非酒精性脂肪肝的誘發(fā)機制及中藥治療研究進展*

黃興瓊,高滿軍,李炎坤**,陳 迷**

(1.湖北科技學院醫(yī)學部藥學院,湖北 咸寧 437100;2.湖北科技學院糖尿病心腦血管病變湖北省重點實驗室)

隨著生活水平的提高,不健康的生活方式和飲食習慣引起的非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)發(fā)病率逐年上升。NAFLD是最常見的肝病之一,其發(fā)病率約占全球總?cè)丝诘?5%[1]。NAFLD 是以肝實質(zhì)脂肪細胞大量堆積以及脂肪變性為主要特征的疾病,研究表明NAFLD早期如果不予干預,會從單純性脂肪變性發(fā)展到非酒精性脂肪性肝炎、肝硬化甚至肝癌[2]。此外,隨著病毒性肝炎的篩查和肝病疫苗的接種,病毒誘導的肝病發(fā)病率逐年呈下降趨勢,但NAFLD的發(fā)病率卻呈上升趨勢,因此NAFLD的早期干預刻不容緩。在我國,NAFLD的患病率從2001年的23.8%上升到2018年的31%,成為影響我國居民生活健康的主要疾病之一,給社會經(jīng)濟帶來了巨大的負擔[3]。但是,西藥治療NAFLD效果并不理想且會對機體產(chǎn)生副作用,而傳統(tǒng)中藥治療NAFLD,不僅可有效改善其臨床癥狀,相比于西藥治療,還能減輕由藥物導致機體產(chǎn)生的不良反應。

因此,本綜述通過探究NAFLD的誘發(fā)機制,以及中藥在NAFLD的應用,以期為NAFLD的治療提供新思路和研究方向,并為今后該領域的中藥深入研究提供參考。

1 誘發(fā)機制

由于NAFLD發(fā)病機制復雜,現(xiàn)如今對其誘發(fā)機制尚未完全明確,其中胰島素抵抗、線粒體功能障礙導致的氧化應激、免疫系統(tǒng)紊亂誘導炎癥反應、自噬、脂肪因子、腸道菌群、遺傳因素等都與其發(fā)生和發(fā)展相關。

1.1 胰島素抵抗

胰島素抵抗(IR)是指機體對胰島素的敏感性降低,使胰島素對靶器官的生物效應下降,葡萄糖吸收或利用率降低,為調(diào)節(jié)血糖穩(wěn)定,機體代償性分泌過量胰島素。NAFLD的嚴重程度與IR呈正相關,IR越明顯則NAFLD越嚴重。IR會促進脂肪組織降解,血液中游離脂肪酸(FFA)濃度升高,導致肝細胞攝入過多脂肪酸;此外,IR還會導致肝臟FFA氧化能力減弱,促進脂肪肝的生成[4]。IR引起的高胰島素血癥,會抑制載脂蛋白B100的合成,降低肝細胞的極低密度脂蛋白(VLDL)相關脂質(zhì)輸出;還會增加肝臟甘油三酯(TG)的合成,同時抑制TG的分泌,從而促進NAFLD的發(fā)展[5]。此外,肝臟中游離脂肪酸導致脂質(zhì)過氧化產(chǎn)生活性氧(ROS)并刺激促炎細胞因子如腫瘤壞死因子(TNF-α)的表達,進而促進NAFLD的炎癥反應和肝纖維化的發(fā)展。

