阻塞性睡眠呼吸暂停对非酒精性脂肪性肝病的影响

许青青，唐海英，毛靖伟

大连医科大学附属第一医院 a.消化内科，b.呼吸睡眠诊疗中心，辽宁 大连 116011

非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)是一种与胰岛素抵抗(IR)和遗传易感密切相关的代谢应激性肝损伤，以肝实质细胞脂肪变性和脂肪贮积为特征[1]。全球NAFLD平均患病率为25%，NAFLD及其亚型非酒精性脂肪性肝炎(NASH)分别影响着美国30%和5%人群[2]。在我国，随着国人生活方式西方化，NAFLD患病率从2001年的23.8%急剧上升到2018年的32.9%，NAFLD正取代乙型肝炎成为慢性肝病主要原因[3]。在合并糖尿病、肥胖等危险因素的男性/女性人群中，NASH的患病率分别高达75%/67%、53%/54%[4]。阻塞性睡眠呼吸暂停(obstructive sleep apnea，OSA)是由多种病因引起上气道狭窄或阻塞，导致睡眠打鼾伴呼吸暂停，引起血氧含量下降或/和CO2潴留，导致低氧血症、高碳酸血症、睡眠结构紊乱以及多系统损害的临床综合征[5]。儿童OSA发病率为1%～5%[6]，成年人OSA发病率为10%～26%[7]。OSA患者中IR发病率高达40%以上[8]，而作为代谢综合征核心的IR也是NAFLD发生与发展的重要环节[9]。因此，OSA与NAFLD必然存在相互联系。随着OSA与NAFLD在人群中普遍流行，以及对人体健康的危害影响逐渐扩大，逐渐增加患者就医的次数与经济负担。本文就OSA对NAFLD的影响以及可能的机制展开回顾性阐述，以期待从OSA角度为NAFLD寻找新的治疗靶点，进而延缓、甚至阻断NAFLD进展。

1 OSA对NAFLD的影响

OSA引发器官病理变化的基础是慢性间歇性缺氧(intermittent hypoxia，IH)，而慢性缺氧使得肝细胞乃至整个肝脏受累，进而参与NAFLD发生与发展。肥胖、IR及血脂代谢紊乱作为代谢综合征的重要组成部分，在NAFLD发生发展中起重要作用；而OSA与肥胖、IR及血脂代谢紊乱也关系密切，因此OSA与NAFLD之间的关系备受关注。随着OSA与NAFLD两种疾病的普遍流行，近年来对两者之间的相关性研究逐渐深入。证据[10-11]表明，OSA是NAFLD发生发展的独立危险因素。

Arisoy等[12]研究表明，单纯鼾症和轻、中、重度OSA 组患者并发脂肪肝的比例分别为42.86%、 63.5%、79.4%和79.2%；且脂肪肝的程度与OSA的严重程度正相关。Cakmak等[13]研究发现，OSA患者的呼吸暂停低通气指数(apnea hypopnea index，AHI)、氧减指数、最低氧饱和度(lowest oxygen suturation，LSaO2)及平均血氧饱和度等多导睡眠监测相关参数与NAFLD的发展及严重程度有关。荟萃分析[14]显示，OSA的严重程度与NAFLD患者肝酶水平相关，而年龄、性别、糖尿病、BMI和腰围对肝酶水平没有影响。相关研究[15]表明，OSA使得NAFLD患者的肝纤维化风险增加2.6倍；OSA严重程度与NAFLD活动度评分正相关，而且OSA是独立于BMI、腹型肥胖、代谢综合征和胰岛素抵抗之外导致肝细胞脂肪变的危险因素[16]。OSA对NAFLD的影响，不仅表现在肝酶、血脂代谢异常等生化改变，也表现在肝组织病理学的改变。Cakmak等[13]学者发现，AHI与氧减指数值越高，LSaO2与平均血氧饱和度值越低，肝损伤和纤维化的程度越重。OSA患者F2～F4期肝纤维化患病率比非OSA患者显著增高，且纤维化患病率与OSA引起的LSaO2密切相关[17]。OSA与肝组织的脂肪变性、小叶炎症和纤维化显著相关[14]。Paschetta等[18]发现OSA引起的IH可引起肝损伤、炎症反应和纤维化的发生，从而促进NAFLD从单纯性脂肪肝向NASH进展，进而向肝硬化及肝癌发展。Feng等[19]发现高脂肪饮食与IH诱导的大鼠在第3周后出现脂肪变性，第6周后出现肝细胞肿胀、炎性细胞浸润、肝小叶内局灶性坏死等脂肪性肝炎的特征，第9周后肝组织损伤加重，脂肪变性弥漫，可见明显的细胞肿胀、炎性细胞浸润、局灶性坏死、门静脉周围及肝窦周围纤维化。该实验观察结果与NAFLD的病理结构特征一致，提示OSA引起的IH可能是导致NAFLD发生、发展的重要因素之一。

