非酒精性脂肪性肝病发病机制研究

孙 阳，赵 婕，张德华，王晓晓，王慧慧，郭柳汀，陈智勇

1.山西医科大学，山西 太原 030000；2.山西医科大学第二医院消化内科

经典的“双重打击学说”[1]认为肥胖和胰岛素抵抗(insulin resistance，IR)会造成肝脏毒性脂质在肝细胞中堆积，为肝细胞承受的“第一次打击”，继之出现氧化应激、线粒体功能障碍、脂质过氧化、内质网应激等进一步促进肝细胞发生炎症反应；目前广为认可的“多重打击学说”[2]认为在“双重打击学说”的基础上，先天免疫调节紊乱、自噬、营养元素、肠-肝轴、表观遗传学也是影响非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease, NAFLD)向非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatohepatitis, NASH)发展的重要因素。本文将从以下四个方面着手：糖基化产物、过氧化物酶和过氧化物酶体增殖激活受体、基因多态性、肠-肝轴，对近年来NAFLD发病机制的研究作一概述。

1 糖基化产物与糖基化产物受体

NAFLD是各种因素造成肝脏脂肪过量堆积形成的一种疾病，已有研究明确表明，IR、脂质代谢紊乱与该病密切相关(即“一次打击”)[3]。肝脏是清除和分解代谢循环中晚期糖基化产物的关键场所，研究证明[4]，饮食可能造成糖基化产物的堆积，影响肝组织脂肪代谢，间接驱动IR，从而导致NASH的发生。Neves等[5]通过构建甲基乙二醛(methylglyoxal group，MG)诱导糖基化饮食的大鼠模型，证实了MG组及甲基乙二醛联合高脂饮食组(high-fat diet group with MG supplementation，HFDMG)明显比对照组肝组织脂肪变性显著。该研究首次提出了NAFLD肝脏脂肪变性可以由饮食导致肝MG堆积所致，而不单单是以往高脂饮食的认知。另一方面，Mehta等[6]进行了一项新的临床研究证实，肝细胞膜表达的糖基化产物受体在遗传学上影响NAFLD发展为NASH，糖基化产物受体基因变异目前是非常常见的，该实验研究了几种常见基因多态性与NAFLD严重程度的相关性，并揭示了糖基化产物受体在肝细胞损伤中的独立作用，结果表明，G-A-T-G单倍型包含位点为-374A的小等位基因和位点为-429T、1704G和G82SG的大等位基因，可以作为判断肥胖人群中是否存在NASH的指标。以上证据表明，糖基化产物和糖基化产物受体在NAFLD的发生、发展中起一定的作用，在饮食方面提示我们低糖饮食可降低患NAFLD风险，糖基化产物受体基因变异为NAFLD提供可能的分子学发病机制，有助于NAFLD发病机制的进一步研究。

2 过氧化物酶和过氧化物酶体增殖激活受体

NAFLD患者肝脏细胞的线粒体功能障碍，导致线粒体消耗活性氧(ROS)生成高能磷酸化合物三磷酸腺苷(ATP)过程减少，造成ROS的堆积，而氧化应激是由ROS的不断产生和清除障碍所致，引起肝细胞的炎症反应，促进NAFLD向NASH发展的进程[7]。氧化应激又会进一步造成线粒体的损伤，形成恶性循环，促进NASH甚至肝纤维化的进展。过氧化物酶(Peroxiredoxin，Prx)在哺乳动物细胞内有较强的清除过氧化物的能力，尤其是Prx3和Prx5，Kim等[8]通过高脂饮食喂养构建NAFLD小鼠模型证实敲除Prx5的小鼠脂肪生成比野生型明显增加，并进一步证实了Prx5可以改善游离脂肪酸(FAA)诱导的HepG2细胞产生过量的ROS。另外，Arya等[9]以临床试验证实了NAFLD患者肝匀浆中丙二醛(malondialdehyde，MDA)水平较对照组升高，且过氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)活性较对照组下降，说明NAFLD患者肝细胞的氧化应激损伤较重。该研究还证实了MDA是通过影响氨基酸残基排列顺序来降低SOD的活性。

