【摘 要】非酒精性脂肪肝病(nonalcoholic fatty liver disease,NAFLD)是歐美等西方發達國家肝功能酶學異常和慢性肝病最常見的原因,亦是我國愈來愈重要的慢性肝病問題,已經成為21世紀全球重要的公共健康問題之一。但目前對于非酒精性脂肪肝病的形成原因、診斷尚無統一的認識。胰島素抵抗在非酒精性脂肪肝病中起著重要的作用,對其相關因子的研究,能使我們更好的理解非酒精性脂肪肝病的研究進展。本文概述了非酒精性脂肪肝病的一些研究進展,以及胰島素抵抗相關因子RBP4在NAFLD中的作用。
【關鍵詞】非酒精性肝病;二次打擊假說;胰島素抵抗;RBP4
【中圖分類號】R575 【文獻標識碼】A 【文章編號】1004-7484(2014)01-0026-02
脂肪肝病(fatty liver disease,FLD)是指各種原因引起的肝臟脂肪代謝功能發生障礙,脂類物質的動態平衡失調,致使肝細胞內脂肪蓄積過多的一種病理狀態。脂肪肝的病變主體在肝小葉,以肝細胞彌漫性脂肪變性為主要病理改變。正常人肝臟的總脂肪含量約占肝濕重的5﹪,其中包括磷脂、甘油三酯(TG)、游離脂肪酸、膽固醇及膽固醇酯等,如果肝細胞脂肪蓄積超過肝濕重的5﹪即稱為FLD[1]。臨床上根據是否有過量酒精攝入,將脂肪肝分為酒精性脂肪性肝病(AFLD)和非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)兩大類[2,3]。
近20年來,NAFLD已成為臨床密切監測和研究的目標,其相關的疾病譜也在不斷擴大。目前西方國家NAFLD患病率約為20~30﹪,亞太地區約為12~24﹪[4]。意大利科學家發現,在有危險因素人群中NAFLD患病率每年約增加2﹪。代謝綜合征(MS)可使NAFLD患病率風險增加4~11倍,而脂肪肝可使糖尿病(DM)發生的風險增高3.8~11倍[5]。
1 NAFLD的診斷
1.1病理診斷
對診斷NASH所必需的最基本病理特征尚未統一認識。最初提出肝細胞脂變和小葉內炎癥伴下列3個特征的任何一個,即氣球樣變、竇周纖維化、麥氏小體的存在是基本要求。其后Kleiner等[6]提出NASHCRN評分系統(NAS),其中纖維化指標與其他慢性肝炎類似,但更強調帶3纖維化的診斷意義,而活動性評估指標包括肝細胞脂變、小葉炎癥和氣球樣變3項。最近對545例依NASH診斷的NAFLD進行回顧性研究表明[7],帶3纖維化與NASH的發生存在一定的相關性,而全腺泡脂變、氣球樣變、麥氏小體與晚期纖維化相關性更強。Brunt等認為[8],匯管區慢性炎癥(PCI)應是NASH的重要病理特征,PCI與小葉炎癥無關,但與肝細胞脂肪變程度、部位、氣球樣變及進展性纖維化明顯相關。氣球樣變是細胞骨架纖維改變的細胞退行性變化,與氧化應激的作用有關[9];麥氏小體是細胞內嗜酸性透明包涵體,有炎癥趨化作用,造模組織學改變的種族差異可表現在亞洲人群氣球樣變和麥氏小體的程度較白種人為高,這可能與內臟脂肪介導的IR影響有關[10]。造模組織學評估中觀察者間一致性好的病理特征為肝細胞脂變、纖維化、氣球樣變和麥氏小體;而一致性較差的為小泡型脂變和嗜酸小體,這與對其他慢性肝炎的觀察不同,需引起注意。
1.2生化檢測
血清丙氨酸轉氨酶(ALT)、天冬氨酸轉氨酶(AST)和γ2谷氨酰轉肽酶(γ2GT)檢測常用于普通人群NAFLD的篩查,但在敏感性、特異性和預測價值等方面存在許多問題。進展期NASH甚至肝硬化患者,血清ALT可能完全正常,且ALT水平與NASH及其程度無關。此外,30﹪~50﹪的NAFLD有糖尿病或糖耐量異常及糖尿病性靶器官損害,20﹪~80﹪患者存在血脂紊亂[11]。脂肪肝指數(FLI)、NAFLD纖維化計分模型、歐洲肝纖維化診斷模型等用于臨床且在繼續擴大驗證,發展非創診斷模型有望最終在大多數NAFLD患者中顯示出替代肝活檢的真實潛力。
