腸道微生態與非酒精性脂肪性肝病關系的研究進展

倪曼曼　曾　欣　陳岳祥

200003　上海長征醫院消化內科

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·綜述·

腸道微生態與非酒精性脂肪性肝病關系的研究進展

倪曼曼曾欣陳岳祥

200003上海長征醫院消化內科

摘要：非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)是一種與胰島素抵抗和遺傳易感性密切相關，以肝實質細胞脂肪變性和脂質沉積為特征的臨床病理綜合征。近年來研究發現，腸道微生態失衡通過干擾宿主物質代謝、促進胰島素抵抗、破壞腸道免疫功能，在NAFLD的發生發展中起重要作用。采用微生態制劑調節和重建腸道微生態也成為NAFLD防治的熱點。此文就腸道微生態與NAFLD關系的研究進展作一綜述。

關鍵詞：非酒精性脂肪性肝病；腸道微生態；微生態制劑

非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)以肝細胞脂肪沉積超過肝臟濕重5%為特征，并排除乙醇、病毒等其他可引起肝臟脂肪變的病因。在西方國家，NAFLD已經成為慢性肝病的主要病因之一，近年來中國NAFLD的患病率也不斷增加，影響著約20%成年人的健康[1]。NAFLD可進展為非酒精性脂肪性肝炎(NASH)、肝纖維化、肝硬化，甚至是肝細胞癌，被認為與胰島素抵抗相關的肥胖、2型糖尿病、高脂血癥和高血壓等代謝紊亂有關，是代謝綜合征的組成部分[2]。腸道作為人類最大的細菌貯存池，棲息著約1×1014個細菌，其中大部分為厭氧菌(如厚壁桿菌、擬桿菌、變形桿菌和放線菌等)，這一龐大微生物群構成人體的腸道微生態環境，消化吸收復雜碳水化合物及合成新的物質(如維生素K)，為宿主提供營養，生成短鏈脂肪酸，維持腸黏膜屏障的完整，并參與宿主免疫系統的成熟。腸道微生態失衡可影響宿主營養吸收及能量儲存、增加腸黏膜通透性、破壞腸道免疫功能，導致大量腸道有害物質經門靜脈入肝[3]。近年來的研究發現，腸道微生態失衡與NAFLD的發生及進展密不可分，本文就相關文獻進行綜述。

1腸道微生態與肝臟脂質沉積

研究發現，腸道細菌可通過調控能量和脂質代謝，增加宿主體脂質量和肝臟三酰甘油的生成[4]。腸道微生物可降解復雜碳水化合物，促進腸道單糖和短鏈脂肪酸(SCFA)的吸收，SCFA 通過增加碳水化合物反應元件結合蛋白(ChREBP)mRNA促進胰高血糖素樣肽-2表達，提供糖異生和脂肪形成酶的作用底物，影響糖類及脂類代謝，促進肝臟脂質合成[5-6]。腸道菌群失衡還可抑制脂肪酶抑制劑——脂肪酶腸道上皮脂肪因子(Fiaf)的表達，增加脂肪組織脂肪酶活性，使脂肪組織輸出增多，影響肝臟脂質沉積[7]。多項研究證實，改變飲食結構可導致腸道微生態失衡，并影響肝臟脂質沉積；不同腸道微生態環境下，飲食對肝臟脂質沉積的影響不盡相同；補充部分腸道益生菌可改善肝臟脂質沉積。荷蘭研究人員發現，喂食飽和脂肪酸的小鼠其腸道厚壁桿菌/擬桿菌比例明顯增加，該組小鼠肝臟脂肪沉積程度明顯高于對照組[8]。Jin等[9]也證實，喂食多菌靈的小鼠腸道厚壁桿菌、變形桿菌明顯增加，擬桿菌減少，肝臟脂質沉積程度和三酰甘油水平也明顯高于對照組。Le等[10]研究發現，高脂喂養普通小鼠16周后，部分小鼠出現高血糖且血清促炎性因子增加，而部分小鼠無上述代謝紊亂；依據小鼠是否出現高血糖和血清促炎性因子將小鼠分為反應型(RR型)和無反應型(NRR型)，分析兩組小鼠腸道細菌，發現RR型小鼠腸道優勢菌群為厚壁桿菌類，NRR型小鼠腸道優勢菌群為擬桿菌類；隨后將RR型和NRR型小鼠盲腸內細菌分別接種到接受高脂飲食的無菌小鼠(GF)體內，肝活組織檢查和基因表達分析發現，與接種NRR型小鼠細菌者相比，接種RR型小鼠細菌的無菌小鼠肝細胞三酰甘油沉積嚴重，促進脂質合成的固醇調節元件結合蛋白(SREBP)和ChREBP核因子表達增加，肝細胞表現出大泡性脂肪變。Xu等[11]給NAFLD小鼠模型補充不同益生菌，結果表明服用雙歧桿菌和乳酸桿菌可減少小鼠肝臟脂肪沉積。

