张玉燕,梁志清,白纪红
(1.桂林医学院药学院,桂林 541199;2.桂林医学院第二附属医院广西肝脏损伤与修复分子医学重点实验室,桂林 541199;3.桂林医学院附属医院药学部,桂林 541001)
代谢相关脂肪性肝病(metabolic associated fatty liver disease,MAFLD)原名非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD),其定义过度强调饮酒及其摄入量、酒精对个体的差异性及强调排除可能的致病因素等,因此会导致所有具有多种不同疾病驱动因素的患者都归为NAFLD,存在一定的缺陷,为此,国际专家共识建议将其改为MAFLD,并且制定了新的诊断标准:基于肝脂肪变性的证据,同时满足超重/肥胖、2 型糖尿病、代谢功能障碍三者之一[1]。然而,MAFLD 是一个新术语,在已发表的研究中很少使用,故本综述仍以NAFLD进行阐述。
NAFLD 指排除酒精及其他明确的肝脏疾病因素外,有超过5%肝细胞发生脂肪变性为主要特征的临床病理综合征[2]。此类疾病已成为全球第一大慢性肝病,影响全球约四分之一的成年人口,造成严重的公共卫生负担,具有广泛的社会和经济影响。大多数NAFLD患者的肝组织切片仅有脂肪变性特征,小部分患者会发展为非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatohepatitis,NASH),随着肝纤维化的增加最终导致肝硬化、肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)甚至终末期肝病和死亡。NAFLD不仅会增加肝脏和非肝脏疾病的发病率和死亡率,还与代谢综合征、2 型糖尿病、动脉硬化性心血管疾病及结直肠癌等疾病的高发密切相关[3]。NAFLD发病机制很复杂,其中“多重打击”假说已取代过时的“二次打击”假说,成为NAFLD 启动和进展的主要原因。“多重打击”假说强调胰岛素抵抗(insulin resistance,IR)、遗传因素、肠道微生物群和脂肪因子等的重要性,上述“打击”导致脂肪毒性、氧化应激、线粒体功能障碍和肝脏组织中的炎症等[4]。而且,此类疾病的发病机制尚未完全明确,尚无获批的特异性药物用于治疗NAFLD,临床上仍然以控制饮食和加强锻炼等生活方式干预为主,因此,寻找治疗NAFLD的药物及其作用机制对于维系国民健康具有非常重要的意义。
青蒿琥酯(ART)是中草药提取物青蒿素的衍生物之一,是一种治疗效果好、毒性低的抗疟药。随着对ART 研究的深入,发现其不仅能抗疟疾,还具有抗炎、抗病毒、抗血吸虫病、调节免疫、抗纤维化等作用。ART作用于NAFLD及其机制的研究显示其有独特的作用,具有良好的临床应用前景。近年来,学界主要从NAFLD发病机制的脂肪累积、肝细胞损伤、肝纤维化和肠道菌群失调等几个方面的分子信号通路进行相关基础研究,故本文就ART作用于NAFLD 及相关机制的研究进展进行综述,以期为ART在基础研究以及未来在临床上治疗NAFLD提供参考依据。
肝脂肪变是甘油三酯(triglyceride,TG)、游离脂肪酸(free fatty acid,FFA)和游离胆固醇等有毒脂质在肝内过度蓄积的表现[5],而长时间的脂毒性可能会诱导氧化和内质网应激等,并促进代谢炎症反应,从而加重肝细胞损伤和细胞死亡。