1.2 線粒體功能障礙導致的氧化應激

研究發(fā)現(xiàn)線粒體功能失調(diào)對 NAFLD 的發(fā)生發(fā)展重要影響,其功能障礙誘導的氧化應激會促進NAFLD 的肝纖維化和炎癥發(fā)展[6]。此外,由于NAFLD 患者肝細胞內(nèi)游離脂肪酸聚集過多,還會引起線粒體微結(jié)構(gòu)腫脹、線粒體功能失調(diào)從而導致 β 氧化受損,改變內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的通透性,從而引起ROS生成增多,當其超出細胞的抗氧化承受能力時,發(fā)生氧化應激,產(chǎn)生大量過氧化物[7]。當肝細胞中出現(xiàn)過量FFA聚積,無法酯化為TG,會加劇線粒體的氧化磷酸化過程,當線粒體被耗盡后,FFA會在其它位點被氧化,包括在過氧化物酶體發(fā)生的β-氧化以及在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)發(fā)生的ω-氧化,導致ROS不斷產(chǎn)生,當肝臟內(nèi)氧化作用大于抗氧化作用時,會產(chǎn)生大量的過氧化產(chǎn)物,即出現(xiàn)氧化應激損傷[8]。同時生成的ROS和線粒體膜磷脂的不飽和脂肪酸以及核酸等大分子物質(zhì)反應發(fā)生脂質(zhì)過氧化,脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物會產(chǎn)生內(nèi)源性ROS和超氧陰離子(O2-),損傷線粒體的DNA結(jié)構(gòu),進一步減弱抗氧化作用[8]。此外,肝細胞內(nèi)發(fā)生氧化應激所產(chǎn)生的ROS,還能引發(fā)肝細胞出現(xiàn)炎癥反應[8],誘導中性粒細胞炎性浸潤,激活庫普弗細胞(Kupffer)分泌ROS和TNF-α,導致氧化應激惡性循環(huán)。此過程還有其它細胞因子參與,如生長轉(zhuǎn)化因子β、白細胞介素6(IL-6)、C-反應蛋白等[8-9]。

1.3 免疫系統(tǒng)紊亂誘導炎癥反應

研究發(fā)現(xiàn)免疫系統(tǒng)紊亂誘導的炎癥反應是非酒精性脂肪性肝炎的標志之一,也是NAFLD的進行式[10]。在正常情況下,肝臟具備免疫防御和免疫調(diào)節(jié)功能。當免疫系統(tǒng)對自身抗原的應答強度超越了免疫調(diào)控的限制,并影響其生理功能時,會造成自身組織或者器官的炎癥性損傷,導致自身免疫性疾病的發(fā)生。肝臟有大量的免疫細胞參與免疫反應,研究發(fā)現(xiàn)巨噬細胞是人體肝臟中占比最大(80%～90%)的免疫細胞,它與NAFLD的發(fā)展和嚴重程度密切有關[11]。在NAFLD患者中,門靜脈周圍會出現(xiàn)巨噬細胞的浸潤,它在炎癥證據(jù)出現(xiàn)之前的早期階段就能被觀察到。此外,巨噬細胞能夠產(chǎn)生多種炎癥因子,如核因子κB(NF-κB)、TNF-α、白細胞介素2(IL-2)、IL-6、白細胞介素8(IL-8)等,也在NAFLD的進展中起著重要作用[12]。NF-κB作為炎癥基因的核轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子,其被激活后,進入細胞核,促進炎癥因子基因的轉(zhuǎn)錄表達,釋放大量的炎性因子,在進入肝臟后,導致肝細胞發(fā)生氧化應激,激活線粒體上的促凋亡蛋白表達,促進肝細胞凋亡,加劇 NAFLD的發(fā)展[13]。TNF-α是介導肝臟細胞損傷的重要調(diào)控因子之一,也是炎癥和代謝在NAFLD發(fā)生發(fā)展中起關鍵作用的橋梁。研究表明,TNF-α通過 NF-κB、p38 絲裂原蛋白活化激酶等途徑來調(diào)節(jié)炎癥信號通路,加劇NAFLD的炎癥反應[14]。IL-2 可促進活化 B 細胞增殖,同時也是所有 T 細胞亞群的促生長因子,還能正反饋調(diào)節(jié) TNF-α等細胞因子的產(chǎn)生,導致NAFLD 肝臟中 IL-2 的進一步增多[15]。IL-6 能夠抑制脂蛋白酯酶的活性,從而使脂肪分解能力下降,促進肝臟脂肪的形成。IL-8 可引起炎癥細胞在肝臟中的積聚并引起炎癥反應,肝臟細胞中脂質(zhì)的累積也能刺激Kupffer細胞釋放 TNF-α,進一步促進 IL-8 的產(chǎn)生,參與肝細胞炎癥反應,導致肝臟細胞損傷加劇[16]。

