支鏈氨基酸在肝硬化治療中的作用研究進展*

張　倩 綜述，張　霞審校（重慶醫科大學附屬第二醫院消化內科，重慶400010）

支鏈氨基酸在肝硬化治療中的作用研究進展*

張倩 綜述，張霞△審校
（重慶醫科大學附屬第二醫院消化內科，重慶400010）

氨基酸類，支鏈/治療應用；肝硬化/藥物療法；綜述

肝臟是人體調節代謝的核心器官，不僅調節糖類、脂肪和蛋白質代謝，也調節一系列激素，如胰島素、胰高血糖素、性激素等［1］。而65%～90%肝硬化患者普遍存在蛋白質-能量代謝失調，不僅增加了發生致死性并發癥的風險，也導致了較低的生存率和生活質量。支鏈氨基酸（branched chain amino acids，BCAA）包括亮氨酸、纈氨酸和異亮氨酸［2-4］。2006年歐洲臨床營養與代謝協會發布了腸內營養指導，BCAA在進展期肝硬化治療中作為B級推薦［5］。肝硬化患者補充BCAA后低蛋白血癥及胰島素抵抗得到明顯改善，能改善肝硬化患者生活質量和提高機體免疫力，且對肝癌具有一定抑制作用。現將BCAA在肝硬化治療中的作用研究進展綜述如下。

1　BCAA與清蛋白的合成

補充BCAA能有效增加Fischer′s比率和改善肝硬化患者低蛋白血癥。BCAA作為清蛋白的組成成分，尤其是亮氨酸，其激活哺乳動物肝細胞上雷帕霉素（the mammalian target of rapamycin，mTOR）的靶點，上調各種信號蛋白，如起始因子4E結合蛋白1和核糖體蛋白S6激酶1，隨后激活清蛋白mRNA轉運子和核糖體蛋白合成，這些被認為是增加清蛋白的機制［6］。Yatsuhashi等［7］對204例肝硬化患者進行的干預研究發現，服用BCAA顆粒24周后患者血漿清蛋白水平升高，肝功能Child-Pugh評分降低，且與攝入的能量及蛋白質無關。許多臨床試驗也證實了補充BCAA對改善低蛋白血癥也是有效的。

2　BCAA/酪氨酸比率（theBCAAtotyrosine ratio，BTR）是早期使用BCAA治療的重要指標

低濃度BCAA與芳香氨基酸比值提示肝硬化現狀，而BCAA的補充是為了糾正患者氨基酸的組成和營養狀況。其能有效增加Fischer′s比率和改善低蛋白血癥［7］。肝硬化患者血漿中游離氨基酸濃度變化表現為芳香氨基酸增加，同時Fischer′s比率或BTR降低與病情嚴重程度有關。但Fischer′s比率曾長期用于分析血漿游離氨基酸，而BTR更簡單。有研究嘗試用BTR指導肝硬化失代償期患者服用BCAA顆粒的時機［5］：（1）清蛋白小于或等于3.5 g/dL；（2）BTR≤3.5；（3）凝血酶原活動度小于或等于60%；（4）血小板小于或等于10×5/mm3。由此說明BTR優于Fischer′s比率，可作為肝損害及慢性肝臟疾病進展的潛力指標。

肝硬化合并營養不良患者BTR在清蛋白指標下降前就已降低。因此，BTR可用于低蛋白血癥的早期監測，同時也可決定BCAA的合適給藥時機。BTR作為肝硬化失代償期患者早期使用BCAA基礎指標能改善患者預后，表明BTR可作為肝癌失代償期患者的潛在預后因素［8］。

3　補充BCAA可改善患者生存率和生活質量

肝硬化患者遭受長期營養失調和較差的生活質量，表現為疲勞和睡眠障礙。而一項隨機試驗研究結果顯示，補充3個月BCAA后患者不僅清蛋白水平明顯提高，臨床癥狀，如肌肉痙攣、易疲倦、水腫、睡眠障礙等均得到改善，同時Child-Pugh評分明顯下降［9］。意大利研究小組報道了一組多中心隨機試驗研究結果，給予174例進展期肝硬化患者補充1年的BCAA，同時對照組給予乳蛋白或麥芽糖，結果顯示，長期使用BCAA能增加清蛋白和抑制不良事件，且不良事件與患者生存率有關［10］。故表明長期口服BCAA能有效改善患者生存率和生活質量。

