脂毒性誘導的非酒精性脂肪性肝炎的研究進展

李晨，閃雪純，傅繼華

(中國藥科大學基礎醫(yī)學與臨床藥學學院，江蘇 南京 211198)

隨著生活節(jié)奏的加快和飲食習慣的改變，非酒精性脂肪肝(nonalcoholic fatty liver disease,NAFLD)已成為全球慢性肝病最為突出的形式之一，與代謝綜合征密切相關，肥胖、2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)和血脂異常等是其關鍵的危險因素。NAFLD包括單純的脂肪變性和非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatohepatitis,NASH)，其中前者是一種相對良性的肝臟疾病，而后者以脂肪變性、肝纖維化、肝細胞氣球樣化和小葉炎癥等為特征，并可進一步發(fā)展為肝硬化和肝癌，威脅患者的生命健康，現(xiàn)已成為美國第二大最常見的肝移植適應證[1]。越來越多的證據(jù)表明，除了可能發(fā)展為晚期肝病外，NASH還會增加患心血管疾病的風險[2]。因此，NASH現(xiàn)已成為嚴重的公共社會衛(wèi)生問題之一，引起全球的高度關注。脂毒性是指血中游離脂肪酸(free fatty acid,FFA)水平升高后超出各組織對FFA的氧化利用能力，使過多的FFA以甘油三酯(triglyceride,TG)形式在非脂肪組織(肝臟、肌肉及胰腺)中過度沉積而造成該組織的損傷，現(xiàn)普遍認為脂毒性與NASH的發(fā)生發(fā)展密切相關[3]。因此，更好地理解脂毒性誘導的NASH的病理機制有助于NASH患者臨床研究的開展，針對脂毒性的靶向藥物的開發(fā)有望成為NASH患者的新希望。

1 脂毒性誘導NASH的病理機制

1.1 胰島素抵抗 血漿FFA濃度升高是肥胖相關脂肪組織胰島素抵抗(insulin resistance,IR)的標志，與T2DM的發(fā)展密切相關。正常條件下，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(endoplasmic reticulum，ER)可滿足與蛋白質(zhì)和TG合成相關的需求，而當營養(yǎng)處于病理過剩時就會抑制ER激活未折疊蛋白反應，并通過許多機制觸發(fā)IR。臨床研究表明，大多數(shù)NASH患者肥胖且伴有骨骼肌和肝臟IR。Anderwald等[4]研究發(fā)現(xiàn)，血漿FFA水平升高通過核轉(zhuǎn)錄因子-κB(nuclear transcription factor-kappa B,NF-B)途徑來抑制胰島素信號傳導并引起IR。Belfort等[5]指出血漿中微量的FFA可誘導骨骼肌IR并呈劑量依賴性，通過4 h脂質(zhì)輸注廣泛抑制肌肉胰島素信號傳導，這種變化與肌細胞內(nèi)脂質(zhì)積累和各種脂質(zhì)衍生的毒性代謝物的增加有關。阿昔莫司(一種煙酸類似物和脂肪組織脂肪分解抑制劑)可通過降低血漿FFA濃度，有效改善具有強T2DM家族史的非糖尿病受試者[6]以及肥胖和T2DM受試者的肌肉胰島素敏感性[7]。Cusi等[8]等證實，瘦體型健康受試者輸注脂質(zhì)2～4 h后即出現(xiàn)明顯的肝臟IR，這種IR呈血漿FFA劑量依賴[5]，給予阿昔莫司可通過降低血漿FFA濃度使肝臟胰島素敏感性部分恢復[6]。由此可見，過量的FFA與肝臟、骨骼肌的胰島素敏感性密切相關。