1.4 自噬

自噬是通過形成雙層膜自噬體包裹待降解物與溶酶體結(jié)合,自我消化過量或有缺陷的細胞器以維持體內(nèi)平衡的細胞內(nèi)過程。自噬可分為三類:巨自噬、微自噬、分子伴侶介導的自噬,其中最常見的是巨自噬。自噬與NAFLD有關,其中巨自噬是調(diào)節(jié) NAFLD 的主要自噬類型。在NAFLD 患者中肝臟自噬功能受損,自噬水平降低,且在NAFLD不同階段,自噬表現(xiàn)出不同的功能,在NAFLD早期階段,自噬能夠抑制細胞凋亡[17],而晚期階段自噬則是促凋亡作用,這也從側(cè)面說明在自噬參與NAFLD發(fā)展的整個階段[18]。多種途徑通過調(diào)節(jié)自噬,來影響肝臟中脂質(zhì)的形成,參與NAFLD的發(fā)展。Atg7是自噬相關(ATG)基因家族中的核心成員,它能驅(qū)動經(jīng)典降解自噬的主要階段,其表達異常,會導致細胞中自噬功能的缺陷。研究發(fā)現(xiàn)在Atg7敲除的小鼠中,肝臟自噬活性明顯下降,細胞內(nèi)脂質(zhì)的堆積增多,導致小鼠 NAFLD 的形成[19]。磷酸肌醇 3-激酶 (PI3K)是激活雷帕霉素靶蛋白(mTOR)的關鍵調(diào)控元件,而后者被認為是ATG基因上游重要調(diào)節(jié)分子。在PI3K抑制劑3-甲基腺嘌呤處理后,能夠阻斷自噬體的形成,增加肝細胞中脂質(zhì)含量,促進NAFLD的形成[20]。

1.5 脂肪因子

脂肪因子是由組織分泌調(diào)控脂肪細胞的小分子蛋白質(zhì),主要包括脂聯(lián)素(ADPN)、瘦素(LP)。ADPN是一種影響肝臟脂肪和葡萄糖代謝的脂肪因子,它與脂聯(lián)素受體1(AdipoR1)和脂聯(lián)素受體2(AdipoR2)相互作用,AdipoR2主要在肝組織中表達。臨床研究表明NAFLD患者血清中ADPN水平較低,且與脂肪肝嚴重程度呈負相關[21]。此外,NAFLD患者的血清脂聯(lián)素水平降低,并與肝臟壞死性炎癥程度相關,由此認為低脂聯(lián)素血癥將導致NAFLD病情的發(fā)展,這可能與ADPN作用于甾體調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白-1C,抑制脂肪脂解有關[22]。研究表明,LP與 NAFLD 發(fā)展關系密切,LP可以導致NAFLD中肝星狀細胞的活化,促進NAFLD向肝纖維化發(fā)展[22]。此外,LP還與IR相關,當胰島-脂肪細胞之間反饋調(diào)節(jié)機制受到破壞,胰島素對LP的敏感性下降,誘導IR,而當肝臟發(fā)生IR,使得肝細胞內(nèi)的脂肪酸含量升高,促進肝細胞內(nèi) TG 的合成增加,導致NAFLD的形成[23]。