1.3影像學檢查
B超是最常用和最便宜的診斷脂肪肝的方法,表現為肝臟回聲增強(與腎臟相比),后方回聲衰減伴肝內管道紋理模糊。與CT相比,超聲診斷脂肪肝更敏感,但特異性差。CT克服了聲檢查的一些缺點。與周圍血管及腎臟、脾臟相比,肝臟脂變性造成肝臟密度降低,結果肝臟/脾臟CT值之比小于1。
2 NAFLD的發病機制
2.1“二次打擊學說”和“四步說”
目前關于NAFLD的發病機制尚無定論,一般認為其發病與胰島素(insulin resistance,IR)和遺傳易感性密切相關。比較成熟的是Day等的“二次打擊”學說[12]和Wanless的“四步學說”[13]。“二次打擊”學說認為“初次打擊”主要為胰島素抵抗和高胰島素血癥導致肝細胞脂肪沉積(單純性脂肪肝,第一步),“二次打擊”為各種致病因素引發的氧化應激使反應性氧化物(reactive oxygen species,ROS)增多,導致脂質過氧化伴線粒體損傷及解偶聯蛋白-2(uncoupling-2,UCP-2)等細胞因子活化,進而引起肝細胞氣球樣變和壞死性炎癥(脂肪性肝炎,第二步);炎癥持續存在,肝星狀細胞激活,啟動肝臟基質的修復反應(肝纖維化,第三步);伴隨進展性肝纖維化,肝臟的微循環障礙可繼發肝臟缺血壞死而導致肝小葉結構重建,形成肝硬化(第四步)。“二次打擊”學說強調了NAFLD發病及其演變過程中IR、氧化應激、脂質過氧化、線粒體損傷以及相關細胞因子表達變化等所起的作用及其相互關系,雖未系統闡明NAFLD的發病機制,但隨著研究的不斷深入,這一理論體系將逐漸完善。
如近年研究發現,真正的“第一次打擊”可能并不是最初認為的肝內脂肪儲積,而是胰島素抵抗(IR)[14],肝臟內脂質代謝自穩的破壞是各種原因引起肝細胞脂肪變的共同機制,胰島素抵抗、脂肪生成相關轉錄因子、甘油三酯轉移蛋白基因多態性共同參與肝臟脂質代謝的異常過程。引起代謝綜合征的IR可能是導致肝脂肪變性的關鍵因素。有研究表明[15],身體質量、性別、基礎代謝率(BMI)、脂肪分布及葡萄糖耐量與NAFLD的關系不顯著,而IR是NAFLD最強的預測因子。
2.2 遺傳因素
最新的調查表明NASH和隱匿性肝硬化有家族性發病的現象,這些均提示遺傳因素可能起著重要的作用[16]。主要有4類基因可能與NAFLD有關。
2.2.1 與肥胖和胰島素抵抗有關的基因
肥胖尤其是腹內型肥胖與NASH有密切關系,肥胖者發生NASH,胰島素抵抗在其中起重要作用。肥胖患者血液進入肝細胞內的游離脂肪酸顯著增多,更容易在肝內高濃度蓄積并合成甘油三酯(TG),盡管其載脂蛋白B和極低密度脂蛋白(VLDL)合成和分泌代償性增加,但仍不足以排泄異常增多的TG,所以更容易形成脂肪肝[17]。
2.2.2 影響脂肪酸代謝的基因
包括肝臟甘油三酯的合成、貯存、轉運、氧化的基因多態性會影響脂肪變性的強度,并且影響脂肪性肝炎和肝硬化的進程。瘦素通過下調SCD-1和SREBP-1c來發揮抗脂肪變性的作用[18],而脂聯素則是通過活化AMP酶和PPARα以至降低脂肪酸合成和加強脂肪酸氧化來抗脂肪變性乃至增加胰島素敏感性[19]。此外,編碼PPARα,CYPIIE1以及SOD2的相關基因,也與NAFLD疾病有關聯;
2.3 TNFα可導致炎癥和胰島素抵抗從而導致脂肪肝
在TNFα基因的238位點的一個啟動子與酒精性及非酒精性脂肪肝有關。其它類似的TNFα啟動子多態性值得研究,芬蘭的一個研究報導在酒精性脂肪肝和內毒素受體CD14的多態啟動子之間的關系[20]。脂聯素通過抑制TNF-α的釋放發揮對抗它的作用也提示為什么脂聯素基因或受體功能多態性會影響NAFLD的原因[21]。
2.4 其他因素
