益生菌在治療非酒精性脂肪性肝病中的研究進展

張秀，龍輝

(武漢科技大學附屬天佑醫院消化內科，武漢 430000)

非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD)是指除了酒精和其他明確肝損害因素所致的、以彌漫性肝細胞大泡性脂肪變為主要特征的臨床病理綜合征。隨著人們生活方式的改變以及不合理的飲食結構的增多，許多國家的兒童和老年人中NAFLD的患病率也在逐年升高[1-2]。據統計，全球NAFLD患病率約為25%[3]，在中國NAFLD正在以每年0.594%的速度增長，預計到2020年，將威脅20%的中國人的健康[4]。迄今為止，除了生活方式和飲食的改變以及體育鍛煉外，尚無有效治療措施可用于預防和管理NAFLD，而且患者依從性差，這些傳統治療方式所產生的效果也并不樂觀。腸道微生物群可能在NAFLD的發生、發展中扮演著重要角色，這可能是由于腸道與肝臟緊密的解剖學功能上的相互作用。腸道菌群失調可能改變腸道通透性，為細菌過度生長、黏膜炎癥以及侵襲性病原體和有害副產物的轉移創造有利的微環境，進而影響肝脂肪形成，加速促炎和纖維化過程。近年來，研究者對于益生菌治療NAFLD提出了各自的觀點，現就益生菌在治療NAFLD中的研究進展予以綜述。

1 腸道菌群與NAFLD

體內的各種微生物統稱為人類微生物群落，其數量是人類細胞的10倍，其中大部分是腸道微生物群落，這些群落擁有超過1 000種微生物及其數以百萬計的基因[5]，它們在人體中發揮著重要作用。在健康成年人中，腸道微生物群落主要由厚壁菌門、擬桿菌門和放線菌門組成，對免疫系統的正常運作和調節至關重要，然而，許多因素可以影響和改變腸道微生物的組成，如年齡、疾病、飲食、激素變化、旅行和藥物等[6]。當健康個體的腸道菌群發生改變(受到損害或不平衡)時，稱為腸道菌群紊亂。除腸道菌群紊亂導致腸道黏膜屏障損害、腸上皮通透性改變、腸源性內毒素血癥增加外，腸道細菌的代謝產物也發揮著重要作用。

1.1膽汁酸 膽汁酸具有生物清潔劑的作用，在膽固醇和脂質的吸收以及運輸過程中起重要作用。腸道中細菌能夠將一級膽汁酸代謝為二級膽汁酸，從而改變與膽汁酸池信號有關的特性；同時，膽汁酸具有通過膽汁酸受體的信號轉導直接或間接調節腸道微生物組成的能力；膽汁酸還具有作為激素樣信號分子的能力，它可以激活多種核受體，特別是法尼醇X受體(farnesoid X receptor，FXR)[7]。缺乏FXR的動物表現出肝臟脂肪變性和炎癥，而在飲食誘導的肝臟脂肪變性模型中，通過添加天然或合成的FXR激動劑可以改善其表型[8]。此外，膽汁酸還具有調節腸屏障功能的能力，腸道通透性的增加和細菌易位可導致腸道運動障礙和全身性炎癥[9]。有研究發現，與肝臟健康的受試者相比，非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatohepatitis，NASH)患者體內膽汁酸水平升高，且與腸道菌群失調顯著相關[10]。NAFLD患者腸道菌群代謝異常可能影響原膽汁酸向繼發性膽汁酸的轉化，經抗生素和高脂飲食處理的小鼠腸道中膽汁酸代謝物顯著升高，通過影響FXR信號的轉導，進而降低肝臟中三酰甘油的積累[11]。膽汁酸在NAFLD的發病機制中起關鍵作用，了解膽汁酸與腸道菌群的相互作用可以為NAFLD的診斷和治療提供新的思路。

1.2短鏈脂肪酸(short-chain fatty acid，SCFA) SCFA是微生物群發酵的副產品。腸道微生物群可以通過發酵多糖提高腸道SCFA的水平。飲食補充SCFA對NAFLD具有保護作用，而結腸腔中最豐富的SCFA主要是乙酸鹽、丙酸鹽和丁酸鹽[12]。SCFA不僅為腸上皮提供能量，還具有許多生物活性作用，如調節免疫、脂代謝和糖代謝以及維持腸道微生物穩態等。通過對小鼠模型的研究發現，SCFA的混合物可降低肝內膽固醇的合成速率，而高脂飲食誘導的炎癥反應能被丙酸和丁酸抑制[13-14]。丁酸鈉通過調節腸道和肝臟的免疫反應，對高脂飲食誘導的腸道菌群失調和內毒素血癥以及脂肪性肝炎發揮抑制作用[15]。Pang等[16]發現，補充乙酸鹽或丙酸鹽可減少肝臟脂肪的生成以及脂肪酸的攝取，并保護小鼠免受高脂飲食導致的體重增加、脂肪變性和胰島素抵抗。產丁酸鹽的益生菌可以改善高脂飲食誘導的腸肝免疫失調，減輕小鼠的脂肪性肝炎，而這主要通過SCFA實現[17]。通過膳食補充SCFA可改善腸道炎癥[18]。

