內生性乙醇與非酒精性脂肪性肝病研究進展*

何崇信，徐正婕　綜述，范建高　審校

內生性乙醇與非酒精性脂肪性肝病研究進展*

何崇信，徐正婕綜述，范建高審校

非酒精性脂肪性肝病和酒精性肝病具有相似的病理學特征，使得內生性乙醇在非酒精性脂肪性肝病的進展中可能扮演的重要角色成為肝病學家們關注的新方向。內生性乙醇與肝臟、腸道和腸道細菌以及非酒精性脂肪性肝病的關系密切，給我們提供了解釋非酒精性脂肪性肝病病因的新視角。

非酒精性脂肪性肝病；內生性乙醇；腸道細菌

【Abstract】Similar pathologic characteristics between non-alcoholic fatty liver disease and alcoholic liver disease presents a new direction for the hepatologists worldwide that endogenous alcohol may play important role in the development of nonalcoholic fatty liver disease.The closed relationship among endogenous alcohol and liver，intestine，intestinal flora and nonalcoholic fatty liver disease provides a new sight to explain the pathogenesis of non-alcoholic fatty liver diseases.

【Key words】Non-alcoholic fatty liver diseases；Endogenous alcohol；Intestinal flora

內生性乙醇是指在無外來乙醇攝入的情況下，體內產生的乙醇。在無氧條件下，碳水化合物分解產生丙酮酸，后者由腸道細菌代謝產生乙醛后，再轉變為乙醇[1]。內生性乙醇在正常人體內也是存在的，這些少量的內生性乙醇由肝臟清除。但是，當內生性乙醇含量明顯增高或者長期存在時，就可能對人體健康產生威脅。乙醇進入肝臟代謝產生乙醛和乙酸，而后者是脂肪酸合成的底物。此外，乙醇的暴露還可以直接或間接通過調控和脂質代謝相關轉錄因子，如固醇調節元件結合蛋白（Sterol regulatory elementbinding protein 1c，SREBP－1）和增殖物激活受體－α（Proliferator－activated receptor－α，PPAR－α），促進肝細胞脂質的形成和抑制脂肪酸的氧化[2，3]，導致肝臟脂肪堆積。另外，乙醇在代謝過程中，產生的代謝物乙醛、過氧化物、氧自由基以及代謝物通過活化的Kupffer細胞，導致肝臟炎癥細胞因子的級聯反應，可以造成肝臟炎癥和纖維化[4，5]。

內生性乙醇與經口攝入的乙醇一樣，同樣是通過腸道吸收，進入門靜脈到達肝臟，在乙醇脫氫酶的作用下先分解為乙醛，然后再通過乙醛脫氫酶分解成乙酸。已有研究顯示，在無酒精攝入的情況下，非酒精性脂肪性肝病（Nonalcoholic fatty liver disease，NAFLD）和非酒精性脂肪性肝炎（Nonalco holic steatohepatitis，NASH）患者血液乙醇水平升高，且可能參與了NAFLD和NASH的發病。

1　早期有關內生性乙醇相關的臨床報道

最早的與內生性乙醇相關的病例報道見于1948年。1例5歲兒童患者出現顯著的腹脹，最終胃破裂死亡。尸檢發現胃內和腹腔內存在氣體和乙醇，報道者推測為腸道內細菌發酵甜土豆所致[6]。之后，出現了“自動釀酒廠癥候群”這個名詞，是指患者由于腸道酵母菌的異常繁殖，在攝入富含碳水化合物的食物后，會產生內生性乙醇中毒效應。例如，2006年，Jansson et al報道了1例3歲短腸綜合征女性患者，表現出異常的內生性乙醇增多，血液乙醇濃度為15 mmol/L[7]。但是，1975年有學者觀察了空回腸旁路術的病態肥胖者，采用氣液色譜分析法在20例患者只測得7例術后血清乙醇濃度（平均值為1.18±1.59 mg/L），且沒有觀察到血清乙醇濃度與肝臟組織學相關，因此推測內生性乙醇與肥胖者空回腸旁路術后肝臟病變無顯著關聯[8]。

2　乙醇與腸道細菌的相互影響

小腸細菌過度生長（Smallintestinalbacterial overgrowths，SIBO）的診斷依據為空腸液中細菌超過1×105CFU/mL[9]。長期乙醇攝入可導致患者小腸內細菌過度生長。瑞典的一項研究比較了22名有惡心和上腹痛的嗜酒者和12名有消化不良的非嗜酒者，前者90%存在小腸細菌過度生長，而后者只有50%[10]。美國飲食指南中男性飲酒每天不超過2杯，女性不超過1杯為適度飲酒量。一項回顧性研究發現，即使是適度飲酒也是小腸細菌過度生長的危險因素[11]。