目前，其機制仍不明確，可能與以下因素有關：（1）可能與患者輕微的肝性腦病有關，而BCAA能減輕肝性腦病，故患者癥狀得到緩解。（2）色氨酸是5-羥色胺的前體，與患者疲勞等癥狀有關。BCAA與色氨酸競爭進入大腦運輸載體，故補充BCAA可抑制色氨酸，改善患者臨床癥狀。（3）患者疲勞、睡眠障礙等癥狀可能與腦血流下降有關。因為腦血流量減少存在于肝硬化患者中。補充BCAA后患者腦血流量得到改善，臨床癥狀得到緩解［6］。此外肝硬化患者肌肉痙攣也與維生素E和?；撬崛狈?、內環境紊亂有關，補充BCAA后可改善氨基酸平衡，促進?；撬嵘珊头€定內環境，從而改善肌肉痙攣癥狀。

4　BCAA能改善免疫功能

固有免疫是宿主防御病原體的第一道防線。肝硬化患者，特別是失代償期易受細菌感染，如自發性腹膜炎等。而肝硬化細菌感染發生率較其他住院患者高4～7倍［11］。重癥膿血癥患者大量炎性細胞因子可能在肝功能惡化和多器官功能衰竭（如休克、腎衰竭、急性肺損傷、急性呼吸窘迫綜合征、肝性腦病）中起作用［12］。有研究表明，肝硬化患者細菌感染的高發與防御微生物免疫系統的缺失有關。而中性粒細胞、NK細胞及補體系統功能異常均損害了固有免疫。肝硬化患者外周血中性粒細胞遷移、吞噬活動及細胞內殺傷能力降低，NK細胞活動也明顯受損，同時某種補體蛋白的獲得性缺失和調理作用受損也與肝硬化患者易受感染有關［11］。低濃度C3補體和降低補體功能易導致肝硬化患者感染和增加病死率。

補充BCAA后固有免疫應答得到一定恢復。Nakamura等［13］報道，失代償期肝硬化患者每天服用12 g BCAA 3個月后中性粒細胞吞噬作用和NK細胞活動及Fischer′s比率明顯改善。其機制有可能是補充BCAA后通過激動mTOR信號傳導系統，促進清蛋白合成，同時也加強了肝細胞生長因子的合成［14］。因此，BCAA可通過mTOR信號傳導系統增加細胞因子的合成，如刺激中性粒細胞吞噬作用的促吞噬肽。因此，BCAA既改善了肝硬化患者貧乏的營養狀態，同時也恢復了患者一定的固有免疫力。但目前具體機制仍不清楚。提示通過補充BCAA改善固有免疫應答機制仍需進一步研究闡明。同時關于其他細胞作用，如枯否細胞（庫普弗細胞）、pit細胞的進一步研究也十分重要。

5　補充BCAA對肝細胞肝癌（hepatocellular carcinoma，HCC）的抑制作用

大量臨床試驗證明，補充BACC可降低肝硬化患者發生HCC風險及抑制HCC進展。Kobayashi等［15］進行了一項代償期丙型肝炎肝硬化的試驗。在3.2年的隨訪中男性患者使用BCAA治療后清蛋白水平為3.6～4.0 g/dL 者HCC發生率低于對照組。在日本進行的一項大規模臨床研究結果表明，使用BCAA顆粒組肝硬化并發癥不良事件發生率（如HCC、肝衰竭、食管靜脈曲張破裂出血、死亡等）明顯低于普通飲食組［16］。同時Tsuchiya等［17］研究表明，放療的HCC患者長期口服BCAA顆粒能降低第3次及后續的HCC復發率，提高清蛋白小于或等于3.5 g/dL患者的生存率。

目前，雖然進行了關于BCAA抑制肝癌進展機制的研究，但具體機制仍不明確。Murata等［18］研究表明，在小鼠腸轉移肝癌模型中異亮氨酸通過抑制血管生長因子阻止腫瘤生長。Yoshiji等［19］報道，在糖尿病小鼠模型中BCAA對肝癌有化學性預防作用，與抑制新生血管和血管內皮細胞生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）有關。表明BCAA或異亮氨酸通過抑制VEGF的表達抑制新生血管。

Murata等［18］分析了在高胰島素狀態下人肝癌細胞HepG2 VEGF的表達及BCAA對VEGF表達的影響。在BCAA缺乏狀態下VEGF分泌明顯增加，但持續增加BCAA后VEGF分泌被抑制。有研究表明，高胰島素狀態下BCAA激動了mTOR通路和增加了缺氧誘導因子1α的表達。表明在進展期肝癌合并高胰島素血癥患者中BCAA主要在轉錄后水平調節VEGF的表達。

