新生儿胆汁淤积症胆汁酸转运体和转录调控的研究进展

宾淑铭 杨秀芳.2

1 广东医科大学 （湛江 524023）

2 广东省中山市人民医院新生儿科（中山 528403）

新生儿肝内胆汁淤积是指各种原因导致胆汁形成、分泌和排泄功能障碍，胆汁流不能正常流入十二指肠，从而导致胆红素、脂肪酸和其他物质在血液、肝脏中储积以及肠道中胆汁酸的不足的病理状态［1］。新生儿血清总胆红素（total bilirubin，TBil）≤5 mg/dL（85.5 µmol/L），并且血清直接胆红素（direct bilirubin，DBil）≥1.0 mg/dL（17.1 µmol/L），或TBil＞5 mg/dL（85.5 µmol/L），并且DBil占TBil的比例≥20%，临床表现为大便颜色变浅；肝脏增大。可诊断新生儿胆汁淤积症［2］。胆汁淤积症病因谱复杂，包括感染、肝内疾病、肝外胆道发育异常、酶缺乏引起的代谢异常、中毒等内外科疾病，其发病机制涉及胆汁酸形成、转运体及其转录和转录后的调控，不同的病因引起的胆汁淤积的预后均不相同，早期及时诊治，病情是可逆的，部分患儿可伴有皮肤瘙痒、体质量下降及营养不良，严重者可出现精神烦躁不安、肝纤维化、肝功能衰竭，部分患儿还需要手术治疗，甚至肝移植，危及生命［3］，故早期诊断和治疗对新生儿肝内胆汁淤积症极为重要。本文通过总结近年来国内外关于新生儿胆汁酸转运体及其转录和转录后的调控了解、分析新生儿肝内胆汁淤积症的发病机制，从而为此疾病的防治提供理论基础。

1 胆汁酸的形成

人体胆固醇的去路主要是胆固醇通过多种步骤和酶作用生成胆汁酸，其中生成最多的是鹅脱氧胆酸和胆酸。胆汁酸的生成途径包括经典途径和非经典途径，经典途径在肝实质细胞生成疏水性初级胆汁酸：胆酸（cholic acid，CA）和鹅脱氧胆酸（chenodeoxycholic acid，CDCA），其主要限速酶为胆固醇7α-羟化酶（cholesterol 7-hydroxylase，CYP7A1）。而当肝脏CYP7A1活性下降时，可以通过由位于线粒体的甾醇 27A 羟化酶（sterol 27A-hydroxylase，CYP27A1）和位于内质网的氧甾醇和类固醇 7 -羟化酶（oxysterol and steroid 7 -hydroxylase，CYP7B1）启动和介导的非经典途径调节体内代谢平衡，非经典途径在多种组织及巨噬细胞产生CDCA［4］。

2 肝脏胆汁酸分泌的转运体

肝脏生成胆汁酸后由胆管输送至胆囊储存，在进食时分泌到肠道，小部分通过粪便排出体外，在回肠中大部分的胆汁酸可以通过小肠刷状缘细胞表面的顶膜钠离子依赖性胆汁酸转运体（apical sodium-dependent bile acid transporter，ASBT）的主动重吸收进入肠上皮细胞，随后从肠上皮细胞极性膜一侧被转运至基底膜，再由有机溶质转运蛋白 α /β（ organic solute transporter，OSTα /β）将其排出细胞外，进而被转运到门静脉随血流运回肝脏。而被转运至肝脏的胆汁酸被肝细胞的钠-牛磺胆酸共转运肽（Na+-taurocholate cotransporting polypeptide，NTCP，SLC10A1）主动吸收进入肝细胞，最终由肝细胞毛细胆管膜的胆盐输出泵（bile salt export pump，BSEP）分泌进入胆道系统。这是维持人体胆汁酸平衡的肠肝循环，而这一过程非常复杂，需要参加胆汁分泌的肝细胞、胆管细胞、肠上皮细胞上的转运体［5］。

2.1 肝细胞水平的主要转运体

肝细胞膜分为窦膜、侧膜、毛细胆管膜，两个相邻的肝细胞的胆管组成毛细胆管，毛细胆管再集合成胆管。在肝细胞中主要通过Na+依赖性胆盐摄取系统和非Na+依赖性胆盐摄取系统把肝门静脉内的胆汁酸转运至肝细胞内。