过氧化物酶体增殖激活受体(peroxisome proliferator-activated receptor，PPAR)是核受体超家族成员，参与脂质及葡萄糖代谢、细胞增殖与细胞凋亡等生化过程，其包括PPARα、PPARβ/δ、PPARγ等三个亚型。近年研究发现，PPAR与NAFLD、糖尿病的发病密切相关，尤其是PPARα和PPARγ[10-11]。PPARα通过调节脂肪酸转运和代谢、酮体产生、脂蛋白生成、胆固醇代谢及调节炎症反应影响NAFLD的进程[12]，Montagner等[10]用大鼠造模，证明缺乏PPARα基因的大鼠体内脂肪酸的稳态是失衡的，进一步证实PPARα在NAFLD发病过程中的重要作用。然而，PPARγ在脂肪细胞中表达最高，具有诱导脂肪细胞分化的功能[13]，PPARγ能促进脂肪细胞蛋白2和CD36介导的脂肪酸的摄取，并催化脂肪从头合成过程中的脂肪酸合成酶和乙酰辅酶A羧化酶，导致肝脏脂质沉积[14]，最新研究[11]表明，PPARγ还可以影响Kupffer细胞向M1型极化，从而改善肝细胞脂肪变性，降低局部炎症反应。目前也有大量试验通过噻唑烷二酮类药物(TZD，一种PPARγ激动剂、胰岛素增敏剂)干预高脂饮食(HFD)大鼠模型研究其对NAFLD的治疗作用，最新的一项动物实验，新药─洛贝格列酮[15]干预后，能够明显改善IR和葡萄糖耐受不良，还能降低糖异生相关的基因水平，进一步印证了PPARγ在NAFLD中的重要作用。

上述基础实验、临床研究等均证明Prx和PPAR在脂肪合成和代谢过程中发挥重要作用，影响NAFLD疾病的发展，进一步阐述了TZD药物治疗NAFLD的病理机制。

3 基因多态性

基因测序技术日趋成熟，临床上不少疾病的发生、发展与基因遗传有着密切的联系，在NAFLD的病程进展中基因变异也起着至关重要的作用，以下为目前研究较热点的基因序列。

3.1 PNPLA3 I148M在一项临床研究中，Krawczyk等[16]进一步证明，PNPLA3基因型可以调节纤维化和脂肪变性的进展，I148M是其蛋白变体，由rs738409 C>G单核苷酸编码，2008年就已明确提出PNPLA3 I148M的变异与肝脏脂肪含量的增加有着特定的关系[17]，研究[18]表明，I148M变异对儿童NAFLD的影响风险更大，尤其是在饮食富含蔗糖的饮料及缺乏运动的不良生活习惯的相互作用下[19]。可见，在I148M变异的情况下，肥胖、IR、不良生活习惯等是触发因素。但Wang等[20]进行动物实验及体外细胞培养，实现了新的突破：PNPLA3和比较识别基因58(comparative gene identification-58，CGI-58)共同表达能够导致培养细胞中脂滴减少，但PNPLA3的单独表达并未引起脂滴减少，而且还发现敲除CGI-58的小鼠PNPLA3(I148M)的过表达并不会提高肝脏甘油三酯水平，由此得出结论PNPLA3促进脂肪形成的作用需要CGI-58的协同。

3.2 MBOAT7MBOAT7是另一与NAFLD的全程疾病谱相关的基因，能够增加肝脏脂肪含量，其机制是通过降低肝脏蛋白的表达导致肝磷脂酰肌醇链的重构[21]。此外，已有研究[22]表明，MBOAT7 rs641738 T等位基因与MBOAT7的表达降低有关，并且可能易在无肝硬化患者中发生肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)，该研究表明，在NAFLD向HCC进展的过程中，该等位基因起着重要作用，该基因也有望对NAFLD-HCC危险分层有指导意义。

