法尼醇受體在非酒精性脂肪性肝病中的作用

李進鵬

西安市人民醫院(西安市第四醫院)消化內科 (陜西 西安， 710005)

非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)指在排除過量飲酒、使用藥物和慢性肝病等其他原因引起的脂肪堆積后，肝細胞中甘油三酯(TG)的蓄積超過5%的一種疾病[1]。NAFLD的病理演變過程復雜，包括單純性脂肪肝(NAFL)、非酒精性脂肪性肝炎(NASH)及由NASH發展而來的肝纖維化、肝硬化，甚至肝細胞癌。NASH被認為是可以威脅NAFLD患者生命的轉折點[2]。目前，亞洲NAFLD患病率約為27.37%，在NAFLD患者活檢中合并NASH的患病率約為63.45%，這兩組數據均高于世界平均水平的25.24%和59.10%[3]。雖然建議改變生活方式和飲食結構干預NAFLD，但許多患者無法通過上述方式成功實現顯著且持續的體重減輕，因此，NAFLD的治療仍急迫需要藥物等的干預[4]。

法尼醇受體(FXR)是核受體超家族的成員，它是一種可被配體激活的轉錄因子。FXR存在于機體多個器官，包括肝臟、回腸、腎臟、腎上腺和肺臟等，在肝臟和回腸中表達最高，在膽汁酸、糖類和脂肪的代謝中起主要作用，和NAFLD的發生發展密切相關[5]。1999年《科學》雜志上連續發表了文章，首次提出了膽汁酸是FXR的生理配體，FXR的激活可以抑制膽汁酸合成和FXR信號通路可能參與調節膽固醇的穩態的觀點[6，7]。其后，Sinal等[8]首次應用FXR-/-小鼠模型，證實了FXR與膽汁酸和脂質代謝密切相關。眾多科研人員對FXR進行了深入研究，探討了FXR在糖脂代謝、肝纖維化、肝癌及結直腸癌等中的作用。本文將系統闡述FXR在NAFLD發病中的作用以及靶向腸道和肝臟FXR通路藥物對NAFLD的治療前景。

1 FXR和膽汁酸代謝

機體內膽汁酸的受體有FXR、G蛋白偶聯膽汁酸受體(TGR5)、維生素D受體、孕烷X受體和鞘氨醇-1-磷酸受體2等，其中較為重要的為FXR和TGR5受體[9]。FXR主要存在于肝臟和回腸之中，對膽汁酸生成和轉運起著重要的作用。肝臟中膽汁酸含量增多時激活FXR，緊接著通過激動下游小分子異源二聚體(SHP)，進一步抑制膽固醇7α-羥化酶(CYP7A1)，減少膽汁酸的生成[10]。與此同時，FXR也激活了肝細胞中的膽鹽輸出泵(BESP)，促進膽汁酸排出，參與腸肝循環[11]。而在腸道中，FXR-成纖維細胞生長因子15/19(FGF15/19)通路(小鼠FGF15和人類FGF19同源)起著重要作用，通過FGF15/19因子將腸道和肝臟緊密連接起來，腸道內FXR被激動之后，FGF15/19含量增加并通過門靜脈進入肝臟中激活成纖維細胞生長因子受體4(FGFR4)，進而抑制CYP7A1，減少膽汁酸的生成[12]。CYP7A1途徑是膽汁酸合成的經典通路，除此之外還有替代途徑。替代途徑涉及由膽固醇27α-羥化酶(CYP27A1)催化的膽汁酸合成的初始酶促步驟，后由膽固醇25α-羥化酶(CYP7B1)對膽汁酸進行羥化。

在機體內，膽汁酸為膽固醇的最終代謝產物。在人體內，膽汁酸包括初級膽汁酸和刺激膽汁酸，初級膽汁酸為膽酸(CA)和鵝去氧膽酸(CDCA)，次級膽汁酸主要為脫氧膽酸(DCA)、石膽酸(LCA)和熊去氧膽酸(UDCA)[13,14]。膽汁酸由肝細胞合成后，儲存在膽囊之中，在(BESP)作用下，膽汁酸進入小腸之中，參與營養物質的消化和吸收[15]。CYP7A1和CYP27A1途徑生成的膽汁酸均為初級膽汁酸。進入腸道的初級膽汁酸，在腸肝循環作用下，95%能夠被吸收并重新利用，5%隨糞便排出體外。在腸肝循環過程中，初級膽汁酸在腸道菌群作用下，通過脫氫、脫羥基作用，進行多過程的生物轉化，轉變為次級膽汁酸[16]。膽汁酸的負反饋調節和腸肝循環的存在，保證了機體在正常情況下膽汁酸的正常代謝[17]。膽汁酸的合成受FXR的調控，但不同類型的膽汁酸對FXR作用并不一致。生理狀態下，CDCA是 FXR的最強激動劑，而DCA和LCA則 FXR抵消了CDCA的一部分作用，也就是DCA和LCA為FXR拮抗劑[7,18]。

