胰高血糖素樣肽－1在非酒精性脂肪性肝病治療中的研究進展

周市委 朱敏

（復旦大學附屬華山醫院老年病科，上海 200040）

早在1980年人們就已經認識到，非酒精性脂肪性肝病（nonalcoholic fatty liver disease，NAFLD）是一種在臨床及組織病理學上和酒精性肝病相仿，但患者無飲酒史或很少飲酒的肝臟疾病［1］。NAFLD包括一系列病變，從單純性脂肪肝（simple hepatic steatosis）到非酒精性脂肪性肝炎（nonalcoholic steatohepatitis，NASH），后者可進一步發展為肝纖維化、肝硬化，甚至肝細胞癌［2－3］。隨著西方生活方式的流行，NAFLD的發病率逐年升高，尤其在肥胖的人群中高達20%［3］，成為西方國家肝酶異常及隱源性肝硬化的首要原因［4］。基于中國人群的研究［5］顯示，NAFLD在人群中患病率達到15%，并且隨著肥胖及代謝綜合征的流行仍在繼續上升。NAFLD被認為是代謝綜合征的肝臟表現［6］，其發病機制包括胰島素抵抗、線粒體功能障礙、炎癥因子、氧化應激、內質網應激及凋亡等［7－8］，其中胰島素抵抗被認為是NAFLD的病理生理基礎［8］。胰高血糖素樣肽－1（glucagon－like peptide－1，GLP－1）及其相關藥物，因具有改善胰島素抵抗、降低體質量等作用，已經越來越多地被應用于NAFLD的治療研究中［9］。本文就GLP－1及其相關藥物在 NAFLD治療中的研究進展作一綜述。

1 GLP－1

1.1 結構 早在20世紀初，人們就已經認識到攝入營養物質會刺激腸粘膜釋放某種因子，而這種因子能夠刺激胰腺分泌具有降糖作用的物質。隨后進一步的研究發現，口服葡萄糖刺激胰島素分泌的量顯著大于靜脈輸注葡萄糖所引起的胰島素釋放量，這種現象被稱為“腸促胰島素”效應。而具有這種效應的因子被稱為腸促胰島素（incretin）。腸促胰島素包括葡萄糖依賴性促胰島素多肽（glucose－dependent insulinotropic peptide，GIP）和 GLP－1。GLP－1是在對哺乳動物胰高血糖素原基因的克隆和序列測定過程中發現的［10］。胰高血糖素原基因在胰島的α細胞、少數腦干神經元和腸內的神經內分泌細胞－L細胞內均有表達，通過組織特異性翻譯后修飾，最終在不同的組織內形成各自不同的終末產物。分泌GLP－1的L細胞主要分布在遠端回腸及近端結腸。在腸道L細胞中，胰高血糖素原基因編碼產生腸高血糖素樣肽、胃泌酸調節素（oxyntomodulin）、37個殘基的GLP－1和35個殘基的GLP－2，這一過程需要激素原轉化酶－1的參與。GLP－2在體內無促進胰島素分泌的作用。新合成的GLP－1（1～37）是無活性的肽鏈，需進一步水解切除6個氨基酸，成為具有生物活性的 GLP－1（7～37），其中一部分分子C－端的1個氨基酸被分解，余端被酰胺化為具有生物活性的 GLP－1（7～36）酰胺。GLP－1（7～36）酰胺是人體內GLP－1主要的天然存在形式，約占80%。因以上GLP－1的兩種活性形式在2位上均包含一個丙氨酸殘基，因此在體內會被二肽基肽酶－4（dipeptidyl peptidase－4，DPP－4）很快降解為無活性的GLP－1（9～37）或 GLP－1（9～36）酰胺，天然GLP－1在體內半衰期只有大約2 min［11］。食物攝入，特別是富含脂肪和碳水化合物的食物，是體內生理刺激GLP－1分泌最主要的機制［10］。

1.2 生物學作用 GLP－1的生物學作用是依靠GLP－1和細胞上的 GLP－1受體（glucagon－like peptide－1 receptor，GLP－1R）結合實現的。GLP－1R 屬于7次跨膜受體家族，在人體內分布廣泛，包括胰島α細胞、β細胞、δ細胞，肺、心臟、腎臟、胃、小腸、垂體、皮膚組織、迷走神經節神經元以及下丘腦和腦干部位的少數區域均有表達［10］。最近研究［12］還顯示，在人肝細胞上亦有GLP－1R的表達 。因此GLP－1在人體內的生物學作用非常廣泛。

GLP－1作用于胰腺，可與胰島β細胞上的GLP－1R結合，激活腺苷酸環化酶，增加cAMP的產生，刺激胰島素的分泌，還能夠與葡萄糖協同促進胰島素基因轉錄，增加胰島素mRNA的穩定性及其生物合成。GLP－1能夠恢復胰島β細胞對葡萄糖的敏感性，進而改善胰島β細胞對葡萄糖作出反應的能力。GLP－1的腸促胰島素作用具有葡萄糖濃度依賴性［10］。GLP－1能夠作用于胰島α細胞，抑制胰高血糖素分泌，刺激δ細胞分泌生長抑素。GLP－1還能夠刺激β細胞的增殖，抑制β細胞的凋亡，誘導干細胞向β細胞分化，從而增加β細胞的數量［10］，而這些作用均需要胰十二指腸同源盒因子（PDX－1）的參與。