1.2 氧化應激 線粒體功能受損是NAFLD中由單純性脂肪變性發(fā)展為脂肪性肝炎的關鍵，提示NASH是一種線粒體疾病，與氧化應激(oxidative stress,OS)的發(fā)生密切相關[9]。脂毒性似乎是導致OS發(fā)展的核心，這可能是由于肝臟內(nèi)過多的FFA堆積，線粒體代償性適應這種變化使得β-氧化增強，乙酰CoA生成增多，造成三羧酸循環(huán)產(chǎn)生的還原型NADH和FADH2增多，二者在呼吸鏈傳遞中氧化產(chǎn)生過多的ROS，這些ROS又可攻擊呼吸鏈復合物、線粒體DNA，對線粒體的超微結(jié)構(gòu)造成破壞。而這一過程又可導致肝細胞代謝功能障礙和ROS大量產(chǎn)生，形成了脂毒性介導的ROS誘導ROS產(chǎn)生的惡性循環(huán)，引起OS，進而觸發(fā)脂質(zhì)過氧化、細胞因子釋放和細胞死亡[10]。Rolo等[11]也進一步證實了肝細胞中脂質(zhì)的積累損害了線粒體的氧化能力，增加了電子傳遞鏈復合物的還原狀態(tài)并激活脂肪氧化的過氧化物酶體和微粒體途徑，產(chǎn)生過量的ROS和活性醛衍生物。Li等[12]提出飽和FFA還通過溶酶體破壞和組織蛋白酶B活化誘導線粒體功能障礙和OS，Wu等[13]采用棕櫚酸(palmic acid,PA)孵育人和小鼠肝細胞，觀察到明顯的線粒體功能障礙并呈劑量依賴性，同時伴有線粒體膜透化和ROS增加現(xiàn)象，采用甘草甜素通過穩(wěn)定溶酶體膜、抑制組織蛋白酶B的表達，可有效減輕FFA誘導的線粒體氧化應激，支持上述觀點。

1.3 炎癥反應 高脂肪飲食可導致肥胖，同樣也會引起慢性炎癥反應，這是由于肥胖時脂肪細胞增生肥大，釋放出的大量FFA通過與Toll 樣受體4(Toll-like receptor 4,TLR4)結(jié)合激活NF-B，誘導炎癥因子產(chǎn)生。許多體內(nèi)和體外實驗證明，飽和脂肪酸(saturated fatty acids,SFA)具有促炎作用，肝臟中FFA及脂毒性代謝物的積累可誘發(fā)慢性炎癥，激活肝細胞炎癥通路[14]。此外，肝細胞氣球樣變時，應激激酶c-Jun N-氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)過度激活，募集炎性細胞，促進肝細胞炎癥反應的發(fā)生。脂毒性損傷的肝細胞中，過多的FFA加劇了IR，進一步推動炎癥[15]和纖維化[16]的發(fā)展。肝巨噬細胞由常駐巨噬細胞Kupffer細胞(KCs)和從全身循環(huán)進入肝臟的巨噬細胞組成，KCs是炎性細胞因子的主要來源，實驗性敲除KCs可預防高脂肪飲食誘導的嚙齒動物的肝臟脂肪變性和炎癥[17]。巨噬細胞通過釋放白介素-6和轉(zhuǎn)化生長因子-β直接激活肝星狀細胞(hepatic stellate cells,HSCs)，表達相關細胞因子和趨化因子，使炎癥和纖維發(fā)生永久化[18]。肝臟炎癥發(fā)生后激活組織修復機制，通過刺激肝細胞增殖以及細胞外基質(zhì)(extracellular matrix,ECM)重塑來替換受損的肝細胞，但若炎癥持續(xù)存在，將導致ECM形成細胞的募集和激活，最終過多的ECM沉積導致肝纖維化。