2012年Hagiwara等［20］研究了BCAA影響胰島素介導的肝癌細胞增殖及其潛在機制，結果表明，BCAA抑制磷酸肌醇-3激酶/蛋白激酶B（phosphoinositide 3-kinase/ protein kinase B，PI3K/Akt）通路，不僅是通過促進雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin complex1，mTORC）1/S6激酶1到PI3K/Akt通路的負反饋，且也可抑制mTORC2激酶活性。表明補充BCAA對抑制肝癌進展也許有效，其通過抑制胰島素介導的PI3K/Akt和隨后的反細胞凋亡通路起作用。同時也表明補充BCAA對進展期肝病的糖尿病患者很重要。

另有文獻報道，NK細胞不僅可抵抗病毒感染，且在腫瘤監視方面也具有重要作用［21］。因此，補充BCAA 后NK細胞活性的恢復也許在減少肝硬化患者發生肝癌的風險方面具有部分作用。

6　BCAA能改善胰島素抵抗

肝硬化患者胰島素抵抗和糖代謝異常很普遍，而這些與BCAA有關。據文獻報道，BCAA能改善丙型肝炎肝硬化患者胰島素抵抗。氨基酸通過雙向調節胰島素限制糖轉運，還能成為蛋白合成的信號，亮氨酸、異亮氨酸通過增加葡萄糖轉運蛋白（glucosetransporter4，GLUT）4 和GLUT1的轉運，能改善胰島素導致的糖耐量異常［22］。最近有研究表明，BCAA能減少脂肪細胞的體積，增加過氧化物酶增殖體受體-α、γ，脂聯素mRNA的表達，從而改善胰島素抵抗［23］。然而具體的BCAA能改善肝硬化患者胰島素抵抗的分子機制仍不清楚，需進一步研究。

7　補充BCAA能改善介入術后低蛋白血癥和炎性反應

經皮肝動脈化療栓塞術（transcatheter hepatic arterial chemoembolization，TACE）和射頻消融術（radiofrequency ablation，RFA）對HCC患者是臨床較為認可的治療方式。然而患者術后常出現肝功能惡化及低蛋白血癥。Nishikawa等［24］報道，應用BCAA治療能長期、有效維持患者TACE術后營養。Ishihara等［25］研究表明，TACE或RFA術后患者應用10 d BCAA治療后清蛋白水平下降被抑制。因此，BCAA早期治療能有效抑制術后清蛋白水平下降。且據Ishihara等［25］推測，BCAA的抗炎作用也許與清蛋白的改善具有一定關系。C反應蛋白（C-reac-tive protein，CRP）反映炎癥程度，在BCAA預處理患者中CRP升高被抑制，而發熱程度也更溫和，同時清蛋白下降受抑制的程度與CRP改變相平行。但目前其抗炎機制仍不明確，其具體的作用機制仍需進一步探索。

8　結語與展望

大量研究證明，補充BCAA可提高肝硬化患者血漿清蛋白水平和改善胰島素抵抗，提高血清Fischer′s比率和BTR，恢復固有免疫和抑制肝癌的發生，改善患者生活質量和降低術后并發癥發生率。然而關于BCAA的分子機制研究仍停留在動物實驗，大量臨床研究仍需進一步探索。

［1］張小微，肖陽，楊宏，等.支鏈氨基酸在肝病腸內營養配方食品中的應用進展［J］.醫學綜述，2015，21（6）：975-978.

［2］隋小芳，楊睿悅，郭金發，等.血清支鏈氨基酸水平升高與頸動脈斑塊的關系［J］.中國心血管雜志，2015，20（3）：181-184.

［3］白慧婧，孫建琴，陳敏，等.支鏈氨基酸對老年人肌少癥的作用及其與抗阻運動的協同作用［J］.中華老年醫學雜志，2015，34（5）：476-477.

［4］簡清.支鏈氨基酸腸內營養制劑對肝功能損害患者的影響［J］.蛇志，2015，27（3）：258-259.

［5］Ishikawa T.Early administration of branched-chain amino acid granules［J］. World J Gastroenterol，2012，18（33）：4886-4890.

［6］Biswal B，Kunwar P，Natelson BH.Cerebral blood flow is reduced in chronic fatigue syndrome as assessed by arterial spin labeling［J］.J Neurol Sci，2011，301（1/2）：9-11.