2腸道微生態與NASH

腸道微生態失衡與NASH發生發展密切相關。Mouzaki等[12]開展的一項橫斷面研究分析了11例單純性脂肪肝(SS)，22例NASH患者和17位健康者的腸道菌群結構，發現與對照組相比較，NASH組糞便中擬桿菌比例明顯減少；調整體質量指數及飲食因素后，回歸分析仍顯示擬桿菌比例與NASH呈負相關(P=0.002；95%CI=-0.06～-0.02)。

腸道微生態失衡導致NASH的機制與炎性因子釋放增加有關。由于腸道靜脈血經門靜脈直接供應肝臟，腸道菌群失調后，腸黏膜屏障及免疫功能的破壞使肝臟持續暴露于大量腸源性毒性物質中，如內毒素、細菌DNA、脂多糖(LPS)、游離脂肪酸等[13]。LPS與膜表面受體CD14結合，并被Toll樣受體(TLR)識別，促使肝臟產生過量促炎性因子，如腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細胞介素-1β(IL-1β)、干擾素(IFN)和核因子-κB(NF-κB)，對肝細胞形成“二次打擊”[14-15]。有研究發現，擬桿菌減少可增加LPS的生成，引起內毒素血癥，從而誘發NASH[16]。有研究表明，用抗生素破壞高脂飲食小鼠腸道微生態后，小鼠腸道擬桿菌、厚壁桿菌減少，變形桿菌明顯增加，小鼠腸道屏障通透性增加，LPS大量進入肝臟，激活肝臟TLR4 信號通路，肝臟膽固醇堆積和損傷更加嚴重[17]。Xin等[18]分別用乳酸桿菌-不動桿菌BS15和磷酸鹽緩沖液(PBS)處理高脂飲食小鼠，結果BS15組脂肪肝嚴重程度、血清游離脂肪酸、LPS水平、內臟脂肪含量及胰島素抵抗均較對照組減輕，同時肝臟中TNF-α和血清C反應蛋白(CRP)水平也下調。另有研究發現，用MIYAIRI588(一種可生成丁酸鹽的益生菌)治療膽堿缺乏(CDAA)飲食誘導NAFLD小鼠，發現MIYAIRI588可通過改變腸道微生物結構和修復腸道屏障功能，有效降低門靜脈血中腸源性內毒素和肝臟炎性因子TNF-α、NF-κB水平，調控蛋白激酶/沉默信息調節因子2相關酶1(AMPK/SIRT1)通路改善糖代謝及胰島素敏感性，抑制肝臟氧化應激損傷[19]。

此外，腸道菌群失衡使內源性乙醇增加，內源性乙醇通過增加腸道通透性、生成過量活性氧，加重肝臟炎性反應。有研究發現在NAFLD患者腸道中優勢菌群包括埃希菌和鏈球菌，其中埃希菌可產生內源性乙醇，增加腸壁滲透性；鏈球菌可產生TNF-α、IL-6 和IFN等炎性因子，破壞腸黏膜絨毛，促進腸道有害物質進入肝臟[15,20]。

3腸道微生態與NASH相關肝纖維化

腸道微生物在NASH進展為肝纖維化的過程中也發揮著重要作用。腸道微生態失衡可通過激活LPS-TLR4信號通路，增加腸黏膜通透性，誘導肝纖維化發生。De等[21]分別在高脂喂食(HFD)小鼠和普通喂食(CTRL)小鼠中構建膽管結扎致纖維化模型，結果顯示HFD組腸道變形桿菌及血清LPS水平較CTRL組明顯增加，肝纖維化程度更加明顯；將兩組小鼠腸道細菌移植到無菌小鼠體內，對無菌小鼠行膽管結扎，發現移植HFD組細菌后的小鼠較移植CTRL組細菌小鼠的肝纖維化程度嚴重。此外，還有研究表明，NASH肝纖維化程度與移植的細菌種類有關，肝纖維化程度隨革蘭氏陰性菌比例增加而加重。日本學者利用多黏菌素(主要抑制埃希菌等腸道陰性桿菌)處理高脂飲食誘導的NASH小鼠，發現抗生素處理后，肝星狀細胞活化受抑制，腸黏膜通透性改善，LPS結合蛋白mRNA減少，同時肝纖維化程度明顯低于對照組[22]。除LPS-TLR4信號通路外，轉化生長因子-β(TGF-β)信號通路也參與了腸道微生態失衡致肝纖維化進程。Velayudham等[23]對NASH動物模型的研究發現，VSL#3(益生菌制劑)可誘導TGF-β受體樣跨膜蛋白生成，對TGF-β信號通路起負調節作用，抑制肝纖維化進展。