目前沒有流行病學證據表明，NAFLD可能直接導致膽汁淤積，也就是說NAFLD和膽汁淤積之間的關系尚無定論[19]。然而，多個臨床研究和動物實驗均表明膽汁酸代謝及其相關信號通路的失調與NAFLD的發生密切相關。有研究表明，NAFLD患者及高脂飲食NAFLD大鼠血清中膽汁酸含量增加，次級膽汁酸的產生尤其增多，并且初級膽汁酸和次級膽汁酸比例發生變化[20]。Ferslew等[21]通過液相色譜串聯質譜法檢測了15位健康志愿者和7例經活檢確認的NASH患者的30種血清和16種尿膽汁酸。和健康志愿者相比，NASH患者血清及尿液中CDCA、DCA和UDCA的濃度有所增加。在一項臨床研究中，經肝穿刺活檢確診33例NAFLD兒童患者，檢測發現FGF19含量明顯下降，從而對肝臟FGFR4信號傳導作用減弱，導致肝臟CYP7A1表達上升，膽汁酸生成增加[22]。同樣的，各種原因導致的膽汁酸代謝紊亂和腸肝循環受阻引起肝臟的膽汁淤積，可能導致更嚴重的肝損傷。有研究表明，膽汁淤積促進了促炎性細胞因子的釋放，而細胞因子在肝細胞炎癥和纖維化中起重要作用[23]。這可能是NASH嚴重肝病變時期存在膽汁淤積的主要原因。在腸肝循環過程中初級膽汁酸在腸道菌群作用下轉變為次級膽汁酸，其對膽汁酸信號傳導具有重要的影響[24]。因此，通過調控腸道和肝臟FXR通路和影響腸道菌群來調節膽汁酸的代謝有望成為治療NAFLD的新靶點。

2 FXR和脂質代謝

NAFLD是一種復雜的多系統疾病，(在排除飲酒、服用藥物等其他因素后)TG在肝細胞內大量堆積，導致的多系統代謝紊亂的常見疾病，其常見的危險因素為肥胖、2型糖尿病、血脂異常、代謝綜合征和多囊卵巢綜合征[25]。雖然NAFLD發病機制尚未闡明，但脂質代謝紊亂在NAFLD發病中起了重要的作用。在本部分中重點闡述FXR對TG和膽固醇的影響。肝臟是機體脂質代謝的主要器官，它通過復雜且精確的調節生化、信號傳導和細胞途徑控制脂質穩態[26]。有研究表明，FXR對TG代謝的影響是通過膽汁酸代謝FXR -SHP信號通路來調節的[27]，即TG代謝受肝臟內膽汁酸代謝FXR-SHP通路的負反饋調節。固醇調節元件結合蛋白1(SREBP1)主要調節脂肪酸、膽固醇、TG和葡萄糖代謝相關酶基因的表達，是脂質代謝的重要調節因子。Watanabe等[27]發現，肝臟內膽汁酸激活FXR后，可通過FXR-SHP通路抑制SREBP1的表達減少脂肪生成，同時上調過氧化物酶體增殖物激活受體α(PPARα)和促進β氧化。除此之外，FXR-SHP通路對TG合成過程中的乙酰輔酶A羧化酶、脂肪酸合酶和葡萄糖-6磷酸酶等各關鍵酶也具有調節作用。總的來說，肝臟FXR通過多種機制調節脂質體內平衡，包括減少脂肪酸合成、增加β氧化和減少脂肪酸攝取。