3.3 TM6SF2TM6SF2由rs58542926C>T编码，通过降低极低密度脂蛋白(VLDL)中脂质的分泌来促进肝脏脂肪的累积甚至造成肝脏的损伤。在人类中，TM6SF2不仅可以调控VLDL的沉积，还可以调节脂类的合成及分泌的脂蛋白颗粒的数量，从而促进NAFLD的进展[23-24]。

基因多态性在基因水平对NAFLD发病机制进行了解释，说明NAFLD发病与遗传因素密切相关，并提示不良饮食习惯也可引起基因变异，在临床预防和治疗NAFLD方面有重要意义。

4 肠-肝轴

肠-肝轴是肠道与肝脏之间微妙而复杂的关系，主要由血液循环和肠肝循环相关联，体现在胆汁酸代谢和肠道菌群失调两个方面。

4.1 胆汁酸代谢肝脏是产生胆汁酸的场所，不仅在胆汁分泌、促进肠道脂肪、脂溶性维生素吸收方面起重要作用，还作为信号分子在物质代谢中发挥重要作用[25]。胆汁酸对脂肪和葡萄糖代谢的影响通过法尼醇X受体(farnesoid X receptor, FXR)和胆汁酸膜受体(G protein coupled bile acid receptor 5, TGR5)介导，从而降低甘油三酯水平[26]，另外FXR也可以促进PPARα的表达，从而调节脂质、葡萄糖代谢及炎症反应[27]。使用FXR激动剂抑制胆汁酸生物合成，可以阻止肥胖表型的表达和肠道菌群的改变(厚壁菌属/拟杆菌属下降)[28]。此外，Pathak等[29]证明，FXR激动剂可以显著提高牛血清胆酸，增加成纤维细胞生长因子15、21和胰高血糖素样肽-1的分泌,改善胰岛素抵抗和提高葡萄糖耐量。

4.2 肠道菌群失调越来越多的证据表明，肠道微生物群参与了肥胖及其相关并发症的发病，如NAFLD、2型糖尿病及代谢综合征。其主要机制是增加能量的吸收和肠道屏障功能的改变，这可能导致细菌产物进入门静脉循环和炎症过程的激活[30-31]。高脂饮食已被证实会增加小鼠血浆脂多糖(LPS)浓度从而有利于细菌产物进入循环系统，导致餐后人体内毒素的产生[32-33]。另一方面，广泛的物理或肠道屏障功能障碍会增加细菌进入门静脉和肝脏的机会。实验表明，喂食葡聚糖硫酸酯钠、硫酸多糖的大鼠，上皮细胞受损并产生黏膜炎症，则在肝脏中很易发现细菌及其产物[34]。Wang等[35]通过一项动物实验发现，益生菌菌株Jlus66可以降低NAFLD大鼠的血清丙二醛水平、增强超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶的活性、调节肠道菌群的比例，从而调节肠道菌群失调和氧化应激改善NAFLD。另一项临床研究[36]表明，肠道菌群双歧杆菌/肠杆菌的比例与血清白介素10、17(IL-10、IL-17)呈负相关，提示肠道菌群失调可能影响肝脏炎症反应，参与NASH的发生。Pierantonelli等[37]在NAFLD小鼠模型中发现NLRP3炎性小体缺乏可导致肠-肝轴紊乱并增加肝损伤。

以上研究表明，胆汁酸代谢和肠道菌群失调对NAFLD病程的影响并不是独立的，是与其他机制互相影响的，为NAFLD的发病机制提供了新发现。

NAFLD发病率越来越高，但在其发病机制、诊断、治疗及预防方面，现有的研究还不够成熟，综合近年来关于NAFLD发病机制新研究成果，NAFLD是一种多因素影响的疾病，各种影响因素之间密切联系，提示临床医师在临床中对NAFLD的治疗相应也应从多方面进行，并加大NAFLD在社会中的宣传力度，做到预防为主。

随着科技的发展，相信在不久的将来NAFLD的诊治将会更加深入、透彻，能有效阻止其发生、发展为肝纤维化、肝硬化甚至肝癌，减轻公共卫生负担。