胰高血糖素樣肽-1受體激動劑與非酒精性脂肪性肝病研究進展

楊丕堅綜述 夏寧審校

非酒精性脂肪性肝病(nonalcoholic fatty liver disease，NAFLD)影響全球約1/4的成年人口，增加了社會健康和經濟負擔[1]。目前，尚未有藥物被批準用于治療NAFLD，一般的治療建議包括改變生活方式、限制熱量攝入和減輕體質量[2]。胰高血糖素樣肽-1受體激動劑(glucagon like peptide-1 receptor agonists，GLP-1RAs)是一類被批準用于治療T2DM的藥物[3]。最近GLP-1RAs治療NAFLD的研究取得了進展，這類藥物可能成為治療NAFLD的新選擇[4]。本文綜述了GLP-1RAs對NAFLD影響的重要研究，并分析了GLP-1RAs對肝病有益作用的機制，以期擴大GLP-1RAs在NAFLD治療中的應用。

1 NAFLD的發病機制

NAFLD的發生、發展是遺傳因素、代謝因素和環境因素協同作用造成的，共同促進脂肪在肝細胞內蓄積[5]。肝臟脂質運輸、脂質合成和分解失衡是肝臟脂質代謝紊亂的主要原因，最終導致脂肪在肝細胞中過度蓄積，形成脂肪肝。而肝臟脂質堆積增加和脂質代謝異常導致炎性反應、內質網應激、氧化應激和肝細胞損傷死亡[6]。在NAFLD中肝細胞的主要死亡形式有凋亡、焦亡、壞死[7]。肝細胞的死亡可促進肝臟固有細胞(如Kupffer細胞、竇狀內皮細胞)和因損傷而招募的細胞(如單核細胞、巨噬細胞、樹突狀細胞、自然殺傷細胞)都發出促炎信號(包括但不限于細胞因子、趨化因子等)，同時引起肝星形細胞的激活，導致肝臟的炎性反應和纖維化[8]。肝臟炎性反應可進一步促進肝細胞的損傷和死亡及肝星狀細胞的活化[9]。上述細胞之間的相互影響和相互作用所形成的惡性循環促進了NAFLD 病情的進展。

2 GLP-1RAs的生物學特性

GLP-1是一種由腸道L細胞分泌的肽類激素。然而，循環中的GLP-1不穩定，可被二肽基肽酶-4(DPP-4)快速鑒別和降解，因此它在體內的半衰期僅2 min[10]。GLP-1RAs模擬天然GLP-1起作用，合成的GLP-1RAs對DPP-4具有抵抗力，并有較長的半衰期，這使臨床治療成為可能。艾塞那肽是Exendin-4 的合成形式，與天然GLP-1 具有約53%的氨基酸同源序列，半衰期為3～4 h。利拉魯肽是一種人工合成GLP-1類似物，與GLP-1 氨基酸結構同源性達97%，其半衰期為11～15 h。GLP-1通過作用于細胞膜上的GLP-1受體而在不同組織中發揮不同的作用。 目前，GLP-1受體廣泛分布在胰腺、腎臟、脂肪和肝臟等組織中[11]。GLP-1除具有促進胰腺β細胞葡萄糖濃度依賴性地分泌胰島素，增強胰島素敏感性等作用，還具有調節血脂、減少內臟脂肪和緩解肝臟脂肪病變的重要功能[12]。