3 OSA影响NAFLD的可能机制

3.1 IR与低氧诱导因子1α(hypoxia-inducible factor-1α，HIF-1α) OSA患者中IR发病率高达40%以上[8]，IR在NAFLD发生与发展中也起重要作用。IH引起胰腺β细胞凋亡，导致葡萄糖耐受不良和降低胰岛素敏感性[20-21]。Drager等[22]发现，IH在小鼠体内可诱发IR，这一效应在肥胖小鼠更为突出，并且IH持续时间和IR程度之间存在剂量反应关系，这种与IH相关血糖升高的机制是由于IH增强了糖异生作用。选择性抑制HIF-1α蛋白可降低空腹血糖和胰岛素水平，并且磷酸烯醇丙酮酸羧激酶基因表达也被抑制，这是糖异生的关键酶，说明HIF-1α在IH诱发血糖异常的过程中发挥着重要作用。HIF-1α激活了乳酸脱氢酶A和丙酮酸脱氢酶激酶1的表达，从而打破了从氧化代谢到糖酵解代谢的平衡，导致丙酮酸转化为乳酸，抑制其进入线粒体和抑制脂酸β氧化[23]。因此，IH通过诱导HIF-1α的表达导致IR，而参与NAFLD的发生发展。赖氨酸氧化酶(lysyl oxidase，LOX)是参与细胞外基质交联的关键酶，增加组织纤维化和硬化。LOX启动子区域有缺氧反应元件，IH通过诱导HIF-1α与之结合而高度激活LOX。Mesarwi等[24]发现，肝纤维化组患者血清LOX水平显著高于无纤维化组患者，肝纤维化风险随着LOX水平增加而增高；重度OSA患者血清LOX水平显著高于健康对照组，持续正压通气(continuous positive airway pressure，CPAP)治疗的OSA患者血清LOX水平明显下降。IH通过诱导肝脏LOX过表达，促进NAFLD进一步向肝纤维化进展；IH诱导产生的LOX可以作为评估OSA及NAFLD病情严重程度的生物学标志物。

3.2 糖脂代谢紊乱 荟萃分析[25]表明，OSA患者与高TG、TC、LDL及低HDL有关，AHI与低HDL与高TG存在相关性。IH能够诱发甾醇调节元素结合蛋白-1c、乙酰辅酶A羧化酶和脂肪酸合成酶等与脂肪合成有关的酶表达，导致TG水平提高；IH导致肝脏TG含量增加，而在肥胖状况下，这一现象更明显[26]。IH引起线粒体β氧化障碍，游离脂肪酸代谢受阻，增加的游离脂肪酸进一步导致TG合成增加；与此同时，IH还可选择性地灭活脂肪组织的脂蛋白脂肪酶，减少VLDL从血液中的清除[27]。Drager等[22]发现，IH导致脂肪组织脂蛋白脂肪酶活性降低，所以TG的增加源于脂蛋白清除速度的降低。IH能够增加体内游离脂肪酸水平，表明IH增加了脂肪分解，这可能进一步导致IR、肝脏脂肪变性和炎症[28]。因此，IH通过打破脂肪合成与分解代谢之间平衡，促进肝脏TG沉积而参与NAFLD的发生发展。

3.3 氧化应激 氧化应激是促进NAFLD进展的重要机制之一，还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸氧化酶是一种产生活性氧族的酶，活性氧可引起肝脂质过氧化，导致肝细胞变性坏死、炎症、肝纤维化[29]。临床研究[30]显示，与无OSA及低氧状态的青少年患者相比，OSA和低氧介导的氧化应激能够显著促进NAFLD进展，低氧水平介导的氧化应激可能是青少年NASH进展的一个重要触发因素。将SD大鼠暴露于慢性间歇性低氧环境中可以引起ALT、AST水平和肝脏组织中丙二醛含量明显高于正常对照组，组织学显示慢性间歇性低氧可导致肝细胞肿胀、坏死和肝脏组织内炎性细胞浸润，表明IH通过上调还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸氧化酶诱导肝脏组织氧化应激反应[31]。髓过氧化物酶是一种重要的过氧化物酶，其过度表达是机体氧化应激的重要指标[32]。研究[19]发现，高脂肪饮食与IH诱导的大鼠髓过氧化物酶阳性率较单纯高脂肪饮食组及对照组显著增加；在高脂肪和IH的情况下，对肝功能、肝组织学和超微结构的损伤比高脂肪组更严重，并且随着接触时间的延长，肝损伤的程度进行性加重，氧化应激可能在这一机制中起重要作用。

