調節腸道菌群治療非酒精性脂肪肝的研究進展

盧雙 沈天白 陳陽 王怡群 李瑩

非酒精性脂肪肝(NAFLD)是全世界近年來非常常見的代謝性疾病，在部分患者中可進展為非酒精性脂肪性肝炎、纖維化，并最終導致肝細胞癌和肝衰竭。NAFLD與肥胖、胰島素抵抗和血脂異常有關。最近有一系列證據顯示NAFLD與腸道菌群密切相關，亦有研究提示調節腸道菌群可以改善或治療NAFLD，但具體作用機制和臨床療效仍需進一步研究。

非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)與內臟肥胖和糖尿病相關。在一項對445位受試者進行活檢評估非酒精性脂肪肝的患病率的研究中，77.2%的受試者被證實患有NAFLD[1]。流行病學研究發現，在日本NAFLD患者和NASH患者的人數分別超過1 000萬和100萬[2]。NAFLD已成為美國慢性肝病最常見的病因，對大約12 000名居民的分析表明NAFLD的患病率為18.8%。據估計，NAFLD和NASH在肥胖患者中的患病率分別約為75%和19%，在病態肥胖者中可高達93%和26%～49%[3]。根據上海、北京等地的流行病學調查結果，在10年中，普通成人超聲診斷的NAFLD患病率從15%上升到31%以上[4]。

近年來，腸道菌群與NAFLD關系的研究日益增多；有研究結果提示NAFLD可能與腸道微生物組成紊亂有關。特別是發現健康個體與NAFLD患者的腸道微生物組成存在差異[5]。所以，本文主要就腸道菌群及其與NAFLD治療的關系進行綜述。

一、NAFLD的發病機制

現代醫學認為NAFLD的發病機制多而復雜。1998年，提出了二次打擊假說[6]，這個假說認為脂肪變性是肝臟發生第一次損傷后，再次損傷才能夠發展為NASH或纖維化。近年來，多重打擊假說被更多人接受，并且多重打擊假說認為在具有遺傳傾向的個體中，有無數的因素以平行和協同的方式起作用，以解釋臨床觀察到的不同表型。雖然從單純的脂肪變性到NASH的進展通常被認為是一個連續的過程，但這兩個臨床亞組結果的顯著異質性導致NAFL和NASH可能對應于兩個不同的實體。因此，肝細胞損傷發生在NASH中時，會導致細胞死亡、局部炎癥和纖維發生。

肝細胞損傷在疾病早期由多種不同因素觸發和維持，如胰島素抵抗(IR)、脂肪因子、營養因子和腸道菌群(GM)，以及遺傳和表觀遺傳因子。目前在已提出的多種NAFLD的發生機制中，胰島素抵抗似乎是NAFLD和2型糖尿病發病機制的關鍵(因為NAFLD的發生與代謝綜合征的發生都具有胰島素抵抗的病理生理基礎，所以它們有一些共同的機制)[7]。藥物、毒物、膽堿缺乏、載脂蛋白B基因突變、胃腸外營養等因素單獨或與IR共同導致肝脂肪變。并且IR還可以與細胞內游離脂肪酸增多、ATP儲備耗盡、氧化應激和線粒體功能障礙共同參與肝臟損傷的發生。胰島素信號轉導在肝臟脂肪變性中起中心作用。此外，脂肪在肌細胞中的積累導致了IR和成對的葡萄糖攝取。因此，外周IR和高胰島素血癥的發生有助于增加游離脂肪酸在肝臟中堆積。在肥胖受試者中，脂肪酸似乎被錯誤的從主要儲存部位轉移到了其他部位，如：骨骼、肝臟，被重新酯化為二酰基甘油，造成脂肪的堆積。

另外，飲食、腸道微生物群、遺傳因素和脂肪生成之間相互作用通過對脂類轉錄因子的調節引起脂肪變性，脂肪變性通過激活IKKβ導致轉錄因子NF-κB信號增強。NF-κB的激活誘發炎性介質TNF-α、IL-6和IL-1β，這些細胞因子導致庫普弗細胞被激活并調節NASH的發展[8]。

二、腸道菌群概述

在腸道中存在著數萬億的腸道微生物，它們有著幫助維護和平衡宿主健康的重要功能，包括免疫、營養狀況和代謝功能[9]。大部分的糖類和植物多糖都不能被人體內的酶降解，而腸道菌群中最主要且數量最多的短鏈脂肪酸(SCFA)產生菌，在復雜的植物多糖初始降解和11種寡糖發酵釋放SCFAs和氣體的過程中發揮重要作用[10]。現在人們已經認識到腸道菌群和慢性肝病密切相關。由于肝臟中70%的血供是通過門靜脈來自腸道的，因此肝臟會不斷地暴露在腸源性因素中包括細菌成分、內毒素和肽聚糖。包括庫普弗細胞、竇狀細胞、膽道上皮細胞在內的許多肝細胞表現出的先天免疫受體被稱為病原體識別受體，這些受體對腸道中不斷流入的微生物源性產物作出反應[11]。這闡明了腸道生態失調的本質、腸道屏障的完整性以及肝臟對腸源性因素的免疫反應機制。