1.4 細胞凋亡 細胞凋亡是從脂肪變性到脂肪性肝炎進展的特征性標志之一，與NAFLD患者比較，NASH患者的細胞凋亡率更高。PA可誘導胰腺β細胞、心肌細胞、微血管內(nèi)皮細胞和肝細胞中的細胞凋亡[19]。NASH中的細胞凋亡由外源性(由細胞因子和死亡受體介導)和內(nèi)源性(由線粒體或內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能障礙介導)途徑引發(fā)，特別是后者。FFA刺激多種肝細胞誘導細胞脂肪變性和與線粒體膜去極化、細胞色素C釋放相關的半胱天冬酶依賴性細胞凋亡，提示細胞凋亡的線粒體途徑激活。此外，飽和FFA通過激活促凋亡Bcl-2蛋白Bim和Bax誘導JNK依賴性細胞凋亡，觸發(fā)線粒體細胞凋亡途徑[20]。Feldstein等[21]研究指出FFA誘導Bax活化并易位至溶酶體，導致溶酶體透化和組織蛋白酶B釋放，激活細胞凋亡的溶酶體途徑。簡而言之，在脂肪變性的肝細胞中，循環(huán)FFA可以激活無數(shù)的細胞內(nèi)反應，包括JNK、TLR4和Bax活化、溶酶體透化和ER應激等，這些變化逐漸累積放大，最終導致線粒體透化和肝細胞凋亡。因此，由脂毒性導致的肝細胞凋亡易感性增強，可能是進行性脂肪性肝炎發(fā)展的重要原因。

2 NASH的治療措施

2.1 生活方式干預 肥胖作為NASH 的重要危險因素之一，通過合理的飲食指導或體育鍛煉等生活方式干預有助于減輕肥胖患者體重，改善肝臟脂肪變性。研究結(jié)果顯示，每周200 min適度的體育鍛煉干預48周后，總體重減少7%以上的NASH受試者脂肪變性、小葉炎癥和球囊損傷的發(fā)生顯著減少，纖維化沒有變化[22]。由通過干預生活方式實現(xiàn)減肥很難，很多患者難以長期堅持，因此減肥手術已成為一種有效的替代方案，Roux-en-Y胃旁路術或腹腔鏡調(diào)節(jié)胃束帶，均可顯著改善并發(fā)癥(如糖尿病、高血壓和血脂異常)以及肝臟組織學(如脂肪變性、壞死性炎癥和氣球樣變等)，而這種手術方式對于纖維化的影響尚無明確統(tǒng)一的定論[23-24]。在短期研究中，總體重減輕≥5%是降低TG積累的最小閾值，而改善壞死性炎癥則可能需要體重減輕7%～10%[3]。目前通過體育鍛煉、飲食控制或減肥手術改善NASH的最佳干預方式仍有待發(fā)現(xiàn)，需要進一步開展大樣本、多中心、長期對照試驗進行臨床研究。

2.2 藥物治療干預

2.2.1 維生素E 維生素E作為一種重要的抗氧化劑，能夠改善正常代謝過程中細胞內(nèi)產(chǎn)生的自由基的影響以及OS，許多研究結(jié)果表明維生素E在肝臟疾病中有潛在的治療作用。 在一項非糖尿病NASH成年患者的隨機對照試驗中，相比于安慰劑組，維生素E與NASH的改善率顯著相關，可有效降低血清丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(alanine aminotransferase,ALT)和天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(aspartate aminotransferase,AST)水平，減輕肝脂肪變性和和小葉炎癥，而纖維化評分沒有改善[25]。Hoofnagle等[26]指出維生素E治療NASH的療效與改善血清ALT的水平有關，并且維生素E和體重減輕對ALT和組織學病理特征的影響是獨立的，因此即使是體重減輕的患者也受益于維生素E治療。由此可見，維生素E在NASH的治療中有較好的臨床應用前景，因為它可能靶向不同于胰島素敏化劑的細胞內(nèi)途徑，為NASH的聯(lián)合治療提供了新的思路。

2.2.2 二甲雙胍 二甲雙胍作為一種雙胍類藥物，與肝臟葡萄糖和脂質(zhì)代謝的主要代謝調(diào)節(jié)劑-AMP活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)的激活密切有關。隨著研究不斷深入，二甲雙胍在抑制肝臟糖異生、改善肝臟脂肪酸代謝、提高脂肪酸氧化、抑制脂肪生成和增強胰島素敏感性方面的優(yōu)勢已得到充分證實[27]。Hajjar等[28]闡述了二甲雙胍可降低NAFLD中肝細胞TG的積累并預防肝臟腫瘤發(fā)生，同時抑制由肥胖引起的炎癥。Loomba等[29]認為二甲雙胍對 NASH患者的肝臟組織學病變的改善具有一定的療效，而Rakoski等[30]研究結(jié)果表明二甲雙胍對NASH患者的肝臟組織學病變的影響較小。因此，二甲雙胍在改善NASH中肝臟組織學病變的作用尚存在爭議，仍需更多的臨床數(shù)據(jù)驗證。