另一方面，小腸細菌過度生長，尤其是革蘭陰性菌的數量增加，可導致內生性乙醇生成增多。這主要是因為隨著小腸細菌的增多，由其分解碳水化合物代謝產生的乙醇也增多。肥胖的機體往往存在小腸細菌過度生長，如果同時伴有碳水化合物攝入的增多，內生性乙醇的產生也隨之增多。比如，動物實驗顯示，在沒有酒精攝入的情況下，肥胖的ob/ob小鼠清晨的呼吸測試乙醇水平為220 pmol/ml，明顯高于非肥胖的對照小鼠。口服新霉素凈化腸道后可以使乙醇水平降低110 pmol/ml，說明肥胖小鼠內生性乙醇的增多與小腸細菌密切相關[12]。

乙醇及其代謝衍生物，特別是乙醛，還可以通過引起緊密連接的重新分布以及改變細胞內信號傳導途徑，導致腸粘膜上皮細胞緊密連接破壞和大分子的細胞旁通透性升高，從而破壞腸粘膜屏障[13]。有證據表明乙醇可以直接作用于腸粘膜的免疫系統，導致單核細胞減少[14]。小腸細菌過度生長，細菌產生的內毒素增加，由于腸粘膜屏障的破壞，所以內生性乙醇的增多往往伴隨著腸源性內毒素通過門靜脈進入肝臟的增加，導致肝臟的損害。

乙醇可以導致腸道微生物的失調，減少腸道微生物組合成飽和長鏈脂肪酸的能力以及乳酸菌類的比例。通過飲食干預可以重新使腸道內的飽和脂肪酸達到正常水平，從而可以減少乙醇導致的肝臟和腸道損害[15]。

3　腸道菌群與肥胖

正常成人腸道內含有500～1000種不同類型的細菌，微生物總質量為1～2 kg，它們所編碼的基因是人類基因組的100～400倍[16]。腸道元基因組通過與環境的互相作用，影響著能量的代謝、吸收，并可能促進系統炎癥的發生[17]。肥胖與代謝密不可分，并且被認為是一種低水平慢性系統炎癥[18]。在許多動物模型和人類試驗中，肥胖被證實與腸道細菌組成有關。肥胖小鼠和瘦弱小鼠腸道細菌分別移植到無菌小鼠后，發現前者腸道細菌移植的無菌小鼠在喂養高能量飲食后更容易發胖[19]。肥胖者腸道細菌較正常人相比擬桿菌門和厚壁菌門的比例下降，而通過低熱量飲食可以很好的恢復[20]。NAFLD很大程度上是一種肥胖代謝類疾病，NAFLD患者通常也伴有低水平的腸源性內毒素血癥和腸道生態的失調，后者主要體現在腸道屏障的破壞，小腸細菌的過度生長，各種細菌代謝產物的增多或減少（內毒素、膽汁酸、膽堿等）[21～24]。通過益生素和益生元等可以很好地改善腸道的失調，重新恢復腸道的穩態，從而有助于防治NAFLD[25～27]。而SIBO患者小腸內細菌發酵食物產生內源性乙醇，也參與了肥胖以及NAFLD/NASH的發病。

4　內生性乙醇與肥胖

近年來的研究顯示，腸道來源的內生性乙醇可能與肥胖和NAFLD/NASH相關[28]。在動物模型中，在沒有酒精攝入的情況下，肥胖的ob/ob小鼠呼氣測試乙醇濃度是隨著喂養時間的增長而升高，而對照的瘦弱小鼠卻沒有這種現象。且肥胖的ob/ob小鼠喂養24周后測得的清晨呼吸乙醇水平為271 pmol/mLCO2，明顯高于瘦弱型的對照小鼠（78 pmol/mLCO2）。口服新霉素凈化腸道后可以使乙醇水平降低50%（110pmol/mL，P<0.0003）[12]。

酒精性肝病和肥胖相關的NAFLD/NASH有相似的病理學改變，而肥胖的機體存在小腸細菌過度生長以及腸道細菌可以產乙醇的現象讓學者們關注內生性乙醇與NAFLD/NASH的關系。Nair et al首次采用氣象色譜分析肥胖的NASH患者與正常體質量的NASH患者呼氣酒精濃度發現，前者呼吸測試測得的乙醇濃度升高[29]。