TG 在肝脏中的积累是NAFLD 病理生理过程的第一步,NAFLD 患者的脂肪从头合成显著增强,而这一过程的关键酶乙酰辅酶A羧化酶和脂肪酸合酶受到固醇调节元件结合蛋白(sterol-regulatory element binding protein,SREBP)1c、碳水化合物反应元件结合蛋白(carbohydrate response element binding protein,Ch REBP)、肝脏X受体等转录因子的调控,其中SREBP 1c 能增强脂肪酸合成所需基因的转录并受胰岛素调节,胰岛素抵抗(IR)所致高胰岛素状态会使SREBP 1c活化[6]。减少这些有毒脂质的累积,可以减少肝脂肪变性,从而延缓NAFLD 发生发展。陈晶等[7]的一项动物实验研究结果显示,ART低中高剂量组的SREBP-1c蛋白表达水平均低于模型组,并且呈剂量依赖性。本课题组前期研究发现,采用ART 干预雄性昆明小鼠NAFLD 模型可降低血清丙氨酸转氨酶(alanine aminotransferase,ALT)、天冬氨酸转氨酶(aspartate aminotransferase,AST)、TG、总胆固醇(total cholesterol,TC)水平;NF-κB与小鼠肝脏炎症呈正相关关系,而ART可能通过下调NF-κB炎症因子的表达,减轻炎症反应及氧化应激水平,从而改善高脂饮食构建NAFLD 模型小鼠的肝脏脂肪变性程度[8]。有研究表明,过量摄入碳水化合物诱导肝脏NF-κB p65 的核转移,抑制调控Ch REBP 的可溶性耐药相关钙结合蛋白(sorcin)的转录水平,进一步促使Ch REBP核易位,导致DNL 增强和肝脏脂质积累;而NF-κB 抑制剂PDTC 可以减少高碳水化合物饮食介导的sorcin 抑制,从而阻止Ch REBP 核易位,进而减轻肝脏脂质蓄积[9]。故ART可能抑制NF-κB的表达,促进sorcin转录,阻止Ch REBP 核易位,减轻肝脏脂质蓄积。以上研究结果提示,ART可通过减少损害肝脏的有毒脂质累积,降低动物的脂肪变性程度来改善NAFLD。
NAFLD进展为肝纤维化和NASH,与由脂质毒性、氧化应激、内质网应激、炎症反应等引起的一系列肝细胞损伤密切相关[10]。脂质过氧化反应和氧自由基能够使抗氧化酶(如谷胱甘肽、β-胡萝卜素和维生素C 等)耗竭,从而使肝脏易受氧化损伤;而FFA是肝脏数种CYP-450微粒体脂氧合酶的诱导物,能够产生具有肝毒性的活性氧(reactive oxygen species,ROS)自由基,ROS过量产生会抑制NAFLD中其他抗氧化防御系统的能力,并进一步导致氧化损伤[11];而内质网应激和ROS过量产生会激活c-Jun氨基末端激酶。相反,减弱胰岛素信号级联反应而加剧肝细胞中的IR;IR进一步抑制线粒体脂肪酸氧化并促进脂肪积累,导致线粒体氧化应激,加剧肝细胞损伤[10]。研究发现,ART 可通过增加机体超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶活性,增强机体抗氧化能力,加速自由基的清除,抑制脂质过氧化反应,从而保护肝脏的结构和功能[7]。潘金明等[12]在开发对NAFLD 有治疗作用的药物过程中,用ART自微乳、ART 等药物干预高脂饲料诱导的NAFLD模型大鼠,研究结果显示,各治疗组(除ART自微乳低剂量组外)的指标水平都比模型组明显降低,提示ART 可通过调节脂质代谢、抑制炎性因子的释放,减轻肝细胞损伤。一项使用ART 干预正常的BRL-3A 和AML12 肝细胞的研究发现,ART 诱导G0/G1 期细胞周期停滞和凋亡,抑制BRL-3A 和AML12肝细胞的细胞增殖,这种有害作用可能与细胞内ROS的水平增加有关[13]。以上研究结果提示,ART 能从增强机体抗氧化能力、调节脂质代谢、抑制炎性因子释放多方面减轻肝细胞损伤,进而改善NAFLD,但同时也可能对正常肝细胞产生一定的损害,为了使ART 更好的服务于临床,仍需要加大与之相关的基础研究。