3.4 肝脏脂肪变性及代谢性炎症损伤 低氧还可通过非低氧因子依赖途径介导NAFLD中的肝脏脂肪变性及代谢性炎症损伤。低氧导致活性氧的产生与降解失衡，进而使机体处于氧化应激状态，氧化应激激活核因子-κB(NF-κB)，NF-κB被激活后可与调节细胞代谢及炎性反应的DNA序列结合促进肝脂肪变性、炎症反应[33-34]。应激反应释放活性NF-κB进入核内，启动细胞因子、趋化因子、黏附分子等基因转录，促进表达大量炎性因子，如TNFα等释放，以及中性粒细胞在微循环及肝组织中聚集，发生微循环障碍，血管通透性改变，导致肝组织水肿，同时大量氧自由基释放蛋白水解酶造成肝组织损伤[35]。IH通过诱导氧化应激反应，激活NF-κB参与的一系列反应，介导NAFLD的发生与发展。暴露于IH的脂肪组织具有分泌TNFα的特点，且IH能够通过增加肝脏TNFα的表达来诱导肝脏炎症[36]。研究[37]表明，在常氧且存在TNFα的情况下对HepG2细胞株进行培养，发现TNFα以时间依赖性方式诱导HIF-1α的表达，并且还发现TNFα导致线粒体复合物Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ的耗氧量减少，利用CTM(HIF-1α抑制剂)抑制HIF-1α活性，这种由TNFα诱发的细胞耗氧量降低被消除，提示TNFα引起的线粒体功能障碍由HIF-1α介导。因此，IH通过诱导HIF-1α高表达，促进TNFα诱导肝脏炎症和线粒体功能障碍，进一步促进NAFLD进展。

3.5 肠道屏障功能障碍 Nobili等[38]发现，IH增加肠道渗透性，体内脂多糖水平升高，肝细胞、Kupffer细胞和肝星状细胞的Toll样受体4(TLR-4)水平上调，而这些细胞的TLR-4水平的升高是脂肪性肝炎和脂肪性纤维化的重要特征。因此，OSA与肠道屏障功能受损、内毒素血症增加、TLR-4介导的肝脏对内毒素血症易感性增加有关，而这些改变可能是NAFLD中OSA相关肝损伤的一个新的致病环节和潜在的治疗靶点。OSA是肠道屏障损伤的危险因素，而肠道通透性增高可能是OSA患者合并NAFLD的原因之一[39]。现有研究[40]已将肠道屏障功能障碍尤其是肠道菌群失调与NAFLD的生理病理联系起来，肠道菌群在 NAFLD的发病过程中发挥作用。机体慢性IH导致肠道微生态失调，而肠道生态失调会通过破坏肠道壁屏障而导致肠壁低级别炎症，从而导致“肠漏”[41]。IH通过加剧肠道菌群的失调、增加肠道渗透性促进NAFLD的发生发展。通过益生元、益生菌及粪便菌群移植联合气道正压治疗，早期逆转肠道菌群失调，可能为防治NAFLD开辟新的治疗领域。

