膽汁酸代謝與非酒精性脂肪性肝病

陳超波 綜述 蔣兆彥 審校

（1.無錫市錫山人民醫院普外科，無錫 214011；2.同濟大學附屬東方醫院膽石科，上海 200120）

非酒精性脂肪性肝病 （non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD）是當前世界上較常見的慢性肝病，發病率為25%～30%[1]。從 NAFLD到非酒精性脂肪性肝炎（non-alcoholic steatohepatitis，NASH）是慢性肝病進展的不同階段。若未有效控制，可進展為肝纖維化、肝硬化，甚至肝癌。研究發現，約1/5的NASH病人最終演變為肝硬化[2]。NAFLD導致胰島素抵抗進而導致代謝異常和心血管疾病，并成為致死的重要危險因素[3]。近年研究顯示，膽汁酸代謝與NAFLD/NASH有密切相關性。本文就膽汁酸代謝影響NAFLD發生的相關機制及潛在治療措施綜述如下。

膽汁酸代謝影響NAFLD的機制——核受體對膽汁酸代謝的調節

以往的觀念認為，膽汁酸在肝細胞從膽固醇合成并分泌進入肝腸循環。但隨著研究深入，發現膽汁酸代謝涉及一系列信號通路，可通過多種受體來調節其合成[4]。眾所周知，膽汁酸主要通過法尼醇 X受體 （farnesoid X receptor,FXR）-SHP[5]、FGF19-FGFR4[6]和 TGR5 三個途徑[7]參與糖、脂質和能量代謝。隨著對膽汁酸代謝機制的不斷認識，發現參與受體途徑在調節膽汁酸代謝的過程中也影響著NAFLD的發生和發展[8]，并嘗試通過這些代謝機制尋找治療NAFLD的新途徑。

一、FXR與糖代謝

1999年，FXR被證實為膽汁酸受體。不久有學者通過基因敲除小鼠FXR-KO證實FXR在膽汁酸代謝中的重要作用，同時也發現FXR參與糖和脂質代謝[4,9]。FXR-KO小鼠對胰島素敏感性下降[10]。給予野生小鼠選擇性非甾體類FXR激動劑GW4064，可改善肥胖小鼠ob/ob（瘦素缺陷型）和糖尿病小鼠db/db（瘦素受體缺陷型）的胰島素抵抗，并促使糖代謝平衡。由于FXR-KO小鼠喪失FXR基因受體表達，FXR激動劑GW4046無法緩解上述異常表象，但給小鼠注射FXR腺病毒使之重新表達FXR后，血漿胰島素水平又開始下降。膽汁酸作為FXR天然的激動劑，通過FXR依賴和FXR非依賴機制，抑制磷酸烯醇丙酮酸羧激酶、葡萄糖-6-磷酸酶和果糖1，6-雙磷酸酶的基因表達，可抑制肝細胞糖異生[11]。然而，在肥胖動物模型中，FXR的缺乏可能改善而不是惡化葡萄糖代謝平衡[12]。雖然對于膽汁酸FXR受體研究較多，但膽汁酸介導糖代謝機制仍較復雜，需進一步研究證實，尤其在人體研究很有必要[13]。

二、FXR與脂肪酸代謝

研究發現，FXR激動劑可降低野生型小鼠和肥胖小鼠血漿三酰甘油和游離脂肪酸，FXR敲除則喪失該調解效應，其血漿三酰甘油升高。FXR激動劑作用導致血漿三酰甘油濃度下降的機制，主要包括SHP途徑介導固醇調節元件結合蛋白 1c（sterol-regulatory element-binding protein 1c，SREBP-1c）[12]。FXR激動劑可抑制 SREBP-1c[12]和FXR依賴性過氧化物酶體增殖激活受體α（peroxisome proliferator-activated receptor α，PPARα）的表達[11]，降低肝臟脂肪酸合成，促進脂肪酸β氧化，抑制肝脂質積聚。在腸道，膽汁酸通過激活FXR，促進回腸細胞分泌FGF15/FGF19，經門靜脈循環后與肝細胞表達的FGFR4受體結合，抑制膽固醇7α羥化酶（cholesterol 7α-hydroxylase，CYP7A1）的表達而調節膽汁酸的合成，亦可抑制肝脂肪酸合成、刺激線粒體脂肪酸氧化[14]。因此，FXR參與膽汁酸代謝具有重要意義，而來自腸道和肝臟的膽汁酸代謝信號顯著影響膽固醇代謝，其結果可能限制膽汁酸治療NAFLD的效果。