1.6 腸道菌群

研究表明腸道細菌也是誘發(fā)NAFLD重要因素,NAFLD患者中腸道菌群過度生長會引起腸道通透性增加,腸道細菌成分進入血液循環(huán)系統(tǒng)形成慢性內(nèi)毒素血癥,由此引發(fā)肝臟炎癥發(fā)生加劇NAFLD的發(fā)展[24]。此外,腸道營養(yǎng)不良會破壞有益菌群和有害菌群之間的不平衡,如改變厚壁菌門/擬桿菌門比例、產(chǎn)酒細菌的相對豐度、有害菌屬的生長以及有益菌的減少,二者共同作用導致腸道黏膜屏障受損,促進 NAFLD 的發(fā)展[25]。研究發(fā)現(xiàn),在NAFLD的發(fā)生和發(fā)展過程中,由于腸黏膜屏障破壞,腸道通透性增加,大量腸道細菌代謝物、細菌成分等有害物質(zhì)通過門靜脈進入肝臟,它們會加劇肝臟的炎癥反應、氧化應激和脂質(zhì)積累,從而進一步加劇NAFLD的損傷程度和纖維化進程[26]。此外,腸道來源的脂多糖(LPS)能夠激活內(nèi)皮細胞中的TLR4和樹突狀細胞中的TLR9,導致大量促炎細胞因子和趨化因子釋放,介導肝臟的炎癥和病理損傷[27]。LPS會引起體內(nèi)炎癥和代謝紊亂,例如增加脂肪消耗,升高循環(huán)游離FFA和TG,FFA在肝臟中的沉積還可能誘發(fā)炎癥和IR,進一步促進NAFLD的發(fā)展[28]。

1.7 遺傳因素

NAFLD的遺傳生物標記包括DNA序列變異,例如單核苷酸多態(tài)性(SNP),目前在NAFLD中研究最深入的SNP是rs738409和rs58542926,分別位于PNPLA3和TM6SF2中。PNPLA3是一種由481個氨基酸組成的甘油三酯水解酶,在肝細胞和脂肪細胞中具有脂肪酶活性。PNPLA3基因突變與NAFLD相關。在PNPLA3基因的rs738409變體的GG基因型的情況下,I148M突變蛋白在脂滴中積累并誘導肝臟脂肪變性。PNPLA3-I148M 基因突變會使甘油三酯水解減少、肝臟VLDL分泌減少、視黃醇滯留以及肝臟中TG含量增加,導致TG在肝細胞內(nèi)聚集,加快 NAFLD 的病情進展[29]。TM6SF2 是一個多次跨膜蛋白,它參與脂質(zhì)轉(zhuǎn)移、VLDL分泌和膽固醇合成,對于TM6SF2基因的rs58542926變體(E167K),TM6SF2等位基因突變導致VLDL分泌減少,脂肪酸滯留在肝臟中,導致肝脂肪變性和NAFLD的進展[30]。

2 中藥治療NAFLD

中藥治療疾病在我國已有2000多年的歷史,在整體綜合調(diào)治、未病先防方面具有巨大的優(yōu)勢。

2.1 中藥單體化合物對NAFLD的治療作用

近年來,中藥單體化合物在治療NAFLD得到了廣泛的研究,并從多靶點作用于NAFLD。如水飛薊素是從水飛薊提取的活性物質(zhì),它可以通過IRS-1/PI3K/AKT信號傳導通路,調(diào)節(jié)NAFLD大鼠肝脂肪變性程度及胰島素抵抗狀態(tài),并改善糖代謝功能障礙[31]。山奈酚可通過調(diào)節(jié)高脂飲食誘導的NAFLD小鼠脂肪代謝,減輕氧化應激和炎癥反應,降低肝臟中丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、總膽固醇(TC)和TG水平,緩解肝臟脂肪聚集[32]。Cui等[33]發(fā)現(xiàn)荷葉堿可顯著改善NAFLD大鼠的肝功能和肝臟病理改變,降低NAFLD大鼠的體重、血脂水平、抑制IL-6、IL-1β和TNF-α等炎癥因子產(chǎn)生,其作用機制與調(diào)節(jié)甘油磷脂代謝、亞油酸代謝、α-亞麻酸代謝以及精氨酸和脯氨酸代謝有關。人參皂苷Rb2可以通過調(diào)節(jié)db/db小鼠肝組織SIRT1/FOXO1和AMPK/mTOR信號傳導通路,改善肝組織自噬功能,進而減輕肝脂肪變性程度[34]