此外，GLP－1可與大腦中負責調節食物攝取區域的GLP－1R結合，發揮抑制食欲、增加飽腹感等作用，從而達到減少攝食的目的。GLP－1作為一種腸肽類激素可通過與胃腸道的GLP－1R結合，延緩胃排空和腸道蠕動，抑制胃酸和五肽胃泌素的分泌，進而減少餐后血糖驟升，并可減輕體質量。另有研究表明，GLP－1可能作用于心血管系統，起到降低收縮壓、減少心血管危險因素及改善缺血心肌功能等作用。GLP－1還可作用于肝臟，增加糖原的合成，促進肝臟對葡萄糖的攝取利用，而不依賴胰島素，但這些效應有待進一步研究。

1.3 相關藥物 隨著GLP－1生物學作用的不斷發現，GLP－1相關藥物的開發及臨床研究倍受關注。目前臨床上GLP－1相關藥物主要分兩大類：GLP－1受體激動劑和 DPP－4抑制劑［13］。GLP－1受體激動劑包括Exenatide、Liraglutide等，通過皮下注射起作用，降糖的同時能減輕體質量且不增加低血糖反應；其最常見的不良反應是惡心和嘔吐等胃腸道不適，這些不良反應往往隨著用藥時間的延長逐漸減輕。DPP－4抑制劑包括 Sitagliptin、Vildagliptin、Saxagliptin等，這些藥物口服給藥較方便，通過抑制體內GLP－1的降解，增加內源性的GLP－1而發揮作用，對體質量無明顯影響，其常見的不良反應有鼻咽炎、接觸性皮炎、骨關節炎等［13］。因為上述這些藥物具有包括降糖在內的多方面的代謝改善效應，因此除被應用于糖尿病的治療外，對這些藥物在NAFLD治療中的作用研究也日漸增多［9］。

2 GLP－1在NAFLD治療中的研究進展

2.1 實驗動物研究 2006年 Ding等［14］用 Exendin－4（GLP－1受體激動劑，10μg／kg或20μg／kg）處理ob／ob小鼠60 d，收集小鼠血清測定胰島素、脂聯素、空腹血糖、血脂及轉氨酶水平，取肝臟組織進行組織學觀察，行實時定量PCR分析氧化應激水平。結果顯示，經過Exendin－4治療，ob／ob小鼠體質量減輕，血糖下降，肝臟脂肪化程度明顯減輕。穩態模型評估顯示，Exendin－4改善了ob／ob小鼠的胰島素敏感性。通過測定氧化應激的標志物—硫代巴比妥酸反應產物，顯示Exendin－4顯著降低了氧化應激水平。研究者們同時分離大鼠肝細胞進行體外細胞培養，結果顯示經過Exendin－4處理后細胞內的酯酰輔酶A去飽和酶－1及脂肪酸合成相關的基因表達水平下降，cAMP及脂肪酸氧化的相關基因表達顯著上調。因此Exendin－4可能通過抑制脂肪酸從頭合成和增加脂肪酸β氧化，對肝細胞的脂質代謝起直接的作用。

Pocai等［15］利用一種長效的 GLP－1受體激動劑Oxyntomodulin（OXM）處理飲食誘導的肥胖小鼠，發現OXM能夠減輕體質量，減少食物攝入，降低血糖和血脂。同時還發現OXM能夠增加脂肪酸氧化，進而減輕肝臟脂肪變性的程度，提示GLP－1受體激動劑可能會對NAFLD有治療作用。

Mells等［16］分別用正常飲食和含高果糖高反式脂肪的飲食喂養雄性C57BL／6J小鼠，8周后將其各分為2組，分別用利拉魯肽或0.9%氯化鈉液處理4周。在第6周時行高胰島素正糖鉗夾試驗，測定胰島素敏感性，結果顯示經過高果糖高反式脂肪飲食喂養6周后的小鼠表現出明顯的肝臟胰島素抵抗，而利拉魯肽治療能夠減少內臟脂肪和肝臟質量，改善高血壓減輕心臟肥大；同時發現經過利拉魯肽治療后，小鼠肝內的脂肪酸結合蛋白、乙酰輔酶A氧化酶II、超長鏈脂肪酸輔酶A脫氫酶及微粒體三酰甘油轉運蛋白均顯著增加。因此可以推斷，利拉魯肽能夠改善胰島素敏感性，并且通過增加脂質轉運及增加脂質β氧化等多種機制減少肝內的脂質積聚。

