非酒精性脂肪性肝病发病机制的研究进展

闫冰冰，晁 旭，冯雪松，黄 峰

（1. 陕西中医药大学，陕西 咸阳712000；2. 陕西中医药大学基础医学院病理学教研室，陕西 咸阳712046；3. 陕西中医药大学基础医学院生物化学教研室，陕西咸阳712046）

非酒精性脂肪性肝病（non‐alcoholic fatty liver disease，NAFLD）是指每日饮酒少于10 g 的情况下，肝脏脂肪累积量超过肝脏重量的5%［1］。具体来说，NAFLD 包括范围广泛的肝损伤，从简单的脂肪变性到非酒精性脂肪性肝炎（non‐alcoholic steato‐hepatitis，NASH）、晚期纤维化和肝硬化，脂肪变性可发展为NASH，最终发展为肝硬化及其并发症［2］。肥胖、Ⅱ型糖尿病（DM）和胰岛素抵抗（insulin resis‐tance，IR）是常与NAFLD 相关的危险因素。随着经济发展，人们生活水平不断提高，肥胖人群逐渐增加，我国NAFLD 患者数量也在不断增多，由于NAFLD 的发病机制并不完全清楚，本文综述了NAFLD 发病机制的研究进展。

1 流行病学

NAFLD 现在已得到公认，占全球患病率的25.2%［3］。达拉斯心脏研究发现，种族赋予了患NAFLD 额外的风险，该研究估计西班牙裔NAFLD患病率与白人或黑人相比较高，儿童中NAFLD 的患病率为3%～10%，而肥胖儿童中NAFLD 的患病率为40%～70%，此外，在过去十年中，儿童中NAFLD 的患病率从3%增加到了5%［4］。现代流行病学研究发现非酒精性脂肪肝发病率与性别有关，且男性高于女性，研究表明，年龄每增长10 岁非酒精性脂肪肝患病率大约增加10%［5］。近年来NAFLD 患病率呈低龄化发展，中国成人NAFLD的患病率在15%左右，中老年居民NAFLD 患病率为22.05%［6］。NAFLD 已经取代慢性乙型肝炎成为中国的第一大慢性肝病［7］。该病在全球的流行趋势，也表明NAFLD 在全世界的负担日益加重，已成为全球范围内的重要公共卫生问题，但是，NAFLD发病机理的许多方面仍不清楚，全面探索研究其发病机制，才能更好地进行早期诊断和治疗干预。

2 发病机制

2.1 “多重打击”理论

NAFLD 的早期发病机制广泛使用“二次打击”学说描述，在疾病发作时，“第一次打击”被认为是IR，主要涉及肝细胞中脂肪酸和甘油三酸酯代谢的失衡，从而导致肝脂肪变性［8］。IR 是NAFLD 的主要驱动力，高胰岛素浓度会刺激脂肪形成并产生脂毒性［9］。随后，出现“第二次打击”，包括炎症性细胞因子、脂质过氧化、线粒体功能障碍和氧化应激［10］，其中以氧化应激反应为主要影响因素［11］。在许多研究中，已经表明NAFLD 患者会发生肝氧化应激和脂质过氧化，一旦出现肝脂肪变性，氧化应激的增加会触发涉及脂质过氧化的病理生物学过程，继而引起肝脏炎症、纤维化和坏死［8］。在NAFLD 的早期，肝脏中巨噬细胞M1 的经典活化可能促进更多的炎症和IR，以及脂肪变性［2］。其中IL‐6、IL‐8、TNF‐α、IL‐1β、COX‐2 等促炎性细胞因子，有助于慢性炎症疾病的发展［12］。也有研究表明，IL‐6 具有抗炎与促炎双重特性，但在NAFLD 中的作用尚存在争议，IL‐10 主要由单核细胞和B 细胞产生，是一种抗炎因子，具有免疫调节作用［7］。先天免疫系统中的其他炎症细胞，如NKT 细胞和NK 细胞，在NAFLD 和NASH 的发展中同样起着至关重要的作用［2］。由于NAFLD 更容易受到“二次打击”，坏死性炎症和纤维化的影响会加重并最终导致肝硬化［10］。时至今日，NAFLD 的发病机制尚未被完全阐明，最初的“二次打击”理论无法再完全解释涉及多个因素的NAFLD 的发病机理，Tilg 和Moschen提出的“多重打击”学说已逐渐取代过时的“二次打击”学说［13］。该学说反映了NAFLD 发生和发展的多种潜在途径，多种损伤之间的相互作用，包括IR，脂肪组织分泌的促脂因子和炎性细胞因子，肠道菌群，遗传和表观遗传因素，氧化应激，环境和饮食因素等导致NAFLD 的发展［14］。