Volynets et al研究發現，在20名NAFLD患者（包括3名NASH患者）和10名健康對照組對比時發現，前者的呼吸測試乙醇濃度比后者顯著升高[30]。納入的NAFLD患者體質量明顯高于對照組。兩者攝入的乙醇也沒有差別。同時研究者分析了納入的NAFLD患者與健康對照組的飲食狀況，發現兩者在復雜的碳水化合物的攝入方面沒有區別，但是在果糖、蔗糖和單糖的攝入上前者顯著高于后者，且研究者發現這種攝入體現在NAFLD患者在總的食物攝取上含有較多的糖類。推想可能是由于糖類的攝取更能夠被細菌分解為乙醇。

另外，Zhu et al發現患有NASH的肥胖兒童血清乙醇水平較健康兒童和沒有NASH的肥胖兒童顯著升高，肥胖患者與正常健康對照組沒有顯著差異。且NASH患者與肥胖患者在變形菌門的差異性歸功于腸桿菌科（Enterobacteriaceae）的增多，而腸道微生物組中的腸桿菌科是肥胖組與NASH組唯一有顯著差異的科級分類。更有趣的是，腸桿菌科可以發酵糖產生混合酸（琥珀酸、乳酸、甲酸、乙醇、乙酸等各種酸），最終產物是乙醇[31]。同時，NASH患者與正常健康對照組相比，發現NASH患者肝臟內乙醇代謝酶轉錄基因如乙醇脫氫酶基因、過氧化氫酶基因、細胞色素P450 2E1基因和乙醛脫氫酶基因水平升高。同時他們也使用免疫印跡法證實了NASH患者肝臟乙醇脫氫酶1和乙醇脫氫酶4表達升高[32]。鑒于乙醇對肝臟炎癥損傷中的作用已得到公認，所以產乙醇細菌升高引起的乙醇升高可能成為NASH的又一發病原因。

雖然非酒精性脂肪性肝病患者較正常人內生性乙醇濃度高，但患者的血液乙醇濃度仍處于低水平，似乎不足以產生有效的肝臟毒性。但是值得注意是，有研究者認為由于肝臟是內生性乙醇的首過和代謝器官，低水平的血液乙醇濃度并不能代表達到肝臟的內生性乙醇的量少[33]。再者，NAFLD患者肝臟內乙醇代謝基因的表達增高提示肝臟內有高濃度的內生性乙醇含量，但是由于肝腸軸的代謝使得測得的血液乙醇濃度較低[32]。

5　腸道內產乙醇的細菌和內生性乙醇升高原因研究

細菌作為腸道細菌的產物，不是每一種細菌都會產生內生性乙醇。人們發現產乙醇的細菌主要有以下幾種：脆弱類桿菌（Bacteroides fragilis）、青春雙歧桿菌（Bifidobacterium adolescentis）、熱纖梭菌（Clostridium thermocellum）、埃希氏桿菌屬（Escherichia）[34～36]。但是，產乙醇性細菌增多的原因目前尚不清楚，可能與飲食相關，也可能與藥物相關，還可能是其他原因造成腸道菌群紊亂引起。探究產乙醇細菌變化的原因可以讓我們更好進一步的調控內生性乙醇的含量。對于內生性乙醇升高的原因，既往的研究者大都認為是因為各種原因導致產乙醇細菌的增多而導致乙醇濃度的絕對增加，而最近一篇研究論文卻提出了新的觀點，作者通過比較20名具有早期非酒精性脂肪性肝病特征的兒童和29名健康兒童發現，在飲食類型和小腸細菌過度生長的發生沒有差異的情況下，前者的空腹血乙醇水平與胰島素抵抗的標志物（穩態模型評估胰島素抵抗和瘦素等）呈現強烈的相關性，且顯著不同于對照組。比較ob/ob小鼠和野生型小鼠，前者乙醇脫氫酶的活性比后者要顯著降低，且前者胰島素抵抗的特征明顯，如胰島素受體及其底物表達降低、腫瘤壞死因子－α（Tumor necrosis factor－α，TNF－α）升高。由于TNF－α在胰島素抵抗和非酒精性脂肪性肝病的發生中起作用，研究者通過對小鼠肝細胞培養液加入10 ng/ml TNF－α干預6小時后，發現細胞內乙醇脫氫酶活性顯著降低。通過腹腔注射抗TNF－α干預的ob/ob小鼠較正常的ob/ob小鼠乙醇脫氫酶活性升高。研究者得出結論認為飲食方式和小腸細菌過度生長可能不是早期非酒精性脂肪性肝病患者體內乙醇濃度升高的主要因素，而胰島素通路受損導致的乙醇脫氫酶活性降低是導致乙醇代謝受損和血乙醇濃度升高的原因。這也提示我們內生性乙醇的升高或許僅僅只是相對量的升高。此項研究結果也可能使內生性乙醇的檢測成為胰島素受損和非酒精性脂肪性肝病的標志物。研究者同時強調這只是非酒精性脂肪性肝病早期階段的研究，后續的進展研究仍然值得進一步探討[37]。