Trevaskis等用高脂肪飲食喂養ob／ob小鼠和C57BL／6J小鼠，建立非酒精性脂肪肝炎模型，然后用AC3174（GLP－1受體激動劑）進行治療，發現經過治療，小鼠的體質量、肝臟質量、肝臟內脂質含量均顯著下降。提示GLP－1受體激動劑能夠改善非酒精性脂肪性肝炎的代謝、生化及組織病理參數，有望被進一步開發成為治療NAFLD的有效藥物。

DPP－4是體內快速降解GLP－1的關鍵酶，Ben－Shlomo等［17］利用DPP－4基因敲除的大鼠來研究慢性升高GLP－1對肝臟脂質代謝及胰島素敏感性的影響。結果顯示，高脂飲食喂養的模型大鼠肝內三酰甘油含量減少，脂質生成相關的酶類表達下調，而脂肪酸β氧化的酶類表達上調。同時細胞實驗也證實，GLP－1增加肝細胞內cAMP的含量，引起AMPK的磷酸化，進而抑制脂質從頭合成。

內質網應激在單純性脂肪肝進一步惡化的過程中起著非常關鍵的作用，而自噬被證明對內質網應激誘導的細胞死亡有一定的保護作用。Sharma等［18］分別用飽和脂肪酸、順式不飽和脂肪酸及反式不飽和脂肪酸處理人原代肝細胞，發現經過Exendin－4處理后，脂肪酸誘導的脂肪化程度明顯減輕。進一步探究其機制發現，經過Exendin－4處理的肝細胞內GRP78水平上升而CHOP水平下降，同時還發現與自噬相關的標志物Beclin－1和LC3BII生成增加，通過透射電鏡觀察到自噬增加。因此GLP－1能夠通過抑制內質網應激反應而減少脂肪酸誘導的細胞凋亡，還可通過上調自噬作用和配體介導的自噬作用減少細胞內的脂質積聚，從而阻止病變的進一步進展。

2.2 臨床研究 2010年Gupta等［12］分別用蛋白印跡、實時定量PCR及免疫熒光等方法首次證明了人類原代肝細胞上存在GLP－1的受體，并且觀察到當GLP－1與受體結合后會內陷入胞漿內。用棕櫚酸和油酸處理 HuH7細胞，再用 Exendin－4（GLP－1受體激動劑）干預能夠減少細胞內的三酰甘油含量。進一步的分析顯示，上述效應可能與Exendin－4增加了胰島素信號轉導途徑中的 AKt、PDK－1、PKC－ζ等的磷酸化有關。

Svegliati－Baroni等［19］研究發現，非酒精性脂肪性肝炎的患者和高脂飲食喂養的大鼠肝臟細胞上GLP－1受體的表達均較正常下調。用Exenatide（100 nM）處理后，發現PPARγ表達增加，JNK磷酸化減少，PKA活性增強，AMPK磷酸化增加，PPARα的活性增加。這說明GLP－1對肝細胞有直接的作用，能夠激活脂肪酸β氧化及胰島素敏感性相關的基因，因此GLP－1類似物可能作為一種治療藥物來改善非酒精性脂肪性肝炎患者的肝臟胰島素抵抗。

Kenny等［20］進行了一項前瞻性的隊列研究，旨在衡量Exenatide對經組織學活檢證實伴有NAFLD的2型糖尿病肝臟病變的效應。8個成年2型糖尿病患者，經活檢證實有NAFLD，起始時Exenatide每天2次，每次5μg皮下注射，至第4周時每次劑量增加為10μg；其中有1個患者在第20周時因為惡心和腹痛而停止治療，剩余的7個患者完成了28周的治療。研究結束時受試者肝臟活檢組織病理學評分、體質量、空腹血糖、糖化血紅蛋白、谷丙轉氨酶均較基線水平顯著改善。雖然該項研究樣本量較少，且缺乏對照組，不足以判斷Exenatide在治療NAFLD中的安全性和有效性，但仍提示我們Exenatide可能有改善NAFLD組織學及代謝學指標的作用。這項研究也印證了Tushuizen等［21］的病例報告，這篇病例報告中59歲的2型糖尿病患者采用二甲雙胍聯合Exenatide治療44周，肝內脂肪含量由最初的15.8%降至4.3%，肝酶也顯著下降。因此，GLP－1受體激動劑可能能夠應用于NAFLD的臨床治療。

3 總結與展望

NAFLD作為一種常見的肝臟疾病，盡管目前其發病機制不斷得到揭示，但仍缺少特別有效的治療藥物。在本文中，我們總結了GLP－1受體激動劑及DPP－4抑制劑在NAFLD治療中的作用。GLP－1受體激動劑及DPP－4抑制劑通過改善胰島素敏感性、抑制肝內脂肪酸的從頭合成、抑制攝食減輕體重、促進自噬減少肝細胞內脂肪聚集、抑制內質網應激減少肝細胞凋亡等多種途徑改善代謝指標，阻止NAFLD的進展，給我們帶來治療NAFLD的新希望，但其具體作用機制尚未完全闡明，相關臨床研究很少。因此進一步探究其作用機制，對開發有效治療NAFLD的新藥意義重大。

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