2.2.3 噻唑烷二酮類 過氧化物酶體增殖物激活受體(peroxisome proliferators-activated receptors,PPARs)是在肝臟和其他代謝組織中表達的一組核受體，其轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)脂肪酸β-氧化、胰島素分泌等代謝過程，并調(diào)控肝臟、脂肪和骨骼肌中的胰島素敏感性。噻唑烷二酮類(thiazolidine-diketones,TZDs)是一類選擇性PPAR-γ配體，對葡萄糖和脂質(zhì)代謝以及炎癥反應有著廣泛影響，其中應用較為廣泛的是吡格列酮。TZDs可減輕NASH患者的肝臟炎癥，調(diào)節(jié)脂肪和肝臟胰島素信號傳導，增強組織對胰島素敏感性，改善肝臟組織學病變[31]。值得注意的是，TZDs在充血性心力衰竭、骨丟失和膀胱癌方面的安全性一直存在爭議。由于吡格列酮可能會增加患膀胱癌的風險[32]，美國FDA建議在患有膀胱癌的患者中禁用吡格列酮，有膀胱癌病史的患者謹慎使用，因此目前它的臨床使用主要針對T2DM伴有NASH的患者。

2.2.4 胰高血糖素樣肽1類似物 胰高血糖素樣肽1(glucagon-like peptide 1,GLP-1)通過誘導胰島素生物合成和釋放，增加機體對胰島素的敏感性，從而調(diào)節(jié)葡萄糖代謝。GLP-1類似物exendin-4可降低小鼠肝臟轉(zhuǎn)氨酶水平，減輕IR和TG積累。艾塞那肽為exendin-4的人工合成品，可調(diào)節(jié)NASH患者肝細胞中PPAR-γ/PPAR-α及蛋白激酶B(protein kinase B,Akt)和AMPK的磷酸化表達[33]，但尚不清楚這種調(diào)節(jié)作用是由血糖降低、體重減輕造成，還是由肝臟GLP-1信號傳導激活直接影響。除此之外，持久的GLP-1類似物semaglutide(NCT02970942)正在全球進行NASH患者的臨床試驗[34]。總體來看，靶向GLP-1途徑的藥物治療NASH患者具有一定的療效，但對肝纖維化的改善效果不佳。

2.3 靶向脂毒性的新興藥物

2.3.1 硬脂酰輔酶A去飽和酶-1抑制劑 硬脂酰輔酶A去飽和酶-1(stearoyl-CoAdesaturase-1,SCD-1)是一種催化單不飽和脂肪酸合成中的限速酶，給予高脂飲食喂養(yǎng)的SCD-1基因缺陷小鼠，出現(xiàn)較輕的肝損傷和IR現(xiàn)象，可見該靶標在NASH治療中的潛力。Aramchol是一種脂肪酸-膽汁酸結(jié)合物，它不僅具有強大的SCD-1拮抗活性，還可通過刺激ABCA1轉(zhuǎn)運蛋白激活膽固醇流出[35]。在動物實驗中，Aramchol能有效地減少脂肪變性、炎癥及纖維化這三大NASH的病理特征。在一項為期3個月的研究中，Aramchol(300 mg·d-1)耐受性良好，沒有明顯的副作用，并且有效減少肝臟脂肪變性[35]。目前Aramchol治療NASH患者的多中心2b期試驗(NCT02279524)正在進行中。