2.2 單味藥對NAFLD的治療作用

柴胡疏散退熱,疏肝解郁,研究表明,柴胡皂苷可以顯著降低血清中ALT、谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)及TG水平,減少炎癥反應,抑制脂質(zhì)的過氧化,在一定程度上緩解非酒精性脂肪肝,起到保肝作用[35]。丹參具有活血化瘀、涼血消癰、通經(jīng)止痛的功效,莫新民等發(fā)現(xiàn),丹參可以改善 NAFLD 大鼠肝內(nèi)微循環(huán)和LP抵抗,升高血清腦腸肽的濃度,逆轉(zhuǎn)肝細胞脂肪變性,降低炎癥反應[36]。澤瀉具有清熱滲濕、利水消腫、化濁降脂等作用。龔杰等[37]利用游離脂肪酸誘導HepG2細胞脂肪變性,發(fā)現(xiàn)澤瀉提取物可以降低肝細胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激,同時可以通過抑制c-Junn 氨基端激酶(JNK)信號通路降低NAFLD大鼠氧化應激反應。研究表明[38],姜黃素可以使NAFLD肝臟組織及 L-02 細胞自噬相關蛋白 LC3Ⅱ/LC3Ⅰ的表達明顯上調(diào),表明姜黃素可以促進細胞自噬。

2.3 中藥復方對NAFLD的治療作用

參苓白術散,主要成分為人參、茯苓、白術,是常見的補脾、胃功能的中藥復方。研究發(fā)現(xiàn)[39]參苓白術散可顯著改善 NAFLD 大鼠肝臟脂肪變性,降低血脂含量和TNF-α水平,增強肝功能,表現(xiàn)出治療 NAFLD 的良好效果。 此外,參苓白術散可以調(diào)節(jié)NAFLD 大鼠的腸道微生物群并增加有益細菌群落的豐度,尤其是產(chǎn)生短鏈脂肪酸的微生物群,改善其NAFLD。楊璐[40]揭示了二陳湯對NAFLD的多種改善作用,具體為二陳湯能夠顯著降低NAFLD模型大鼠的體重、血清TC、 TG、ALT、AST水平,改善肝組織病理變化,增強抗氧化應激能力,降低炎癥因子IL-6、IL-1β和TNF-α水平,證明二陳湯對NAFLD有治療作用。

3 總結(jié)及展望

由于生活習慣、飲食因素的變化,NAFLD患病率呈逐年升高趨勢。目前臨床中無特效藥物治療,闡明NAFLD的發(fā)病機制,有利于預防NAFLD 的發(fā)生并且對其治療提供理論依據(jù)。本文主要從胰島素抵抗、線粒體功能障礙導致的氧化應激、免疫系統(tǒng)紊亂誘導炎癥反應、自噬、脂肪因子、腸道菌群、遺傳因素等多種方面闡述了NAFLD的誘發(fā)機制以及中藥在治療NAFLD中的研究進展。由于這些NAFLD的誘發(fā)機制不僅能夠單獨作用,還能夠相互影響、協(xié)同作用,促進NAFLD發(fā)展,具體的誘發(fā)機制仍需要更深層次的探索。盡管,已有研究指出中醫(yī)藥能夠通過改善胰島素抵抗、減輕氧化應激水平、抑制炎癥因子釋放和調(diào)節(jié)腸道菌群失衡、脂質(zhì)代謝等途徑來緩解NAFLD,但其發(fā)揮作用的具體機制以及有效成分尚未完全清楚,仍需進一步研究。