肝纤维化是NAFLD 发展过程的重要病理过程,而肝脏的再生能力强,再加上药物抑制等外界手段,可以逆转纤维化;但如果长时间得不到抑制,很可能会发展成为肝硬化,甚至HCC。研究显示,抑制肝纤维化主要通过减轻肝细胞损伤、抑制肝星状细胞(hepatic stellate cell,HSC)激活或促进其凋亡、减少细胞外基质(extracellular matrix,ECM)沉积等方面进行。有研究提示,ART可通过下调HSC线粒体复合体I亚基NDUFB8 和复合体Ⅲ亚基UQCRC2 的表达,促进HSC 凋亡,减轻血吸虫病所致的肝纤维化[14]。大量研究显示,铁死亡可能参与肝纤维化的发展过程,其主要与铁离子水平和抗氧化酶谷胱甘肽的耗竭有关。过多的铁离子会产生大量ROS,耗竭抗氧化酶谷胱甘肽,引起脂质过氧化物累积而破坏细胞膜,导致细胞死亡。而HSC含有大量铁离子,升高HSC内的铁离子水平和促进脂质过氧化可导致HSC 的铁死亡,进而延缓肝纤维化[15]。动物和细胞实验证明,ART 对四氯化碳诱导的小鼠肝纤维化模型有抑制作用,可能是通过诱导活化HSC 的铁死亡来缓解肝纤维化[16]。近年来对于ART抗纤维化作用的研究得到越来越多的重视,很多研究结果都表明ART 对肝纤维化有较好的抑制作用;但目前仍缺乏ART 在NAFLD 相关肝纤维化模型中作用的研究,未来可考虑在这方面开展相关的研究工作。
肠道微生物群的改变可通过介导炎症反应、IR、胆汁酸和胆碱代谢过程来促进NAFLD 的发展[17]。肠道微生物群的生态失调会增加肠道通透性,导致脂肪酸的吸收增加和细菌易位,同时释放脂多糖、有毒细菌产物和促炎细胞因子,如IL-6 和TNF 等,从而促进炎症反应的发生;而促进这一过程的一个主要机制是TLR4 在宿主细胞中激活NFκB信号通路[18]。有研究发现,ART可能通过抑制小鼠中的NF-κB信号通路对Con A诱导的自身免疫性肝损伤起保护作用[19];在田格格等[20]的中药调控TLR4/NF-κB 通路改善NASH 的研究进展中提到,使ART作用于高脂饮食诱导的脂肪肝动物模型,可下调TLR4/NF-κB通路相关分子以及下游炎症因子水平,降低血脂,改善动物肝脏脂肪变性和炎性浸润,改善肝功能。一项针对肝硬化模型大鼠的研究显示,ART补充剂对肝硬化大鼠的肠道微生物群生态失调有明显的干预作用[21];但有研究发现,ART+阿莫地喹这种常用的青蒿素联合疗法不会改变疟原虫感染小鼠的肠道微生物群[22]。然而,目前并没有ART在NAFLD肠道菌群失调动物模型中作用的研究,以上研究结果还不能证明ART 对NAFLD 的肠道菌群失调不产生影响,这反而给我们在今后的NAFLD相关研究中提供新思路。
在基础研究阶段,ART 能从减少肝脂肪变性、减轻肝细胞损伤、改善IR、抑制肝纤维化与改善肠道菌群失调等多个环节起到延缓NAFLD发展的作用,但当前ART 改善NAFLD 的机制研究仍相对缺乏,而且NAFLD的发病机制十分复杂,未来可通过进一步完善ART 作用于NAFLD 的体内外研究,从而为ART 治疗NAFLD 的临床研究打下坚实的基础。本文综述内容有一定的局限性,NAFLD 的发病涉及多种病理机制,本文涉及到的相关发病机制不全,其中炎症反应贯穿NAFLD全过程,虽然没有单独将其作为一小点进行阐述,但是它仍是很重要的一个环节,而且以上综述的内容也都涉及到炎症反应。ART 在临床上用于治疗疟疾多年,安全性有保障,而且ART 对NAFLD 发病机制的多个环节均具有调节作用,有希望成为治疗NAFLD的新方法。