2.1.1 Na+依赖性胆盐摄取系统：NTCP是肝脏最重要的胆盐和胆汁酸（total bile acid，TBA）的转运体，属于转运蛋白溶质载体家族，将超过80%的结合牛磺胆酸盐和不到50%的非结合胆酸从血液摄取到肝细胞，是调节胆汁酸动态平衡的重要转运蛋白［6］。NTCP缺乏症是由SLC10A1基因双等位基因突变引起，多表现出高胆红素血症，在婴儿早期出现一过性淤胆性黄疸、肝酶升高和25-羟基维生素D缺乏，经过对症和支持性治疗后均表现出良好的临床结果［7］。

2.1.2 非Na+依赖性胆盐摄取系统：主要包括有机阴离子转运体（organic anion transporting protein，OATP）：OATP属于溶质载体类超家族。主要在肝脏表达的分别有OATP1B1、OATP1B3，他们可以转运非结合型胆汁酸如胆酸、鹅去氧胆酸和脱氧胆酸，但熊去氧胆汁酸和石胆酸不能通过它们转运，而OATP1B1、OATP1B3能转运所有结合型胆酸，且其优于非结合型都能通过［8-9］，有研究表明OATP1B蛋白的下调可能参与了黄疸伴晚期胆汁淤积性肝病的发病机制［10］。

2.2 毛细胆管膜的转运蛋白体

参与毛细胆管膜转运的蛋白体包括ATP依赖性转运蛋白和非ATP依赖性转运蛋白。

2.2.1 ATP依赖性转运蛋白：又称ABC转运体（ATP-binding-cassette-transport proteins）。转运底物包括胆固醇、胆盐及代谢产物。ABC转运体包括：①胆盐输出泵（bile salt export pump，BSEP）：由ABCB11基因编码的BSEP主要表达在毛细胆管面的肝细胞膜上，与单价胆汁酸盐结合后通过水解 ATP 将胆盐逆浓度梯度泵入毛细胆管内［11］。BSEP在细胞表面的表达可以通过动员肝细胞中含有BSEP的小泡或通过小管膜上受控的转运蛋白内化来快速调节［6］。ABCB11的基因突变多达200种，它的突变可以使 BSEP在HEK293 细胞膜上表达降低，在MDCK 细胞膜上分布减少，导致肝细胞产生和分泌胆汁减少［12］。②多药耐药相关蛋白2（multidrug resistance associated protein 2，MRP2）：MRP2由 ABCC2基因编码，可介导多种有机阴离子从毛细胆管排出，如胆红素、谷光甘肽等。Dubin-Johnson综合征是由ABCC2基因突变导致肝细胞小管膜上功能性MRP2蛋白缺失引起的，表现为孤立性结合性高胆红素血，通常被认为是不需要治疗的良性疾病，但也有研究者提出MRP2功能丧失也会影响多种药物、毒物和内生生物的药代动力学，导致其吸收、器官分布和清除发生变化，增加药物毒性和相互作用的可能性［13］。③多药耐药磷脂糖蛋白（multidrug resistance P-glycoprotein 3，MDR3，ABCB4）：是一种特殊的ABC转运蛋白，主要转运磷脂通过小管膜，新生小鼠的Mdr2（人MDR3）杂合缺失容易在出生后感染时导致肝脏的促炎反应增强，表现出更严重的肝外胆道闭锁阻塞性表型。而人肝脏MDR3的改变可能调节肝脏的免疫功能，并使新生儿对炎症性肝胆损伤具有易感性［14］。

2.2.2 肠上皮细胞水平的转运蛋白体 结合的胆盐经过肠道排入后，通过肠细胞顶端膜的ASBT和在酸性条件下OATP2B1介导牛磺胆酸的转运和摄取作用，在肠道末端的结肠被大量的重吸收。胆盐在肠细胞内被摄入后经过结肠胆汁酸结合蛋白被运输至结肠细胞的基侧膜，然后通过结肠细胞基侧膜的转运体有机溶质转运体α-β分泌至门静脉循环中。