此外，“代謝性內毒素血癥”的假說證明了腸道菌群與高脂飲食引發慢性低水平炎癥是相關的。飲食導致腸道菌群改變，使致病菌的數量有機會增加，減少了保護腸屏障細菌的數量，導致腸道通透性增加，這樣進入血液的內毒素也會增多，慢性炎癥反應就會發生，進而引起代謝失調疾病，如：肥胖、胰島素抵抗等。腸道菌群通過對宿主能量代謝、免疫系統和炎性反應的影響，決定代謝綜合征的發生發展。

三、NAFLD與腸道菌群

腸道菌群對脂質代謝(尤其是飽和脂肪酸的代謝)影響了脂肪在肝臟中的積累以及NASH患者肝臟炎癥的發展[12]，腸道菌群紊亂導致乙醇腸道菌群增多，這些菌群在腸道中的內生乙醇增多，過多乙醇在代謝中使過度消耗氧化型輔酶Ⅰ而使還原型輔酶Ⅰ增加，進一步導致高脂血癥和脂肪肝。一些已經被提出的機制解釋了這種特殊的失調對NAFLD患者的影響，如增加腸道通透性、改變某些飲食的代謝，導致單糖吸收增加，增加了肝毒性產品和內毒素的產生和釋放。這些因素在易感宿主中將激活幾個炎癥介質，并導致纖維化和疾病進展。

人體中微生物為宿主提供必需的代謝和生物功能。脂肪多糖(LPS)存在于宿主血漿中，是一種來自腸道的細菌成分，被認為是幾種疾病(如肥胖相關的代謝紊亂，包括NAFLD)的發生因素[13]。在健康的生物體中，腸道菌群通過一種共生機制有助于維持體內平衡，在這種共生機制中，細菌和宿主雙方都是受益的，這種情況被稱為“生態失調”。這種共生一旦失調可能對代謝和免疫反應產生不利影響，有利于肥胖和與肥胖相關的疾病發生發展，包括IR和NAFLD[14]。有實驗證明增加腸道通透性、細菌過度生長，特別是革蘭陰性菌，增加了肝毒性產物如細菌內毒素(LPS)的產生，LPS被腸道吸收，可以進一步影響肝臟炎癥；腸道完整性的破壞增加了腸道通透性，亦導致細菌易位，細菌內毒素滲入門靜脈，通過激活肝臟炎性細胞增加NAFLD發生的危險[15]。腸道菌群也通過水溶性營養膽堿與NAFLD發生聯系；后者既可由雞蛋和紅肉等動物制品攝入，也可由腸道菌群生物合成[16]。

四、調節腸道菌群與NAFLD治療

NAFLD的治療尚無特效方法，目前公認的治療策略是改善生活方式和控制體重。NAFLD的小鼠的糞便移植在野生型小鼠中引起了獲得性菌群失調的NAFLD，該研究結果也有助于證實腸道菌群在NAFLD的預防和治療中的重要性[17]。益生菌的潛在有益作用已在一些動物實驗研究中已得到證實，益生菌可以通過降低腸道通透性、調節核受體的表達以及糾正肝臟和脂肪組織中的胰島素抵抗來保護NAFLD的發生和發展[18]。并且益生菌通過維持腸道屏障的完整性抑制細菌易位以及入侵上皮細胞,它們可以誘導抗菌肽的生產,減少炎癥,從而影響免疫系統；同時也增強了肝硬化的高動態循環狀態，避免了肝性腦病的發生[16]。

最近一項研究表明，姜黃素通過對大鼠腸道菌群系統的調節，可減輕肝臟脂肪變性[19]。研究發現NaB干預可以顯著改善高脂喂養小鼠的腸道菌群，增強全身炎癥反應，最終降低高脂飲食誘導的肝臟組織損傷。并證明黃連素是一種可以有效修復高脂飲食誘導的腸道菌群失調的藥物。腸道菌群的正常化減輕了肝臟脂肪變性的誘發因素，從而保護宿主不受NASH的影響[20]。Daubioul等[21]進行了一項為期8周的交叉研究，隨機抽取了7例NASH患者，讓他們服用低聚果糖或麥芽糖糊精(用作安慰劑)。報告顯示了胰島素和轉氨酶水平的改善。雖然這項研究受到小樣本量和短期隨訪的限制，但它支持微生物修飾改變作為NAFLD和NASH患者的潛在治療選擇的作用。

五、展望

越來越多的證據表明調節腸道菌群可以改善NAFLD的程度，并且在肥胖及其相關疾病(包括NAFLD)中發揮的作用越來越大。這些證據大多來自于小鼠實驗，研究中將肥胖動物的腸道菌群移植到正常動物的腸道菌群中，可誘發相關的代謝疾病。NAFLD病機復雜多樣，通過改善NAFLD患者腸道菌群來治療NAFLD的方法有待進一步探索，為臨床治療積累更多證據。