［7］Yatsuhashi H，Ohnishi Y，Nakayama S，et al.Anti-hypoalbuminemic effect of branched-chain amino acid granules in patients with liver cirrhosis is independent of dietary energy and protein intake［J］.Hepatol Res，2011，41（11）：1027-1035.

［8］ Ishikawa T，Michitaka I，Kamimura H，et al.Oral branched-chain amino acids administration improves impaired liver dysfunction after radiofrequency ablation therapy for hepatocellular carcinoma［J］.Hepatogastroenterology，2009，56（94/95）：1491-1495.

［9］Tsuda Y，Fukui H，Sujishi T，et al.Is administrating branched-chain amino acid-enriched nutrition achieved symptom-free in malnourished cirrhotic patients？［J］.J Clin Biochem Nutr，2014，54（1）：51-54.

［10］Marchesini G，Bianchi G，Merli M，et al.Nutritional supplementation with branched-chain amino acids in advanced cirrhosis：a double-blind，randomized trial［J］.Gastroenterology，2003，124（7）：1792-1801.

［11］Nakamura I.Impairment of innate immune responses in cirrhotic patients and treatment by branched-chain amino acids［J］.World J Gastroenterol，2014，20（23）：7298-7305.

［12］Gustot T，Durand F，Lebrec D，et al.Severe sepsis in cirrhosis［J］.Hepatology，2009，50（6）：2022-2033.

［13］Nakamura I，Ochiai K，Imawari M.Phagocytic function of neutrophils of patients with decompensated liver cirrhosis is restored by oral supplementation of branched-chain amino acids［J］.Hepatol Res，2004，29（4）：207-211.

［14］Nakamura I，Ochiai K，Imai Y，et al.Restoration of innate host defense responses by oral supplementation of branched-chain amino acids in decompensated cirrhotic patients［J］.Hepatol Res，2007，37（12）：1062-1067.

［15］Kobayashi M，Ikeda K，Arase Y，et al.Inhibitory effect of branched-chain amino acid granules on progression of compensated liver cirrhosis due to hepatitis C virus［J］.J Gastroenterol，2008，43（1）：63-70.

［16］Ijichi C，Matsumura T，Tsuji T，et al.Branched-chain amino acids promote albumin synthesis in rat primary hepatocytes through the mTOR signal transduction system［J］.Biochem Biophys Res Commun，2003，303（1）：59-64.

［17］Tsuchiya K，Asahina Y，Izumi N.Long time oral supplementation with branched-chain amino acids improves survival and decreases recurrences in patients with hepatocellular carcinoma［J］.Nihon Shokakibyo Gakkai Zasshi，2008，105（6）：808-816.

［18］Murata K，Moriyama M.Isoleucine，an essential amino acid，prevents liver metastases of colon cancer by antiangiogenesis［J］.Cancer Res，2007，67（7）：3263-3268.

［19］Yoshiji H，Noguchi R，Kaji K，et al.Attenuation of insulin-resistance-based hepatocarcinogenesis and angiogenesis by combined treatment with branched-chain amino acids and angiotensin-converting enzyme inhibitor in obese diabetic rats［J］.J Gastroenterol，2010，45（4）：443-450.

［20］Hagiwara A，Nishiyama M，Ishizaki S.Branched-chain amino acids prevent insulin-induced hepatic tumor cell proliferation by inducing apoptosis through mTORC1 and mTORC2-dependent mechanisms［J］.J Cell Physiol，2012，227（5）：2097-2105.

［21］Koziel MJ.NK cells：natural born killers in the conflct between humans and HCV［J］.Hepatology，2006，43（3）：395-397.

［22］Nishitani S，Matsumura T，Fujitani S，et al.Leucine promotes glucose uptake in skeletal muscles of rats［J］.Biochem Biophys Res Commun，2002，299（5）：693-696.

［23］Würtz P，Tiainen M，M?kinen VP，et al.Circulating metabolite predictors of glycemia in middle-aged men and women［J］.Diabetes Care，2012，35（8）：1749-1756.

［24］Nishikawa H，Osaki Y，Inuzuka T，et al.Branched-chain amino acid treatment before transcatheter arterial chemoembolization for hepatocellular carcinoma［J］.World J Gastroenterol，2012，18（12）：1379-1384.

［25］Ishihara T，Iwasa M，Tanaka H，et al.Effect of branched-chain amino acids in patients receiving intervention for hepatocellular carcinoma［J］.World J Gastroenterol，2014，20（10）：2673-2680.

10.3969/j.issn.1009-5519.2016.06.017

A

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（2015-12-23）