顶膜钠离子依赖性胆汁酸转运体 ASBT是溶质转运蛋白SLC10家族的第二个成员，由位于人类染色体13q33上SLC10A2的基因编码。95%的胆酸被回肠末端的ASBT重吸收，是胆汁酸-胆固醇平衡和胆汁酸EHC的关键成分。ASBT表达的降低增加了粪便中BAs的排泄，降低了肝脏中BAs的总浓度和磷脂酰胆碱PC/BA的比值，从而进一步改善胆汁淤积［15-17］。在病理及生理刺激下，可以通过N-糖基化、酪氨酸磷酸化调节ASBT的表面表达、功能和稳定性，进而调节维持BA的稳态。例如，肠致病性大肠杆菌对磷酸化状态的有负面作用，导致ASBT转运蛋白功能的抑制［18-20］。

有机溶质转运体α-β（Organic Solute Transporter alfa-beta，OSTα-OSTβ）是位于肠细胞的基底外侧的异构体转运蛋白，由第3号染色体和第15号染色体上的SLC51A和SLC51B基因分别编码OSTα和OSTβ。通过对多种胆汁酸转运的研究发现，OSTα/β具有较低的亲和力，但具有较高的转运甘氨酸和牛磺酸结合胆汁酸和非结合胆汁酸的能力。在对OSTα或OSTβ缺乏症患者的报道中发现患者均表现出转氨酶（丙氨酸氨基转移酶＞天冬氨酸转氨酶）和谷草转氨酶）均升高，但胆汁酸循环均正常。OSTα缺乏的肝病更严重，表现出肝硬化伴门静脉和门静脉周围小叶纤维化［21-22］。

3 胆汁淤积时肝细胞膜转运蛋白转录的调控

肝细胞膜转运蛋白转录调控的异常导致转运蛋白在胞膜上表达异常是胆汁淤积发生的主要机制。肝细胞的膜转运蛋白mRNA转录启动的调控是转运蛋白的基因表达决定性的机制，其中包括有许多肝脏细胞的细胞核的激素受体（nuclear hormone receptor，NHR）的超家族，例如：FXR，PXR和CAR以及其他配体激活的转录因子的作用。

3.1 NHR 超家族

3.1.1 法尼醇X受体（farnesoid X receptor，FXR）：是核受体超家族的成员，在肝脏和肠道高度表达，是一种内源性胆汁酸传感器，F X R 被内源性配体胆汁酸激活，在胆汁酸的合成、肝脏排泄、肠道和肝脏摄取有重要的作用。对FXR最有效的配体是CDCA，其次是脱氧胆酸（deoxycholic acid，DCA）、石胆酸（lithocholic acid，LCA）和CA，而熊去氧胆酸（ursodeoxycholic acid，UDCA）抑制FXR的激活。在小肠中，FXR可以通过激活成纤维细胞生长因子19（fibroblast growth factor 19，FGF19）下调CYP7A1的表达，但通过对新生儿FGF19浓度与CYP7A1活性相关性的研究中，发现新生儿的FXRFGF19-CYP7A1功能不全［24］，而部分早产儿需要肠内营养，肠内营养期间肠道FX激活不足使FXRFGF19信号轴受损导致胆汁淤积，增加了胆汁淤积的风险［25］。在肝脏中，CYP7A1的表达受FXR与其他基因相互作用调控。核孤儿受体肝脏相关同系物 1（liver related homologue-1，LRH-1）可以与 CYP7A1的启动子区结合来上调 CYP7A1的转录，而FXR与视黄酸 X受体 （retinoid X receptor，RXR ）结合形成的异源二聚体与小异二聚体伴侣（small heterodimer partner-1，SHP-1）结合并上调SHP-1的表达，而SHP-1抑制LRH-1的活性［4］。在胆汁淤积时，FXR下调肝脏摄取转运蛋白NTCP、OATP1B1，上调外排转运蛋白OSTα-OSTβ、BSEP、MRP2、ASBT、和MDR3的表达。除此之外FXR可能有助于胆汁淤积性肝损伤中肝细胞的再生和修复，FXR缺陷小鼠的肝损伤比野生型小鼠更严重，再生DNA合成峰值降低，参与肝再生的基因诱导减少［26］。肠道微生物在BA的生物转化中起重要作用，而在对小鼠的研究中发现抗生素的使用如庆大霉素和万古霉素菌使小鼠菌群丰度显著下降，从而使小鼠FXR的拮抗剂-牛磺酸结合β-鼠胆酸水平增加，下调FXR反馈机制，增加了BA的合成，最终加重胆汁淤积的形成［27］。