2.3.2 乙酰輔酶A羧化酶抑制劑 乙酰輔酶A羧化酶(acetyl CoA carboxylase,ACC)催化乙酰輔酶A的不可逆羧化產(chǎn)生丙二酰輔酶A，并參與肝臟中的FA合成。NASH患者體內(nèi)脂肪新生明顯加快，因此ACC抑制劑極有可能減少脂質(zhì)的合成或加速其分解。研究表明，抑制ACC活性能減少脂質(zhì)合成，增強脂肪酸氧化代謝，從而降低脂肪肝患者肝內(nèi)TG含量。Lawitz等[36]研究發(fā)現(xiàn)，GS-0976作為一種ACC小分子抑制劑，治療NASH患者12周后可有效減少肝臟的脂肪含量，但對纖維化病變幾乎沒有影響。而Loomba等[37]發(fā)現(xiàn)GS-0976治療NASH患者12周可有效減少肝臟脂肪變性，降低纖維化及肝臟生物化學標志物水平。因此，對于GS-0976能否改善NASH患者的纖維化病變?nèi)源嬖跔幾h。

2.3.3 二酰基甘油酰基轉(zhuǎn)移酶抑制劑 二酰基甘油酰基轉(zhuǎn)移酶(diacylgycerol acyltransferase,DGAT)是催化TG合成最后步驟的關鍵酶，有DGAT1和DGAT2 兩種亞型，是治療代謝性疾病的新靶點。Pradigastat(LCQ908)是一種口服活性DGAT1抑制劑，可有效降低健康人類受試者的餐后TG和家族性乳糜微粒血癥綜合征患者的空腹TG[38]，現(xiàn)已進入NAFLD治療的臨床試驗階段(NCT018 11472)。PF-06865571是一種新型的DGAT2抑制劑，目前正在進行NASH的臨床Ⅰ期試驗(NCT03513588)，并可能和法尼酯X受體激動劑tropifexor進行NASH聯(lián)合治療的臨床研究。

2.3.4 CCR2/CCR5拮抗劑 肝纖維化的嚴重程度是脂毒性誘導的NASH患者發(fā)病率和死亡率的最強預測因子，cenicriviroc作為趨化因子受體CCR2 /CCR5的拮抗劑，是一種抗纖維化藥物，可有效減輕嚙齒動物的肝臟和腎臟纖維化。在一項NASH患者的2b期試驗中，第1年cenicriviroc未到達其研究的主要終點，與安慰劑組相比，在改善NASH的肝組織學方面沒有差異，整個過程中NASH患者耐受性良好[39]。但試驗中cenicriviroc治療能夠到達幾個關鍵的次要終點，例如與基線數(shù)據(jù)相比，cenicriviroc有效改善2至3級肝纖維化和氣球樣變[39]。由于該試驗中涉及的樣本量較少，因此其療效及安全性仍需進一步深入研究。

3 問題與展望

近年來，人們越來越意識到脂質(zhì)的肝臟積累(NAFLAD/NASH)已成為日益嚴重的醫(yī)療問題，其中NASH作為一種潛在的進行性肝病，不僅影響患者生命健康，同時也給患者帶來較大的經(jīng)濟壓力。因此研究者必須重視肥胖和脂毒性在NASH發(fā)病機制中的作用，通過預防或減輕脂毒性對肝細胞的損傷達到治療效果。目前臨床上治療NASH患者的方法有很多，雖可有效減少肝臟脂肪變性，但對于其核心病理變化—纖維化的改善效果并不理想。隨著醫(yī)學水平的不斷提高，靶向治療已成為臨床研究的熱點，越來越多的科學家著眼于靶向脂毒性的藥物研發(fā)，許多有效的靶點藥物正在進行臨床試驗或臨床前試驗。基于基礎和轉(zhuǎn)化研究的不斷深入，我們清楚地意識到很難發(fā)現(xiàn)脂毒性誘導的NASH的通用療法。因此，未來的臨床工作需要給予NASH患者個體化方案，針對疾病不同階段的特定致病機制采取相應的治療措施，從而全面有效地改善或控制疾病的發(fā)展，提高患者的生存質(zhì)量。