脂肪肝發生肝纖維化可能機制有脂肪性肝炎、與導致脂肪肝的相同因素、致病因素強度及持續時間、肝微循環障礙和缺氧等。參與肝纖維化的因素眾多,包括星狀細胞的活化,膠原的合成與降解等。編碼包括肝臟纖維形成和纖維蛋白溶解的蛋白質等都是NAFLD的侯選基因。最明顯的有包括編碼轉化生長因子TGF-β1,基質金屬蛋白酶MMP3[22],和PPARγ[23]的基因。
3 RBP4結構與功能
3.1 RBP4結構
Yang等[28]2005年鑒定出一種新的脂肪因子——RBP4,該基因位于10號染色體長臂,cDNA全長941bp,其編碼的單一肽鏈蛋白質由184個氨基酸殘基和3個二硫鍵組成,有1個位點特異結合1分子全反式視黃醇,主要在肝臟和脂肪組織中表達,屬于視黃醇類結合蛋白家族中的一員,作為維生素A(VitA)的運載蛋白,受全反式視黃醇刺激后分泌,首先與VitA結合為視黃醇-RBP復合體,然后進一步與甲狀腺素運載蛋白(transthyretin,TTR)形成三元復合物而被轉運[24]。
3.2 RBP4功能
由于IR可能導致NAFLD,在IR狀態下,RBP4的表達會明顯高出正常水平。它能通過血液循環影響骨骼肌和肝臟對葡萄糖的利用,被稱為“聯系全身IR的信號分子”。Seo等[25],研究說明RBP的生物學作用是由視黃酸受體(RAR)和視黃醇X受體(RXR)介導的。RXR是過氧化物酶增殖物激活受體家族的伴侶,它的調節包括脂肪酸代謝在內的基因轉錄。因此RBP4可能引起肌肉間和肝臟脂肪酸代謝的失調。細胞、炎癥因子在IR的形成過程中起著重要的作用,而且是參與二次打擊的重要因子。脂代謝異常引起脂肪堆積,造成IR,為一些細胞因子過度表達提供了良好的培養基,進而參與NAFLD的發生。這些細胞因子包括白細胞介素6(IL-6)、C反應蛋白(CRP)、CD68、單核細胞趨化因子1(MCP-1)等。Balagopal等[26]的研究說明RBP4與炎癥因子CRP(r=0.63,P=0.008),和IL-6(r=0.65,P=0.002)存在相關性,多因素回歸分析CRP是引起RBP4增高的重要原因之一。在肥胖兒童中生活方式干預后血清RBP4降低了30﹪,而在肥胖未干預組增加了8﹪,且RBP4與IL-6、CRP的下降程度存在明顯的正相關。Yao等[27]研究表明RBP4的表達與MCP-1、CD68表達呈正相關,證實RBP4不僅與炎癥反應有著密切的關系,同時RBP4與GLUT4表達顯著負相關,表明與IR亦密不可分。
4 RBP4與NAFLD的關系
二次打擊學說是NAFLD的主要發病機制。初次打擊是IR和脂代謝異常,而RBP4是引起IR和脂代謝異常的主要脂肪因子之一,其主要是通過降低PI3K活性及IRS1磷酸化水平,使胰島素信號傳導功能減弱,影響肝臟的糖脂代謝,參與脂肪肝的形成。細胞、炎癥因子產生過多是構成第二次打擊的主要因素,RBP4使細胞炎癥因子增高,從此可知,RBP4是通過第二次打擊,而引起NAFLD發生、發展的。總之,RBP4與IR,脂代謝異常及細胞、炎癥因子產生過多密不可分,是進一步形成NAFLD的基礎。降低RBP4的水平,可能會為治療NAFLD提供新的途徑[28]。
非酒精性脂肪性肝病是涉及環境、遺傳的復雜的病理生理過程,涉及多基因,凡是參與肥胖和胰島素抵抗、脂肪酸代謝、炎性細胞因子、肝纖維化的基因都可能與NAFLD有關。目前對脂肪肝的致病基因報道較少,加強這方面的研究,對于認識脂肪肝的發病機制,開發有效的治療措施具有重要意義。
參考文獻:
[1] 酒精性肝病診療指南[J]. 中華肝臟病雜志. 2006,14(3): 164-166
[2] 張華捷,莊輝,劉學恩. 脂肪肝的流行病學研究進展[J]. 中華流行病學雜志. 2004, 25(7): 84-86
[3] 范建高,曾民德,李繼強,等. 肝內脂肪和脂質過氧化與肝纖維化關系的實驗研究[J]. 中華內科雜志. 1997,36(12): 14-17