6　內生性乙醇的不同測量方法和檢測部位

研究人員在測量內生性乙醇時，采取了不同的方法。在動物模型中，Cope et al采用了收集小鼠呼氣并采用熱解吸毛細管氣相色譜法檢測來代表小鼠體內內生性乙醇的濃度[12]。在人體研究中，Simic et al在測量糖尿病患者體內的內生性乙醇濃度時，使用了兩種方法測量，分別是頂空氣相色譜法和Widmark所創立的半定量法。這兩種方法測得的內生性乙醇濃度有所差異。前者測的患者乙醇濃度中位值為1.97 mg/L，而平均值為2.71 mg/L，后者測得的乙醇濃度中位值為27.5mg/L，平均值為26.60 mg/L。另外，值得一提的是，乙醇在人體不同的體液中也有差異。Simic et al測得同一組人尿液乙醇濃度時，使用頂空氣相色譜法測得的乙醇濃度中位值為3.68 mg/L，平均值為6.13 mg/L，而使用Widmark半定量法測得的乙醇濃度中位值為52.50 mg/L，平均值為54.27 mg/L[38]。Engstler AJ et al在檢測8周的ob/ob小鼠和野生型小鼠血內生性乙醇濃度時發現，前者腔靜脈中的內生性乙醇水平較后者顯著升高（2.2倍，P<0.05），野生型小鼠門靜脈血內生性乙醇濃度是腔靜脈的2.7倍，而在ob/ob小鼠中卻沒有此種差異。野生型小鼠和ob/ob小鼠小腸遠端部分乙醇濃度與門靜脈相比都顯著升高，但是兩種小鼠乙醇濃度并無顯著差別，而結腸幾乎測不到乙醇濃度，這可能歸結于小腸是產生內生性乙醇的場所[37]。另外，使用專用的乙醇檢測試劑盒也可以測量人體血清乙醇濃度，如Zhu et al使用Biovsion公司生產的乙醇檢測試劑盒測量NAFLD小兒血液內生性乙醇濃度[22]。究竟哪種方式和部位所測得的內生性乙醇濃度更能夠代表體內內生性乙醇的真實水平，有待于在未來的實驗中進一步探究。

7　展望

內生性乙醇以不同于外在攝入的乙醇的形式存在于人體中，各種原因導致體內內生性乙醇升高的長期效應是否對人體有害？非酒精性脂肪性肝病的各個發展階段人群內生性乙醇濃度是否有變化？實驗觀察到的內生性乙醇升高是否僅僅是非酒精性脂肪性肝炎進展過程中產乙醇細菌發生改變所導致的一個表觀結果，還是對非酒精性脂肪性肝炎有影響的重要因素？是否足以成為非酒精性脂肪性肝炎的發病機制之一，還需要我們進一步的實驗探討。另外，產乙醇細菌增多的原因以及使用宏基因組學研究產乙醇系統基因的表達和特點也是探究的方向。

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（收稿：2015－06－17）

（本文編輯：郜玉峰）

Endogenousalcoholinnon－alcoholicfattyliverdisease

HeChongxin，XuZhengjie，FanJiangao.
Departmentof Gastroenterology，Xinhua Hospital，Shanghai Jiaotong University School of Medicine，Shanghai 200092

10.3969/j.issn.1672－5069.2016.01.032

國家重點研究發展計劃973項目（2012CB517501）；王寶恩抗肝纖維化基金項目（20110006）

200092上海市上海交通大學醫學院附屬新華醫院消化科

何崇信，男，25歲，碩士研究生。主要研究方向為脂肪肝的基礎與臨床。E－mail：ashinalive@hotmail.com

徐正婕，E－mail：ajanexu@163.com