4腸道微生態與NAFLD相關肝細胞癌

在部分西方國家中，NAFLD已成為肝細胞癌的重要病因之一[24]。腸道微生態與NAFLD患者肝細胞癌發生之間的關系也引起研究人員的重視。Yoshimoto等[25]分別給予兩組經7, 12-二甲基苯丙蒽處理過的幼鼠HFD和常規飲食(ND)，30周后發現HFD組肝細胞癌發生率為100%，對照組則無肝細胞癌發生；HFD組小鼠糞便中Ⅺ群梭桿菌明顯增加，Ⅺ群梭桿菌使小鼠腸道去氧膽酸(DCA)增加，腸肝循環中DCA的增加可誘導肝星狀細胞分泌炎性因子和腫瘤生長因子，促進肝細胞癌的發生。通過喂食二果糖酐或熊去氧膽酸降低DCA水平，可抑制飲食相關肝細胞癌的進展。相反，服用DCA的肥胖小鼠，肝細胞衰老率和肝細胞癌發生率均增加。上述研究結果表明，腸道菌群的變化通過影響膽汁酸代謝，可促進肥胖相關肝細胞癌的發生。

5微生態制劑在NAFLD中的臨床應用

腸道微生態紊亂在肥胖、胰島素抵抗和NAFLD的發生發展中發揮重要作用，而微生態制劑如益生菌、益生元和合生元，不僅可通過選擇性促進有益菌生長、抑制致病菌過度生長、修復腸道菌膜屏障、減少腸源性內毒素血癥及其相關損傷，還可增加短鏈脂肪酸和腸道促胰分泌素等激素的生成、增強胰島素敏感性，從而減弱炎性反應及胰島素抵抗。近年來，腸道微生態的重建和調節逐漸成為NAFLD 防治的熱點。

近年來，微生態制劑用于NAFLD患者的臨床試驗陸續開展。Loguercio等[26]發現微生態制劑可改善NAFLD患者肝損傷血清標志物。研究人員分別給予3組不同病因的慢性肝病患者(包括10例NAFLD)微生態制劑(包括嗜酸乳桿菌、乳酸雙歧桿菌、雙歧桿菌等多種細菌混合制劑)，發現NAFLD患者血清氨基轉移酶、丙二醛、四羥壬烯醛和TNF-α均減少。Alisi等[27]針對NAFLD兒童患者進行的雙盲隨機臨床試驗(22例服用VSL#3，22例服用安慰劑)證實，VSL#3可有效改善兒童患者的NAFLD(P<0.001)。香港進行的一項臨床試驗以20例肝活組織檢查確診的NASH患者為研究對象，患者隨機接受益生菌(植物乳桿菌、德氏乳酸桿菌、嗜酸乳桿菌、鼠李糖乳桿菌、雙歧桿菌)(n=10)和常規治療(n=10)6個月，結果益生菌治療組肝臟三酰甘油含量從 22.6%±8.2%下降至 14.9%±7.0%(P=0.034)，而常規治療組無明顯變化；此外，益生菌治療組血清天冬氨酸氨基轉移酶(AST)水平較對照組也明顯下降(P=0.008)[28]。另有研究將66例NASH患者隨機分為兩組，一組接受雙歧桿菌-低聚果糖制劑和改善生活方式的綜合治療，另一組接受單獨的生活方式干預，聯合益生菌治療組患者肝臟脂肪沉積嚴重程度和NASH活動度評分均明顯低于對照組，其血清 TNF-α、AST水平和胰島素抵抗也明顯低于對照組[29]。最近一項隨機、雙盲、安慰劑對照臨床試驗將52例NAFLD患者分為兩組，在合理運動和能量均衡的飲食基礎上，分別服用合生元或安慰劑，結果發現合生元組 NF-κB活化受抑制，TNF-α、高敏CRP、氨基轉移酶及肝纖維化評分均明顯低于安慰劑組[30]。

綜上所述，腸道微生態在NAFLD發生及進展中發揮著重要作用。腸道與肝臟之間通過“腸-肝軸”互相影響。腸道菌群改變、腸黏膜屏障功能下降，通過影響宿主物質代謝，增加細菌有害成分入肝及增強肝細胞對其敏感性，進而影響肝臟脂質沉積，加重肝臟氧化應激損傷，激活肝纖維化及腫瘤相關信號通路。應用腸道微生態制劑恢復腸道微生態平衡有望成為NAFLD綜合防治的重要組成部分。

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(本文編輯：周駿)

(收稿日期：2015-09-06)

通信作者：陳岳祥，Email: chenyuexiang@hotmail.com

DOI:10.3969/j.issn.1673-534X.2016.01.009