[4] Farrell G C, Chitturi S, Lau G K, et al. Guidelines for the assessment and management of non-alcoholic fatty liver disease in the Asia-Pacific region: executive summary[J]. J Gastroenterol Hepatol. 2007, 22(6): 775-777
[5] Bedogni G, Miglioli L, Masutti F, et al. Prevalence of and risk factors for nonalcoholic fatty liver disease: the Dionysos nutrition and liver study[J]. Hepatology. 2005, 42(1): 44-52
[6] Kleiner D E, Brunt E M, Van Natta M, et al. Design and validation of a histological scoring system for nonalcoholic fatty liver disease[J]. Hepatology. 2005, 41(6): 1313-1321
[7] Chalasani N, Wilson L, Kleiner D E, et al. Relationship of steatosis grade and zonal location to histological features of steatohepatitis in adult patients with non-alcoholic fatty liver disease[J]. J Hepatol. 2008, 48(5): 829-834
[8] Brunt E M, Kleiner D E, Wilson L A, et al. Portal chronic inflammation in nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD): a histologic marker of advanced NAFLD-Clinicopathologic correlations from the nonalcoholic steatohepatitis clinical research network[J]. Hepatology. 2009, 49(3): 809-820
[9] Lackner C, Gogg-Kamerer M, Zatloukal K, et al. Ballooned hepatocytes in steatohepatitis: the value of keratin immunohistochemistry for diagnosis[J]. J Hepatol. 2008, 48(5): 821-828
[10] Mohanty S R, Troy T N, Huo D, et al. Influence of ethnicity on histological differences in non-alcoholic fatty liver disease[J]. J Hepatol. 2009, 50(4): 797-804
[11] Yanai H, Morimoto M. Diagnosis of nonalcoholic fatty liver disease[J]. JAMA. 2003, 290(12): 1577, 1578
[12] Day C P, James O F. Steatohepatitis: a tale of two \"hits\"?[J]. Gastroenterology. 1998, 114(4): 842-845.