膽汁酸是以膽固醇為原料合成，接受腸道和肝臟FXR通路的調節，在肝臟和腸道內保持動態平衡。因此，膽固醇的合成必然會受到FXR的調控。其中低密度脂蛋白膽固醇(LDL-c)和高密度脂蛋白膽固醇(HDL-c)在肝臟內膽固醇平衡起著重要作用。LDL能夠將膽固醇轉運至肝臟外，而HDL則通過逆向轉運的方式將膽固醇轉運至肝臟內進行代謝。當機體攝入過多的能量，這種平衡將會打破，導致膽固醇累積，引起高膽固醇血癥[28]。在膽固醇的逆向轉運中，其受體清道夫受體B族1型(SR-B1)、ATP結合盒轉運體A1(ABCA1)和ATP結合盒轉運體G1(ABCG1)發揮重要作用。Lefebvre等[29]研究表明，FXR-/-小鼠血清中HDL-c的含量明顯增加，并且肝臟的SR-B1表達減弱，考慮為膽固醇逆向轉運受阻，肝臟攝取HDL-c能力減弱，而非HDL-c產生增多。而Li等[30]利用FXR激動劑GW4064干預小鼠和肝癌細胞系后，發現它們的SHP和SR-BI表達量上升，證明了FXR可以誘導SR-B1的表達，從而增強HDL逆向轉運膽固醇的能力。這些研究均表明，FXR通路功能的完整保證了機體正常的脂質代謝。

3 靶向腸道和肝臟肝FXR通路藥物

除了在膽汁酸代謝中的核心作用外，FXR與機體的脂質、葡萄糖和脂蛋白等代謝密切相關。高脂飲食誘導下，FXR缺陷小鼠出現明顯的糖脂代謝紊亂、肝臟大泡脂肪變性，而當FXR再次被表后這些癥狀均可被改善[31]。因此，靶向調節FXR通路已成為治療NAFLD的一個新靶點。目前研究中最為常用的藥物奧貝膽酸為CDCA的合成體，是FXR的有效活化劑。Younossi等[32]對NAFLD患者進行了一項多中心、雙盲、安慰劑對照和平行對照的隨機臨床試驗，結果表明奧貝膽酸改善了NASH的組織學特征，但由于后續隨訪時間過短，對其長期益處和安全性尚需進一步闡明。另一藥物INT-767為膽汁酸衍生物，能夠同時激活FXR和TGR5，為FXR和TGR5的雙重激動劑[33]。在一項研究中發現，INT-767干預高脂飲食大鼠后可顯著減輕肝臟的脂質堆積和炎性細胞浸潤，上調FXR水平并恢復肝臟代謝中FXR通路的失調，改善胰島素抵抗，逆轉脂質和葡萄糖代謝紊亂[34]。益生菌被聯合國糧食及農業組織定義為“一種活微生物，當其被適量施用時，可以給宿主帶來健康益處”[35]。大量研究表明，益生菌在改善實驗動物NAFLD方面的作用功能明確。在Jena等[36]的研究中，嬰兒乳桿菌和益生元牛奶低聚糖可以調節小鼠的FXR通路，降低CYP7A1表達，改善了FXR-/-小鼠NASH癥狀。因為FGF15/19和門靜脈的存在，腸道和肝臟之間存在了一道“橋梁”，通過口服益生菌制劑能夠對腸道和肝臟FXR及其下游靶基因產生作用。也就是說，益生菌在某種程度上可以被視為FXR激動劑，能夠調節腸道和肝臟FXR通路，進而改善NAFLD。高脂飲食小鼠腸道菌群紊亂，導致腸道內膽汁酸代謝轉化受阻，初級膽汁酸和次級膽汁酸比例發生變化，DCA/CDCA比例上升[18]。初級膽汁酸CDCA對FXR具有強激動劑作用，而次級膽汁酸DCA抑制 FXR通路信號傳導，DCA/CDCA比例上升，這種變化導致腸道FXR通路信號傳導減弱[7]。益生菌通過影響腸道菌群進而改變DCA/CDCA比例，上調腸道FXR表達，這可能是益生菌影響FXR通路的另一機制[37]。

長期不良的飲食習慣(高脂、高油等)能夠導致TG代謝失衡，引起其在體內的異常蓄積。同時也會降低腸道和肝臟FXR的表達，影響FXR通路的功能，進一步導致糖脂和膽汁酸的代謝紊亂，加劇NAFLD癥狀。FXR在機體內各種物質的代謝起著重要的作用，靶向腸道和肝臟FXR通路藥物能夠上調降低的FXR表達，恢復FXR通路功能，改善各種物質代謝。但目前各種FXR激動藥物都處于臨床試驗中，藥物安全性尚不能完全保證。因此仍需要不斷地進行研究，早日促進其臨床應用。