三、TGR5與代謝

G蛋白偶聯受體TGR5分布廣泛，可在脂肪細胞、肌細胞、免疫細胞、肝竇內皮細胞、膽管上皮細胞、Kupffer細胞、腸內分泌細胞、神經元和腸道神經系統等表達，對機體的生理和病理生理產生廣泛影響。近期研究發現，TGR5與NAFLD/NASH具有密切相關性，尤其是與能量代謝、糖代謝、免疫等方面調節關系密切[15]。在野生小鼠模型研究中，激活TGR5，可激活并上調編碼2型碘化甲腺氨酸脫碘酶（D2）基因表達，使無活性的甲狀腺素（T4）轉化為有活性的3,5,3’-三碘甲狀腺原氨酸（T3），從而增加氧耗量和能量消耗，促進棕色脂肪組織（brown adipose tissue，BAT）和肌肉組織的能量代謝[15]。在人體，血漿膽汁酸水平與能量代謝相關聯，短期給予鵝去氧膽酸 （chenodeoxycholic acid,CDCA）可增加BAT和整體能量代謝[16]。TGR5通過小腸內分泌L型細胞作用，激活胰高血糖素樣肽 1（glucagon-like peptide-1，GLP-1）釋放而改善血糖。GLP-1增加胰島素的合成和釋放，保護胰島β細胞凋亡和促進β細胞增殖。同時，TGR5也在單核細胞中表達，如肝臟Kupffer細胞，具有調節炎癥反應的作用。在這些細胞中，一旦TGR5被激活，可抑制核因子κB核易位和相關細胞因子的產生，從而起到明顯的抗炎作用[17]。

膽汁酸對NAFLD的治療作用

就NAFLD/NASH而言，腸道菌群紊亂，即 “微生態失衡”，被認為與疾病發生、發展有密切聯系，雖然其機制目前尚不明確[18]。研究顯示，腸道菌群在相應酶作用下參與膽汁酸代謝活動，包括降解、脫羧基、氧化和異構等，對膽汁酸池大小和組成的調節具有關鍵作用，且顯著改善膽汁酸的化學和信號特性[19]。膽汁酸作為FXR和TGR5的天然激動劑，調節胰島素分泌和增加胰島素敏感性、抑制脂肪酸合成，促進其氧化，治療NAFLD中發揮作用[20]。減重手術后血漿膽汁酸代謝循環增加，對于逆轉NAFLD/NASH也起到重要作用[12]。外科減重手術可改變肥胖或肥胖相關代謝性疾病的表型，包括NAFLD/NASH。其機制可能是通過影響FXR和膽汁酸相關受體的信號轉導，引起膽汁酸組成的改變[21]。膽汁酸直接使腸道菌群塑形，使其有利于膽汁酸代謝[22]。動物模型研究發現，膽汁酸成分的腸道菌群相關改變和FXR信號轉導變化更易誘發肥胖，包括NAFLD/NASH，但無菌小鼠對高脂飲食誘導的肥胖具有抵抗性[22]。因此，膽汁酸循環改變所產生的有利于NAFLD/NASH代謝的效果，可通過對膽汁酸轉運體和腸道菌群調控來實現[12]

一、FXR激動劑和拮抗劑

FXR激動劑包括天然分子（膽酸、CDCA、半合成膽酸）和合成分子（GW4064、WAY-362450）[23]。 FXR 激動劑減輕炎癥和肝纖維化，對肥胖嚙齒類動物的肝脂肪變性和胰島素抵抗的發展具有抑制作用[12]。合成的FXR激動劑（如WAY-362450），通過改善腸屏障功能，并降低肝脂滴包被蛋白2（一種在NAFLD疾病中高度表達的脂滴蛋白），對高糖飲食喂養的小鼠產生抗脂肪變作用[24]。但由于不同研究報道的數據差異性，FXR激動劑對肝纖維化的直接影響尚有爭議。Fickert等[25]指出，FXR的缺失會顯著影響膽道淤積型肝纖維化進展，對于非膽汁淤積性肝硬化卻無明顯影響。其實驗數據顯示，不能通過直接靶向影響FXR受體來治療肝纖維化。Carr等[11]則闡述FXR激動劑對肝纖維化具有抑制作用，對治療早期NAFLD具有潛在作用。這些差異，可能與模型、實驗設計以及藥物類型特性有關。臨床試驗也有類似現象。Mudaliar等[26]報道，每天口服 OCA 25 mg或 50 mg，連續6周，可改善NAFLD和2型糖尿病病人胰島素抵抗，并降低肝纖維化。然而，美國的多中心研究顯示[27]，OCA治療NASH病人（OCA 25 mg/d，持續72周），血清胰島素水平升高，動態平衡模型評估（HOMA-IR）指數升高[26]。對兩個研究出現矛盾的結果有待進一步研究探索。