2.1.1 肠道菌群失调 肠道菌群是NAFLD 的致病因素之一，机制多与肥胖、炎症、IR 等相关。有研究报道，在中国的一个队列中，61%的NAFLD 患者检测到产生大量酒精的肺炎克雷伯菌（HiAlc Kpn），为了研究HiAlc 细菌与脂肪肝疾病之间的关系，他们用HiAlc Kpn 喂养了无特定病原体（SPF）的小鼠，值得注意的是，HiAlc‐Kpn 喂养可诱发慢性肝脂肪变，Boursier 和同事研究了肠道菌群不平衡与严重NAFLD 病变（即NASH 和纤维化）的关系，瘤胃球菌数量的增加与纤维化程度的加重呈正相关［15］。在一项比较NAFLD 患者和健康人的肠道微生物组的研究中，相对于健康的非肥胖成人个体水平，NAFLD 患者的革兰氏阴性细菌含量更高，拟杆菌含量升高了20%，厚壁菌降低了24%［16］。目前，肠道菌群主要基于肠—肝轴的作用机制在NAFLD中起作用，细胞壁外膜上的脂多糖（LPS）可通过TRL4 作用于脂肪细胞和巨噬细胞，诱导释放多种炎症细胞因子来诱发IR，并且，肠道菌群结构和功能失调可导致相关基因表达改变，促进慢性低度炎症发展为IR，进而诱发NAFLD［12］。肠道菌群失调亦可通过其他机制促进NASH，如乙醇生产和干扰胆碱代谢［2］。总的来说，肠道菌群及其有害代谢产物（乙醇、饱和脂肪酸、多胺、硫化氢等）可能是肝损伤的驱动因素［15］。

2.1.2 遗传易感因素 NAFLD 的发展高度依赖于环境，饮食模式和久坐的生活方式对NAFLD 影响巨大［2］。研究表明，一些个体携带易感性增加的基因变异，使他们更容易发展为NAFLD，相反，一些幸运的个体携带的基因变异可以保护肝脏免受肥胖或饮酒的有害影响，双胞胎研究表明，50%的脂肪肝风险是由基因决定的［17］。家族研究表明，NAFLD 患者的一级亲属患此病的风险比普通人群高得多［18］。近年来，人们对于遗传学的看法发生了变化，不仅基因很重要，而且调控基因表达方式的表观遗传学在NAFLD 的发病机制中也显示出高度的相关性，几项独立的研究表明，在怀孕期间食用高脂肪食物的雌性小鼠的雄性后代，患晚期NAFLD 的风险更高［19］。

2.1.3 饮食因素 有研究表明，高脂膳食（HFM）、高碳水化合物膳食（HCM）或高脂肪和高碳水化合物膳食混合引起的高胰岛素血症，脂质和脂蛋白代谢改变（HFHCM）可能会促进NAFLD 的发生发展［20］。Yu 等［21］探讨了饮食胆碱与NAFLD 的关系，胆碱缺乏会刺激肝脏脂肪积累，正常体重的中国女性饮食中胆碱摄入量的增加与NAFLD 风险的降低有关。有研究表明，软饮料和肉类的摄入与NAFLD 风险的增加显著相关［22］。一些研究表明，高盐摄入可能会增加血浆中TAG 的含量，从而影响NAFLD 的发生，高盐摄入量还会刺激内源性果糖生产，Lanaspa 等［23］发现高盐饮食会激活肝脏中的醛糖还原酶（polyol）途径，导致内源性果糖产生，然后诱导瘦素抵抗与代谢综合征和NAFLD 的发展。一项以中国北方人群为基础，通过Spearman 分析DM 患者摄盐量与NAFLD 相关性的研究表明，摄盐量与NAFLD 的发病率呈正相关，这表明在摄盐量不断增加的情况下，DM 患者发生NAFLD 的可能性也随之增大［24］。有研究发现，咖啡的抗氧化、抗炎和抗纤维化作用等多种机制可能与咖啡对NAFLD 的保护作用有关［25］。最近的研究表明，咖啡因可能刺激肝脏自噬‐溶酶体途径，诱导脂肪酸氧化［26］。然而，咖啡因如何激活自噬内流的问题目前还不清楚［25］。主动吸烟也与NAFLD 的高风险有关，有研究表明了吸烟史与NAFLD 患者的晚期肝纤维化有关［22］。一项针对2 691 名中国男性的横断面研究发现，前吸烟者和重度吸烟者（≥40 支/d）比从未吸烟者患NAFLD 的患病率更高，有研究报道吸烟是NAFLD 的独立危险因素［27］。总之，吸烟可能会加剧NAFLD［22］。