3 GLP-1RAs改善NAFLD動物和臨床研究證據

目前，7種合成的GLP-1RAs已被批準并可用于治療T2DM[13]，分別是艾塞那肽、艾塞那肽長效釋放劑、利拉魯肽、albiglutide、dulaglutide、lixisenatide 和 semaglutide。近年來，多項研究證實了GLP-1RAs延緩NAFLD進展的作用。在高脂飲食喂養的APOE*3-Leiden轉基因小鼠中，GLP-1RAs治療4周顯著降低肝臟脂質含量，并逆轉高脂飲食誘導的肝臟脂肪變性[14]。除單純性脂肪變性的動物模型外，GLP-1RAs對非酒精性脂肪性肝炎(NASH)也有顯著的治療作用。喂飼高反式脂肪的ob/ob和C57BL/6J小鼠可更好地模擬NASH患者的病理生理特征，GLP-1RAs可顯著降低高反式脂肪飲食小鼠的體質量、肝臟脂肪含量和血漿肝酶水平，并對肝臟疾病終點有明顯的有益作用[15]。GLP-1RAs對人類NAFLD的有益作用已在多項研究中得到證實。在AWARD計劃(AWARD-1、AWARD-5、AWARD-8和AWARD-9)的子分析已經證明，與安慰劑相比，dulaglutide 顯著降低了血清轉氨酶活性和γ-谷氨酰轉肽酶水平[16]。在SUSTAIN-6研究的子分析中，已證明semaglutide可降低丙氨酸氨基轉移酶和高敏C-反應蛋白[17-18]。GLP-1RAs已經成為T2DM合并NASH患者一種治療選擇，盡管尚不清楚GLP-1R激動劑是否通過肝臟中的GLP-1R直接作用于肝細胞減少肝臟脂肪變性或炎性反應[19]。有學者報道，19例經活檢證實的NASH患者使用利拉魯肽治療24周后，體質量指數、內臟脂肪堆積、轉氨酶和高血糖均有所降低，在利拉魯肽治療96周后，重復肝活檢的10例患者中有6例肝臟組織學也有改善[20]。

4 GLP-1RAs改善NAFLD的作用機制

4.1 GLP-1RAs對肝臟脂代謝的調節 肝臟的脂質平衡是通過游離脂肪酸流入肝臟、游離脂肪酸β氧化、脂肪從頭生成和極低密度脂蛋白的分泌來維持的[21]。任何環節的缺陷都會導致肝臟脂質蓄積。GLP-1受體存在于人和嚙齒動物的肝細胞中，體外研究結合體內研究數據表明，GLP-1通過與GLP-1受體結合直接影響肝細胞的脂質代謝[22]。

過氧化物酶體增殖物激活受體α(PPAR-α)是脂肪酸代謝的重要調節因子，主要在肝臟和骨骼肌中表達，調控脂肪酸分解代謝相關基因的表達，包括肝臟清除極低密度脂蛋白、脂肪酸攝取和氧化的基因[23]。從NASH小鼠分離的肝細胞顯示，PPAR-α及其下游靶基因酰基輔酶A氧化酶(ACOX)和肉堿棕櫚酰基轉移酶1A(CPT1A)的表達降低[24]。而ACOX和CPT1A分別參與過氧化物酶體和線粒體脂肪酸β氧化[25]。因此，NAFLD小鼠肝細胞脂肪酸氧化的能力受損。GLP-1RAs還可通過介導SIRT1改善肝臟的脂肪沉積，這個作用是通過激活AMPK途徑同時抑制SREBP-1c完成[26]。因此，GLP-1RAs通過增加脂肪酸β氧化，抑制肝臟新生脂肪生成，直接影響肝臟脂質代謝。

4.2 GLP-1RAs對炎性反應信號與肝纖維化的調控 NAFLD 與肝臟慢性低度炎性反應有關[27]。新的證據表明，代謝性炎性反應是脂肪肝的一個關鍵過程，并導致多器官并發癥，這可通過免疫細胞亞群和體液因子的系統性改變檢測出來[28]。在肝臟和肝外器官中，這些信號可以促進細胞功能障礙、細胞死亡和有害組織重塑，這些改變都是為了維持器官結構和功能的完整性[29]。而在NAFLD的慢性炎性反應中，巨噬細胞起著關鍵作用，研究表明巨噬細胞表達GLP-1受體并受GLP-1調控[30]。Lee 等[31]在肥胖小鼠過表達GLP-1可調控巨噬細胞從促炎M1表型轉變到抗炎M2表型。利拉魯肽通過提高肝臟Kupffer細胞(肝臟特異性巨噬細胞)M2/M1比率降低NAFLD小鼠模型肝臟炎性反應；體外研究發現，利拉魯肽通過cAMP-PKA-STAT3信號通路調節Kupffer細胞向M2樣活化[32]。GLP-1RAs還可以通過減少肝臟巨噬細胞的內流而抑制炎性反應，從而改善肝臟炎性反應[33]。在化學誘導的NASH小鼠模型中，exendin-4可減輕肝臟巨噬細胞的募集和肝臟炎性反應，同樣，在遺傳性NASH小鼠模型中，exendin-4減少肝巨噬細胞浸潤[34]。總體而言，這些數據表明GLP-1RAs可通過免疫調節作用減輕肝臟炎性反應。