腸道FXR拮抗劑甘氨酸-β-鼠膽酸可減輕高脂飲食小鼠的肥胖、胰島素抵抗和肝脂肪變性。這種效應與甘氨酸-β-鼠膽酸抑制回腸中的FXR信號轉導有關，而不是通過肝臟FXR實現[28]。敲除FXR基因有助于緩解小鼠體重增加和外周血糖升高，并增加脂肪組織的胰島素敏感性，但并不增加肝臟胰島素敏感性[29]。對此，FXR受體拮抗作用的特異性問題有待解決。

二、TGR5激動劑和FXR/TGR5雙重激動作用

選擇性靶向TGR5治療NAFLD是一個具有吸引力的方法。選擇性靶向TGR5激動劑可調節血糖和限制體重增加而改善NAFLD/NASH，緩解肝損傷[9]。其中，新研發的天然FXR激動劑衍生物6α-乙基-23(S)-甲基膽酸，是選擇性TGR5激動劑，增加小鼠能量消耗而抑制體重增加，可改善小鼠肝酶含量和脂肪變性。另外，McMahan等[30]發現INT-767具有雙重激動劑效應，可減少ob/ob肥胖小鼠肝脂肪變、減少促炎細胞因子表達。利拉魯肽臨床試驗發現，可緩解很大一部分NASH受試者病灶[31]。由此推測，膽汁酸通過TGR5增強GLP信號，從而治療NAFLD/NASH，具有臨床應用價值和前景[8]。

三、膽汁酸吸收抑制劑

如上所述，根據一些小鼠和人體的研究，通過螯合腸道膽汁酸阻斷腸道對膽汁酸吸收可改善NAFLD。研究同時發現，膽汁酸吸收抑制劑改善NAFLD的效應與TGR5調節有關[9]。采用回腸頂端鈉依賴性膽汁酸轉運體（ileal apical sodium-dependent bile acid transporter，ASBT）抑制劑，能改善小鼠肝脂質的聚集[28]，這與其選擇性激活回腸FXR的作用有關。當前已有數個ASBT抑制劑應用于臨床治療疾病，如血脂異常、膽汁淤積以及便秘[32]。但阻斷ASBT治療NAFLD的效果不理想，其潛力有待進一步研究。

四、熊去氧膽酸及其衍生物

熊去氧膽酸是一個經典的膽汁酸類藥物，具有免疫調節、抗氧化和抗細胞凋亡特性，臨床用于治療肝膽疾病，也被認為是治療NASH的潛在藥物[33]。小型試驗顯示，使用熊去氧膽酸治療NASH病人12個月后，肝脂肪變性有顯著改善。但大樣本多中心研究則顯示熊去氧膽酸治療NAFLD并無明顯優勢[34]。另一項較具臨床意義的研究發現，熊去氧膽酸側鏈縮短衍生物nor熊去氧膽酸（norUDCA），可改善小鼠模型NASH。目前多中心、雙盲、隨機安慰劑對照的Ⅱ期臨床劑量試驗正在進行，初步證實norUDCA可抑制肝纖維化而改善NASH，以期臨床應用于治療NAFLD[35]。

五、脂肪酸-膽汁酸復合物

阿氨酚是將兩種天然成分膽酸和花生酸共軛獲得的新型合成脂質分子。該復合物可通過刺激ATP結合盒（ATP binding cassett，ABC）轉運蛋白，即一種泛細胞膽固醇輸出泵（ABCA1），促使膽固醇外流。60例經組織活檢明確的NAFLD病人，口服 aramchol（Galmed制藥公司）100 mg/d或300 mg/d，3個月，發現肝脂肪含量以劑量依賴方式下降，且趨向代謝改善[36]。

目前基于膽汁酸代謝機制治療NAFLD/NASH的理念較新穎，臨床和實驗室研究也在持續開展。雖然，尚未有明確、有效的成果應用于臨床，但鑒于當前研究的進展，其前景樂觀。

結 語

近年來，有關人和小鼠的研究表明，膽汁酸異常代謝信號通路可能在NAFLD/NASH的發生、發展及消退發揮核心作用，這使以肝細胞、腸道、結腸、BAT或其他部位的膽汁酸相關信號通路為靶向治療NAFLD/NASH成為可能。雖對當前研究以及未來充滿希望，但開發基于膽汁酸治療NAFLD/NASH的安全、有效藥物仍面臨諸多挑戰，包括FXR/TGR5選擇性和化合物的組織特異性活性以及安全性，特別是使用時間、相對劑量等相關性問題。因此，對于膽汁酸、腸道菌群與NAFLD/NASH的關系、調節作用，以及相關治療劑的研發、臨床應用等，均需更多的研究探索。