酒精性脂肪性肝病[36]。一项荟萃分析表明，小檗碱对非酒精性脂肪性肝病患者的血脂、血糖、肝功能、胰岛素抵抗和脂肪肝具有积极作用[37]。

4.4 粪菌移植 粪菌移植(fecal microbiota transplantation，FMT)是指将健康供体的粪便菌群移植到患者的胃肠道内，以治疗与肠道菌群改变有关的特定疾病[38]。粪菌移植能显著改善肠道菌群失调，是恢复肠道微生态平衡最直接的方法，已有多项动物实验和临床研究证明粪菌移植对非酒精性脂肪性肝病的治疗作用。一项动物实验表明，高质饮食诱导的NASH小鼠经粪菌移植治疗后，肝内脂质蓄积、肝内促炎细胞因子和NAS评分显著降低[39]。有临床研究发现，与对照组相比，经粪菌移植治疗的非酒精性脂肪性肝病患者的肝功能、血脂指标和肠道菌群得到明显改善，具有较好的临床疗效[40]。

5.小结

综上所述，多项研究表明非酒精性脂肪性肝病与小肠细菌过度生长之间有密切的联系，小肠细菌过度生长在非酒精性脂肪性肝病的发病机制中扮演重要角色，且抑制小肠细菌过度生长的治疗能有效改善非酒精性脂肪性肝病患者的血脂、肝功能、肝脏脂肪变性、胰岛素抵抗等。目前对非酒精性脂肪性肝病与小肠细菌过度生长相互作用的机制尚未完全阐明，仍需进行更多的临床研究深入探索二者之间的相关性，但调节肠道菌群有望成为预防和治疗非酒精性脂肪性肝病的有效手段，具有重要临床意义。