2.2 社会心理因素

压力和身心健康关系紧密，研究显示，NAFLD发生的危险因素之一就是自觉压力过大［28］。一些研究提示情绪问题如焦虑和抑郁可能会影响慢性肝 脏 疾 病 的 进 展，其 中 包 括NAFLD/NASH［22］。Youssef 等［29］的 研 究 探 索 了567 例 患 者 中 抑 郁 和 焦虑与NAFLD 组织学特征严重程度的关系，结果表明，抑郁症与更严重的肝细胞气球扩张呈显著剂量依赖性，亚临床抑郁症患者发生更严重的肝细胞膨胀的可能性是无抑郁症状患者的2.1 倍。最近的一项研究表明，中枢和外周免疫系统的炎症可能与代谢异常和重度抑郁症有关，与抑郁相关的因素如单胺氧化酶‐A 酶活性的增加，可能会增强细胞氧化应激，从而对NAFLD 产生不利影响［30］。

2.3 睡眠与生物钟基因

睡眠不足与病死率风险增加呈正相关［31］。流行病学研究表明，睡眠不足会导致葡萄糖稳态改变，IR、体重增加、肥胖、代谢综合征和糖尿病，都与NAFLD 相关，在实验研究中，发现睡眠障碍可能会通过促炎性标记物如TNF‐α，IL‐1β 和IL‐6 和应激反应而诱发NAFLD，此外，睡眠不足会增加生长素释放肽的水平，并降低瘦素水平，这会增加食欲并进一步导致肥胖，慢性失眠还会激活下丘脑‐垂体‐肾上腺轴，增加应激激素，加剧IR，促进NAFLD的发展［32，33］。另一研究发现，随着mRNA 在肝脏生物钟基因中表达的增加，可出现关键代谢调节酶水平、肝脏炎症和脂肪变性降低，这与葡萄糖和脂肪酸代谢有关［31］。在肝脏特异性的敲除BMAL1 情况下，会使肝脏的关键代谢基因振荡丧失，继而加重肝细胞氧化受损、诱发IR，在协调糖、脂质和蛋白质代谢中起关键作用的糖皮质激素（glucocorticoid，GC）节律，是全身昼夜节律的夹带信号，通过下丘脑视交叉上核（hypothalamic suprachiasmatic nucle‐us，SCN），肝脏、脂肪组织和肾脏中的外周时钟被自主神经系统和有节奏的夹带信号（例如GC）所调节，有研究指出，细胞氧化还原状态的振荡，或独立于生物钟转录反馈环，并且在代谢过程中，可能会控制昼夜节律［34］。