[13] Wanless I R, Shiota K. The pathogenesis of nonalcoholic steatohepatitis and other fatty liver diseases: a four-step model including the role of lipid release and hepatic venular obstruction in the progression to cirrhosis[J]. Semin Liver Dis. 2004, 24(1): 99-106
[14] Chitturi S, George J. Interaction of iron, insulin resistance, and nonalcoholic steatohepatitis[J]. Curr Gastroenterol Rep. 2003, 5(1): 18-25
[15] Cave M, Deaciuc I, Mendez C, et al. Nonalcoholic fatty liver disease: predisposing factors and the role of nutrition[J]. J Nutr Biochem. 2007, 18(3): 184-195
[16] 陳世偉,張立實,張紅敏. 基因多態性與肥胖發生的關系[J]. 中華預防醫學雜志. 2005,39(1): 60-63
[17] 吳華,修玲玲,林吉濤,等. 瘦素基因Codn25(CAA/CAG)突變與兒童肥胖癥的相關性[J]. 廣東醫學. 2005,26(1): 54-56
[18] 趙彩彥,李麗. 瘦素與脂肪性肝病[J]. 中華肝臟病雜志. 2004,12(8): 74-76.
[19] Yamauchi T, Kamon J, Minokoshi Y, et al. Adiponectin stimulates glucose utilization and fatty-acid oxidation by activating AMP-activated protein kinase[J]. Nat Med. 2002, 8(11): 1288-1295
[20] Lis G, Kostyk E, Sanak M, et al. [Molecular studies in a population of children with bronchial asthma. I. Polymorphism in the promotor region of gene CD14][J]. Pneumonol Alergol Pol. 2001, 69(5-6): 265-272
[21] Maeda N, Shimomura I, Kishida K, et al. Diet-induced insulin resistance in mice lacking adiponectin/ACRP30[J]. Nat Med. 2002, 8(7): 731-737
[22] Satsangi J, Chapman R W, Haldar N, et al. A functional polymorphism of the stromelysin gene (MMP-3) influences susceptibility to primary sclerosing cholangitis[J]. Gastroenterology. 2001, 121(1): 124-130
[23] Galli A, Crabb D W, Ceni E, et al. Antidiabetic thiazolidinediones inhibit collagen synthesis and hepatic stellate cell activation in vivo and in vitro[J]. Gastroenterology. 2002, 122(7): 1924-1940
[24] Yang Q, Graham T E, Mody N, et al. Serum retinol binding protein 4 contributes to insulin resistance in obesity and type 2 diabetes[J]. Nature. 2005, 436(7049): 356-362
[25] Ross A C. Overview of retinoid metabolism[J]. J Nutr. 1993, 123(2 Suppl): 346-350.
[26] Seo J A, Kim N H, Park S Y, et al. Serum retinol-binding protein 4 levels are elevated in non-alcoholic fatty liver disease[J]. Clin Endocrinol (Oxf). 2008, 68(4): 555-560
[27] Balagopal P, Graham T E, Kahn B B, et al. Reduction of elevated serum retinol binding protein in obese children by lifestyle intervention: association with subclinical inflammation[J]. J Clin Endocrinol Metab. 2007, 92(5): 1971-1974
[28] Yao-Borengasser A, Varma V, Bodles A M, et al. Retinol binding protein 4 expression in humans: relationship to insulin resistance, inflammation, and response to pioglitazone[J]. J Clin Endocrinol Metab. 2007, 92(7): 2590-2597
作者簡介:
徐慧,1981年10月出生,女,籍貫湖南湘潭,工作單位:長沙衛生職業學院(長沙星沙經濟開發區灰埠路87號,410100),講師,碩士學位,從事傳染病研究及教學
長沙市科學技術局“長沙市2013年度指導性科技計劃項目”項目編號:K13ZD047-33