3.1.2 孕烷X受体（pregnane X receptor，PXR）：此受体蛋白是有机阴、阳离子和胆盐的转运体，具有对胆盐羟基化、解毒作用。PXR可结合大量的外源性化学物质，使MRP3和多种细胞色素酶上调，尤其是对细胞色素P450 3A酶（cytochrome P450 3A，CYP3A），起到解毒和增加了排泌的作用。胆汁酸通过PXR在调节肠道炎症中发挥作用，但对体内肝脏炎症的作用尚未明确［28］。

3.1.3 组成型雄烷受体（constitutive androstane receptor，CAR）：CAR可以通过多种途径调节胆汁酸平衡，包括上调用于胆汁酸羟基化的CYP3A和胆汁酸转运体MRP2，诱导可以抵抗胆汁酸肝毒性的硫转移酶（sulfotransferase，SULT）的表达［29］。但在不同的胆汁淤积病因中，CAR有不同的调节，如在原发性胆管炎中，它们的表达中度减少，而在胆管结扎所致胆汁淤积的大鼠模型下，CAR表达在早期升高，而后期逐渐下降至消失［30］。

3.1.4 维生素D受体（vitamin D receptor，VDR）：VDR在胆管细胞中高度表达，可以通过调节靶基因的转录介导维生素D的生物学效应，如抗炎和抗纤维化作用。在胆道结扎小鼠模型VDR的缺失会改变胆管上皮细胞的屏障功能，加重其急性淤胆性肝损伤的表现，而在慢性胆管疾病小鼠模型中VDR的丢失加重了胆汁淤积、肝脏炎症和纤维化［31］。除此之外，VDR的激活抑制肝SHP，从而增加小鼠和人CYP7A1的水平并降低胆固醇［32］。

3.2 其他转录因子

肝细胞核因子（hepatocyte nuclear factor，HNF）分布在多种组织器官，其中肝细胞核因子1α（hepatocyte nuclear factor1α，HNF1α）和肝细胞核因子4α（hepatocyte nuclear factor 4α，HNF4α）在调节胆汁酸平衡发挥重要作用。肝细胞核因子1α（hepatocyte nuclear factor-1α，HNF-1α）是由Tcf1基因所编码的Tcf1蛋白或转录因子。Shih等［33］发现，小鼠肝组织 HNF-1 α基因被敲除，Fxr的表达受损并使Shp水平下降，导致Cyp7a1活性增加，最终增加胆汁酸合成，除此之外HNF-1 α受损使OATP1、OATP2 和NTCP的表达明显下降。HNF4α在大鼠Cyp7a1和 人CYP27A1基因启动子上有其结合位点，HNF4α可以通过与PXR相互作用抑制CYP7A1，是CYP7A1基因的关键转录调控因子［34］。

4 肝内胆汁淤积的主要原因

毛细胆管胆汁生成衰竭是肝内胆汁淤积的主要原因。引起胆汁生成衰竭的机制：（1）因某些因素致肝细胞膜的结构、功能和酶活性发生了变化，从而引起肝细胞对胆汁的摄取与转运功能发生异常，从而导致胆汁淤积。（2）完整的细胞骨架功能对胆汁的排泄作用十分重要。当围绕毛细胆管周围的微丝收缩所依赖的肌动蛋白功能丧失，将使微丝不能收缩，从而引起毛细胆管内胆汁淤积。（3）毛细胆管的通渗性发生改变，使溶质弥散，胆汁内的水流减少，从而渗透梯度丧失，胆汁淤积发生。（4）胆管阻塞，在胆管任何途径上发生梗阻，均可造成胆汁淤积。

综上所述，新生儿肝内胆汁淤积发病的机制涉及参与肝脏胆汁酸分泌的各种转运体、肝细胞膜转运蛋白转录和转录后的调控等。本文归纳总结近年来国内外关于肝内胆汁淤积发病机制的研究成果，从而为此疾病的防治提供理论依据，为将来降低其发生率和改善预后。