肝星狀細胞占正常肝臟細胞的8%～14%，它的激活在肝纖維化的發生、發展起著重要作用。肝損傷后，肝星狀細胞被激活促進組織修復，包括細胞動員、增殖、遷移至病變和細胞外基質成分的產生。當肝損傷持續存在時，肝星狀細胞高表達促炎、促纖維化和增殖的標志物如腫瘤壞死因子-α、轉化生長因子β、血小板衍生生長因子受體β。GLP-1RAs已被證明可改善肝纖維化和延緩NASH進展。利拉魯肽可改善慢性肝病模型中肝星狀細胞的表型，促進原代人肝星狀細胞的失活，表現為α-平滑肌肌動蛋白和膠原表達減少，伴隨著腫瘤壞死因子-α、轉化生長因子β等細胞因子和增殖標志物的表達顯著減少[35]。GLP-1RAs可抑制肝細胞的凋亡信號，進而抑制肝星狀細胞的活化和纖維化[2]。此外，GLP-1RAs抑制Ⅰ型膠原蛋白分泌改善肝纖維化[15]。

4.3 GLP-1RAs對氧化應激和內質網應激的改善 氧化應激和內質網應激在NAFLD的二次打擊假說中起關鍵作用[6]。NAFLD患者肝細胞內過多的游離脂肪酸導致脂質過氧化和大量ROS產生，而ROS是氧化應激的主要指標，提示此時肝細胞微環境氧化應激的發生。丙二醛(MDA)是脂質過氧化反應的高級脂氧化終產物，機體內自由基的清除程度與細胞損傷可用肝組織中MDA的含量來間接反映[36]。研究表明，GLP-1可以保護肝細胞免受氧化應激和內質網應激的損傷[37]。SOD和MDA聯合檢測通常用來評估細胞的氧化應激水平[38]。研究表明exendin-4可降低ob/ob小鼠肝臟中的MDA水平，利拉魯肽可明顯降低NAFLD動物模型肝臟ROS、MDA水平，升高SOD水平，利拉魯肽這種作用可能是通過提高肝臟脂聯素水平和失活JNK1來實現的[39]。也有研究表明，利拉魯肽可能通過SIRT1/SIRT3-FoxO3a促進自噬而減少氧化應激[40]。

內質網應激和氧化應激在NAFLD的發病機制中是相互聯系的過程。維持內質網氧化還原平衡對正常的內質網功能很重要，而內質網H2O2產生和清除途徑的改變會誘導內質網應激，并導致代謝功能障礙[41]。作為ROS的重要來源之一，內質網的長期應激通過上調CCAAT/增強子結合蛋白同源蛋白(CHOP)的活性從而介導ROS的產生[42]。研究表明，exendin-4、利拉魯肽可降低CHOP 的表達，同時增加了與自噬相關基因產物的表達，這對內質網應激具有保護作用[43]。CHOP、caspase-12和JNK通過增強它們的活性參與了NAFLD模型的內質網應激，而GLP-1RAs處理可顯著抑制這些活化蛋白的表達而改善內質網應激[44]。另一項研究報道，GLP-1RAs還可直接調節內質網關鍵蛋白的功能和表達[2]。微粒體三酯甘油轉移蛋白( MTTP)是一種位于內質網腔內的必需蛋白，介導脂質向載脂蛋白B的轉運，MTTP對于防止脂肪酸超載內質網至關重要，它可以減少脂肪酸引起的脂毒性損傷[45]。NAFLD/NASH患者MTTP表達降低，利拉魯肽治療后MTTP表達明顯增加[36]。

5 結 語

在過去的10年中，關于NAFLD病理生理學的新知識不斷積累，顯示了這種疾病發展過程中機制的復雜性。目前治療NAFLD的方法仍然有限，療效仍然較差。除通過生活方式干預來減肥外，還需要針對脂肪代謝、炎性反應等的藥物治療。GLP-1RAs是一種被批準用于治療2型糖尿病的藥物。近年來，多項研究證實GLP-1RAs延緩NAFLD/NASH進展的作用。GLP-1不僅通過胰島素效應間接逆轉NAFLD/NASH的進展，改善NAFLD相關的關鍵參數，而且直接影響肝細胞的脂質代謝和肝臟炎性反應。GLP-1RAs可能通過這些不同的途徑發揮作用。然而，大多數現有的GLP-1RAs對于NAFLD的適應證研究仍不透徹；同時由于缺乏大規模的臨床研究，迫切需要開展隨機對照的多中心試驗進一步闡明。