2.4 MicroRNA

微小RNA（MicroRNA）是一类RNA 调节剂，大约22 个核苷酸长，越来越多针对饮食诱导和遗传（ob/ob）模型的肥胖鼠类和患有严重NAFLD 的患者的研究IL‐10 中提示miR NAs 在NAFLD 发病机理和IR 中具有潜在作用［35］。已鉴定出的一些miR‐NA，包括miR‐122 和miR‐21，它们在外周血和肝脏中的表达水平均与NAFLD 的发生有关［36］。有研究发现，与健康受试者相比，NASH 患者的血清miR‐122 上调7.2 倍，与单纯脂肪变性患者相比上调3.1 倍，表明血清miR‐122 是NASH 的肝外特征，在ALT 没有升高的情况下，小鼠模型中血清miR‐122水平的升高与NAFLD 的严重程度呈正相关［37］。有研究观察到，与对照组相比，饮食诱导的NASH 小鼠肝脏中miR‐21 的表达水平随着疾病的发展而逐渐下降，有研究发现miR‐27a 通过抑制肝脏中的脂肪酸合成酶基因和硬脂酰辅酶A 去饱和酶‐1 减轻了新生肝脏的脂肪形成并减轻了肥胖引发的NAFLD，组织学分析还表明，肝miR‐27a 过量的小鼠肝脏中脂质的蓄积减少，表明肝脂肪变性减轻，此外，miR‐27a 过表达的肝脏的三色染色结果显示纤维化明显减少，NAFLD 活性评分降低，反映NAFLD 的发展得到改善［38］。miR‐155 是可以调节Kupffer 细胞的miRNA 之一，它参与控制酒精性和NAFLD 疾病的先天性和适应性免疫的炎症过程［37］。Gyongyi 等［39］提出miR‐155 是炎症的主要调节因子，缺乏miR‐155 的小鼠在胆碱‐蛋氨酸缺乏饲料（methionine and cholinedeficient diet，MCD）饮食诱导的脂肪性肝炎后，脂肪变性减弱，但血清ALT或炎症表明肝脏损害无变化，不过在另一种NASH模型中，miR‐155 缺乏导致肝脂肪变性增强。有研究发现miR‐16 在单纯脂肪变性的NAFLD 患者中升高，也有研究发现NASH 患者血清miR‐16 升高，且与纤维化阶段有关［40］。有研究观察到NAFLD 患者中miR‐197、miR‐146b、miR‐181d 和miR‐99a 的表达明显下降，miR‐301a‐3p 和miR‐34a‐5p 的肝脏水平从单纯性脂肪变性到NASH 再到肝硬化，呈单调性 升 高，miR‐375 呈 单 调 性 降 低［41］。还 有 一 些 与NAFLD 相 关 的miRNA 如miR‐149，在FA 处 理 的HepG2 细胞和NAFLD 动物模型中，其表达水平均升高［36］。

2.5 气体信号分子硫化氢（H2S）

H2S 是哺乳动物内源性信号分子，在肝脏的病理生理学中起着重要作用。据报道，H2S 可以预防MCD 喂养引起的脂质过氧化物丙二醛升高［42］。Wu 等［43］研究发现，高脂饮食通过下调谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）和超氧化物歧化酶（SOD）的活性而降低了肝脏的抗氧化防御能力。H2S 有效地恢复了这些酶的活性，这些结果表明H2S 可以对高脂饮食诱导的肝毒性提供抗氧化作用，研究同样表明，H2S 可以通过下调脂肪酸合成酶（FAS）和上调肉毒碱棕榈酰基转移酶1（CPT‐1）抑制肝脂肪蓄积，从而使肝脏从脂肪变性中恢复，此外，H2S 通过上调抗氧化酶（GPx 和SOD）的活性来减轻NAFLD，并得出H2S 可以缓解NAFLD 的结论，艾蒂斯认为H2S的施用可以减轻通过下调高脂饮食喂养的肥胖小鼠的FAS 和CPT‐1 的表达来抑制NAFLD 的积累，从而改善NAFLD。另外，H2S 可以通过增加GPx和SOD 等抗氧化酶的活性来抑制氧化应激。这些结果表明，H2S 可以在调节脂质和抗氧化剂代谢中发挥重要作用［43］。

3 结语

NAFLD 是一种与能量过剩，并且脂肪组织超过其储存脂肪/能量的储库能力相关联的代谢失调的疾病。尽管NAFLD 受肥胖、西餐和久坐的生活方式等环境因素的深远影响，但遗传因素与环境共同影响了疾病的发病机理及其范围。NAFLD 的发病机制尚不完全清楚，本文在总结了常见发病机制如胰岛素抵抗，氧化应激，环境和饮食因素等的基础上综述了各种与NAFLD 有关的其他发病机制，有些尚未被完全证实的机制，还需要继续探索。