1.3內源性乙醇 由于微生物組成的變化，尤其是大腸埃希菌和其他一些腸桿菌比例的升高，顯著促進了內源性乙醇的產生。內源性乙醇可抑制三羧酸循環，增加乙酸鹽水平，進而促進肝細胞中三酰甘油的積累；乙醇還可以增加細胞色素P4502E1(cytochrome P4502E1，CYP2E1)的活性，催化乙醇氧化，從而有利于氧化損傷、線粒體功能障礙和肝臟炎癥自由基的產生[19]。特別是在NAFLD和NASH中，CYP2E1可被大鼠高脂飲食誘導[20]，從而加劇NASH的氧化和亞硝化應激，而CYP2E2缺失小鼠在一定程度上受到保護[21]。同樣，在NAFLD患者中，CYP2E1的表達和活性增加，在NASH患者中甚至更高[22]。有數據表明，除肝臟外，腸道CYP2E1在慢性酒精肝炎模型中還可調節酒精引起的腸道滲透作用[23]。除了大腸埃希菌外，其他腸道微生物屬(包括擬桿菌、雙歧桿菌和梭菌)均可產生乙醇，從而產生顯著的介導損傷[24]。Zhu等[25]的研究顯示，與瘦弱或肥胖的非NASH對照者相比，NASH患兒不僅血液中的乙醇水平升高，還存在以乙醇生產細菌(如大腸埃希菌)相對豐度增加為特征的營養不良。同樣，Volynets等[26]的研究發現，NAFLD患者的血漿乙醇水平升高，腸道微生物群產生內源性乙醇，可能會起到肝臟損害的作用，進而促進NAFLD及其向NASH的發展。

1.4膽堿 膽堿是膜磷脂的重要成分，在生化過程中起重要作用，包括膽汁酸的腸肝循環以及脂質和膽固醇的代謝，膽堿主要通過食物攝入或內源性合成來提供。肝臟負責膽堿的代謝，膽堿通過促進脂肪以磷脂的形式從肝臟轉移出去，防止脂肪在肝臟內異常堆積，當膽堿缺乏時，常會發生肝細胞死亡和肝脂肪變性[27-28]。腸道細菌可產生含黃素單加氧酶1和含黃素單加氧酶3，這些酶將飲食中的膽堿代謝為有毒的二甲胺和三甲胺[29]。無菌小鼠不能排泄三甲胺，提示腸道菌群在膽堿轉化中起著至關重要的作用[30]。這些有毒的胺被肝臟吸收，生成三甲胺-N-氧化物，可引起肝臟炎癥，最終導致膽堿缺乏[31]。遺傳分析表明，膽堿代謝基因廣泛分布于3個主要的細菌門(變形桿菌門、厚壁菌門和放線菌門)，是人類腸道菌群的組成部分[32]。通過在無菌小鼠上定植膽堿代謝細菌，發現血清膽堿水平和膽堿的生物利用度均顯著降低[33]。Spencer等[34]研究了膽堿缺乏對腸道細菌組成的影響以及膽堿缺乏狀態下脂肪肝的潛在發展，結果發現，腸道菌群的組成隨著飲食中膽堿水平的變化而變化，且丹毒絲菌綱和γ-變形菌綱的豐度變化與肝臟脂肪水平的變化直接相關。膽堿代謝與腸道菌群之間的關系研究為以腸道菌群為靶點的NAFLD療法提供了新的視角。

2 益生菌應用于NAFLD的臨床前研究

目前對NAFLD的干預主要集中于飲食和生活方式的改變。益生菌常用于改善體內微生物群的穩態，維持人體腸道健康。最常用的益生菌屬有乳酸菌屬和雙歧桿菌屬，也有乳球菌屬、鏈球菌屬、腸球菌屬和芽孢桿菌屬，一些酵母菌屬已被列入益生菌產品，供人類營養[35]。Liang等[36]給NAFLD小鼠服用復合益生菌，結果發現，小鼠腸道菌群失調和肝臟脂質沉積均改善。Cortez-Pinto等[37]使用益生菌對NAFLD小鼠進行實驗，觀察到益生菌改善了纖維化并降低了內毒素血癥。實驗表明，益生菌對脂肪肝模型小鼠有顯著的治療作用，益生菌可以預防高脂飼料喂養小鼠肝脂肪變性的發生，改善肝脂肪變性和肝纖維化，而產生這種保護作用的機制主要包括：減少肝臟脂質沉積、內毒素和氧化應激；通過核因子κB的調控和腫瘤壞死因子發揮抗炎作用；通過調整轉化生長因子和膠原的表達達到抗纖維化效果等[38]。研究最多的益生菌療法是VSL#3(一種常用于腸易激綜合征的益生菌，含有8種雙歧桿菌和乳桿菌)，目前已明確驗證了VSL#3治療NAFLD的作用途徑[39]。此外，益生菌可改善糖尿病大鼠肝功能，降低脂毒性，減輕氧化應激，抑制炎癥反應，使腸道菌群正常化，從而改善2型糖尿病[40]。一項隨機臨床試驗表明，益生菌可以改善轉氨酶、肝脂肪變性，減輕肝臟炎癥，可見益生菌補充劑可能是治療NAFLD的有效措施[41]。雖然目前的研究取得了一定進展，但仍有必要進一步了解益生菌在NAFLD發生、發展中的作用。此外，還需要進一步闡明益生菌作為治療NAFLD新方法的臨床功效、安全性和持續性。