3.6 睡眠剥夺 OSA引起的睡眠剥夺(sleep deprivation,SD)显著增加NAFLD发生风险，其机制可能与SD导致的IR、糖脂代谢紊乱等因素有关[42]。SD导致机体胰岛素敏感性降低、晨时皮质醇水平升高和交感神经张力增加，而后两者可通过减少胰岛素分泌，抑制胰岛素调节的葡萄糖摄取和增加肝脏糖异生，促进IR发生。SD导致机体空腹血糖明显升高、血清胰岛素水平下降、糖耐量受损、胰岛细胞对葡萄糖/氯化钾刺激的胰岛素分泌效应(GSIS/KSIS)显著降低(但胰岛中胰岛素含量却无明显变化)；SD导致的β细胞GSIS/KSIS功能明显受损源于β细胞中胰岛素分泌囊泡与细胞膜的锚定障碍，使得胰岛素释放受阻。因此，SD通过影响胰岛β细胞功能，进而导致糖代谢紊乱[43]。在脂代谢方面，SD可引起肝脏代谢物，如乙酰辅酶A、3-羟丁酸显著增加，提示肝脏中脂质氧化增加；SD引起的肝脏脂肪变性和IR与肝脏内参与脂肪代谢的酶类功能失调密切相关[44]。SD也可以通过影响肠道屏障功能，增加NAFLD发生的风险。SD通过诱导肠道氧化应激、促进促炎细胞因子(IL-17)产生以及抑制抗炎细胞因子(IL-22)的产生，改变肠道微生物组成，导致肠道菌群失调；而褪黑素可通过抑制氧化应激和炎症反应，逆转SD引起的小肠微生物群紊乱[45]。综上，SD可通过IR、糖脂代谢紊乱、肠道菌群失调等途径增加机体罹患NAFLD的风险。

4 纠正OSA缺氧，改善NAFLD

IH是OSA引起多系统、多器官病变的主要病理生理基础，纠正OSA患者的缺氧状态是延缓甚至阻止NAFLD进展的重要途径之一。美国睡眠医学会2019年新版气道正压通气治疗成人阻塞性睡眠呼吸暂停临床实践指南[46]再次强调包括CPAP在内的气道正压通气(PAP)治疗仍然是目前成人OSA的首选治疗方式。作为OSA患者的首选一线治疗——CPAP治疗可能有助于改善OSA合并NAFLD患者的肝功能，但需要足够长的治疗时间(>3个月)才能达到积极的效果；CPAP治疗对OSA患者肝功能的改善可能涉及其对NAFLD经典“二次打击”假说中包括IR、脂肪酸失调、氧化应激在内的多种因素的影响[47]。荟萃分析[48]表明，即使未同时存在某些疾病如肥胖或者代谢综合征，OSA患者NAFLD的患病率也较无OSA人群明显增加；此外，NAFLD的严重程度与OSA严重程度相关，而有效的CPAP治疗可以减缓NAFLD的进展，并可以改善代谢和心血管功能。临床研究[49]表明，OSA合并NAFLD患者经CPAP治疗后AST、ALT均显著改善；坚持CPAP治疗的患者比依从性不良的患者表现出更明显的肝酶水平的下降； CPAP治疗的良好依从性是NAFLD改善的独立预测因子。

除了PAP，药物(如莫达非尼和阿莫达非尼改善过度嗜睡)、下颌前移装置(减轻气道塌陷)及手术(改善上呼吸道解剖异常)均可以用于OSA患者的治疗，但需要临床医生依据可能的风险获益、患者治疗的倾向性，医疗资源的可及性，制订治疗方案，密切随访。目前尚缺乏足够的临床证据支持除PAP治疗之外的其他方法对于NAFLD的改善作用。鉴于OSA不同的病理生理机制及临床表型，以及OSA合并NAFLD的复杂性，应采取多学科联合的个体化治疗策略，通过纠正OSA缺氧，达到改善NAFLD的目的。

5 总结与展望

随着NAFLD更名为代谢相关性脂肪肝，可以预见OSA与NAFLD之间的关系不仅是睡眠呼吸疾病领域的新热点，更是肝病领域尤其是脂肪肝领域研究的重点之一。尽管目前尚缺乏足够高质量临床研究证明OSA与NAFLD两者之间是因果关系亦或伴随关系，但现有研究已经表明OSA对NAFLD的影响。虽然NAFLD是一种普遍流行缓慢进展的良性疾病，但由其进展的NASH、肝硬化、肝细胞癌及终末期肝病，正逐渐增加患者的经济负担和肝移植资源的匮乏。因此，在基础研究方面，通过探索OSA影响NAFLD的不同机制，为NAFLD寻找新的治疗靶点提供了可能；而在临床工作中，对于OSA的患者尤其肥胖合并OSA者，应常规筛查生化指标、肝脏超声、CT及肝弹性瞬时成像检查，以明确是否合并脂肪肝及评估脂肪肝程度，进一步通过改善该类患者的缺氧状态，延缓NAFLD进展，改善肝功能。

作者贡献声明：许青青负责资料分析，撰写论文；唐海英参与资料分析，修改论文；毛靖伟负责拟定写作思路，指导撰写文章并最后定稿。