3 益生菌在NAFLD患者中的應用

益生菌在NAFLD患者中作為一種治療方法的臨床研究較少，且規模較小，臨床研究結果不一致。Abdel Monem[42]將NASH患者隨機分為益生菌嗜酸膠囊組(20億嗜酸乳桿菌組)和安慰劑組，進行為期17個月的治療，結果發現，與安慰劑組相比，益生菌嗜酸膠囊組患者的天冬氨酸轉氨酶和丙氨酸轉氨酶均顯著改善。王薇等[43]比較了200例NAFLD患者與對照組中各種益生菌的療效發現，所有益生菌組的肝功能測試均較對照組顯著改善，且各益生菌組比較差異無統計學意義。Manzhalii等[44]將NASH患者隨機分為乳酸菌組、雙歧桿菌組、嗜熱鏈球菌組和安慰劑組，治療12周，結果發現，接受益生菌治療患者丙氨酸轉氨酶、肝臟炎癥和肝臟纖維化程度均顯著降低，糞便分析也顯示腸道菌群趨于正常。一項雙盲單中心試驗用益生菌混合制劑(包括雙歧桿菌、乳酸桿菌、乳球菌、丙酸桿菌和醋酸桿菌)治療NAFLD患者，并與8周后的對照結果進行了比較，結果表明，益生菌混合制劑治療患者的脂肪肝指數、肝酶活性以及炎癥標志物水平均降低[45]。然而，并不是所有試驗均支持益生菌或合生菌可以改善肝功能的觀點。例如，Ahn等[46]在一項納入68例成年肥胖NAFLD患者的試驗中，干預組采用多菌種益生菌混合制劑(嗜酸乳桿菌、鼠李乳桿菌、副干酪乳桿菌、戊糖片球菌、乳酸雙歧桿菌和短雙歧桿菌)處理12周，結果顯示，與安慰劑組相比，益生菌干預組肝內脂肪分數改善，但丙氨酸轉氨酶或天冬氨酸轉氨酶未顯著改善。在Duseja等[47]為期1年的隨機雙盲臨床試驗中，與僅服用二甲雙胍(1 000 mg/d)的對照組相比，服用益生菌與二甲雙胍組NASH患者的丙氨酸轉氨酶、堿性磷酸酶、瘦素和腫瘤壞死因子-α等指標改善，而天冬氨酸轉氨酶、膽紅素、脂聯素、白細胞介素-1β、白細胞介素-6等則無顯著改善。事實上，大多數益生菌干預試驗均缺乏肝臟活檢，以進一步評估肝臟脂肪變性、纖維化、肝硬化和炎癥的組織學變化。

4 益生菌制劑的安全性和耐受性

目前尚未發現NAFLD患者臨床應用益生菌的不良反應或安全性問題。但長期使用益生菌NAFLD患者的安全性尤為重要，因為患者往往存在多種合并癥，需要多種藥物治療，而每種藥物均可能引起藥物性肝損傷[48]。有證據表明，當患者合并脂肪肝時，藥物(如氯沙坦、多種抗生素、他汀類藥物、羅格列酮和對乙酰氨基酚)的肝毒性可能更常見和更嚴重[49]。據推測，這種較高風險可能與肥胖患者CYP450的活性增加有關[50-51]。腸道微生物群是一個非常強大的系統，未來的研究應延長隨訪時間，以確定長期使用益生菌的效果以及治療干預終止后益生菌持續使用的情況和效果。Brandi等[52]指出非常有彈性，經過臨時干預后腸道微生物群可以恢復其原始組成。但值得注意的是，美國食品藥品管理局并未對任何益生菌用途進行裁定或明確[53]。益生菌治療方面的研究仍是初步的，且目前尚未證實益生菌的不良作用。

5 小 結

近年來益生菌才被作為NAFLD的治療手段進行探索。目前益生菌對NAFLD的作用還存在一些有待闡明的問題，如目前尚不清楚益生菌作用于特定目標器官的機制；另外，益生菌與腸道內原有細菌之間的相互作用有待明確。迄今為止，證實益生菌治療效果的研究主要來自中東國家，而在不同地區的人群中，腸道菌群的組成高度不均勻。因此，益生菌對NAFLD的有益作用還需要在不同種族人群中進行驗證，而益生菌商業化產品的開發也需要確定最佳的配方和劑量。總之，在NAFLD相關治療領域，還需要進一步闡明益生菌的作用。