腸道菌群視角下非酒精性脂肪性肝病的治療策略

傅偉強，周劍波，吳雄健，黃才斌*

非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）是指除外酒精和其他明確的損肝因素，以肝臟脂肪沉積超過5%為主要特征的臨床綜合征，其疾病譜主要包括非酒精性肝脂肪變、非酒精性脂肪性肝炎（NASH）、肝硬化以及肝細胞癌（HCC）［1］。NAFLD與肥胖、胰島素抵抗、2型糖尿

病及心腦血管疾病等密切相關，被認為是代謝綜合征的肝臟表現［2］。基于此，專家共識提議將NAFLD改名為代謝相關性脂肪性肝病（MAFLD）［3］。據統計，目前NAFLD的全球患病率在成年人中約為25%，已成為最常見的慢性肝病，且預計未來10年NASH的發病率將增加56%［4］。NAFLD在南美洲、北美/歐洲、非洲等地區的患病率分別為30%、24%、13%，在亞洲患病率為5%～51%［2］。我國NAFLD的患病率為6%～27%，已超過慢性乙型肝炎成為第一大慢性肝病，可導致肝硬化、HCC等嚴重后果，嚴重影響國民健康和經濟發展［5］。

NAFLD涉及肝臟脂肪沉積、炎性反應、肝細胞變性壞死、纖維化等一系列病理過程［6］。目前治療相關的研究主要集中在改善肝臟炎癥和纖維化，尚無批準上市的治療藥物［7］。近年研究揭示腸-肝軸與NAFLD發生發展相關，調控腸道微生物可能會成為NAFLD治療新靶點［8-9］。運動、飲食、微生態制劑、抗生素、糞菌移植、噬菌體等干預措施均可通過改變腸道菌群緩解NAFLD。本文就腸道菌群與NAFLD的關系、以調整腸道菌群為NAFLD治療靶點的研究進展進行綜述，并基于腸道菌群治療NAFLD繪制簡要機制圖（圖1），以期為臨床防治NAFLD提供思路及參考。

本文文獻檢索策略：以“Intestinal flora，metabolic syndrome，probiotics，probiotics，synbiotics，metazoa，antibiotics，exercise，diet，Microecological preparation，FMT，bacteriophage，NAFLD”為英文關鍵詞檢索PubMed、Medline、Web of Science；以“腸道菌群、代謝綜合征、微生態制劑、益生菌、益生元、合生元、后生元、抗生素、運動、飲食、糞菌移植、噬菌體、非酒精性脂肪性肝病”為中文關鍵詞檢索中國知網、萬方數據知識服務平臺及中國生物醫學文獻服務系統。檢索時間為建庫至2022-06-15。文獻納入標準：基于腸道菌群防治NAFLD的臨床研究、基礎研究及文獻研究。文獻排除標準：未涉及腸道菌群、與NAFLD防治相關性較弱、數據記錄不詳細、觀點有重疊、文獻質量差。

1 腸道菌群與健康

人體腸道內生活著數以百萬計的微生物動態群落，超過500個種類，包含的基因是人基因的100倍［10］。腸道菌群中超過99%為專性厭氧菌，其余包括需氧菌、兼性厭氧菌或其他種類微生物［11］。正常情況下，盡管受到年齡、生活習慣、情緒等因素的影響，這些腸道菌群仍可保持動態平衡，與人體長期互利共生，在維持腸道微生態平衡和維護人體健康方面發揮著積極作用［12-13］。一旦這種平衡被破壞，可能導致一系列疾病的發生［10］。甚至有研究證明，結直腸癌的發病與腸道菌群的失衡有直接關系［12］。

圖1 基于腸道菌群治療NAFLD的機制圖Figure 1 The mechanism of action of NAFLD treatment targeting the intestinal microbiota

2 腸道菌群與NAFLD

研究證實NAFLD患者腸道菌群多樣性及優勢菌群構成比降低，與健康人群相比，反芻菌科、擬桿菌和普氏桿菌減少，而變形菌、大腸埃希菌、瘤胃球菌和厚壁菌增加［14-15］。然而，也有研究發現NASH患兒腸道擬桿菌增多而厚壁菌減少。此外，一項研究發現，約60%的NAFLD患者的腸道中有能夠產生高濃度酒精的肺炎克雷伯菌，而只有6%的健康人攜帶了這種細菌［16］。上述差異可能與兩種人群的飲食結構、生活環境、年齡及基因遺傳等異質性相關，前者的腸道環境可能比其他人更適合肺炎克雷伯菌的生長和定植。多項橫斷面研究表明，腸道菌群的擾動與NAFLD嚴重程度存在關聯，擬桿菌和大腸埃希菌豐度增加與NAFLD晚期纖維化密切相關，而厚壁菌在輕中度NAFLD患者豐度更高，提示與疾病嚴重程度相關［17］。盡管NAFLD患者存在腸道菌群失調，但通過調控腸道菌群改善NAFLD已成為治療新靶點。

3 腸道菌群介導NAFLD發生的機制

腸道和肝臟通過腸-肝軸雙向關聯，肝臟將合成的膽汁酸和其他生物活性物質分泌至腸道，這些成分被腸道菌群分解代謝可隨門靜脈吸收入血重新回流至肝臟。腸道菌群介導NAFLD發生的機制可能包括以下幾種，（1）腸道通透性增加：NAFLD患者腸道菌群失衡會導致腸道屏障完整性受損，細菌及其代謝物從腸腔轉移到固有層，同時產生的毒素通過門靜脈進入肝臟激發炎性反應［18］。（2）增加內生乙醇的生成：腸道菌群產生過多的內源性乙醇能增加腸道通透性，促進腸內有害物質進入肝臟，并阻礙脂質代謝、產生氧自由基，加速肝臟脂肪變性及炎性反應進程［16］。（3）調節膽汁酸代謝：膽汁酸可以通過法尼酯X受體（FXR）和G蛋白膽汁酸偶聯受體5（TGR5）信號通路減少肝臟炎癥和纖維化，當腸道菌群紊亂時，可通過影響膽汁酸代謝下調FXR信號增強脂肪生成并抑制脂肪酸β氧化而促進NAFLD發展［19］。（4）參與膽堿代謝：膽堿是細胞膜的一種成分，腸道菌群多樣性改變導致細菌合成所需膽堿增多，肝臟產生極低密度脂蛋白（VLDL）所需的膽堿減少，使得肝細胞內的三酰甘油（TG）向外周轉運障礙，在肝內沉積，從而導致NAFLD的發生［20］。（5）短鏈脂肪酸：短鏈脂肪酸可激活腸道L細胞釋放類胰高血糖素樣肽1（GLP-1）和胃腸激素酪酪肽（PYY）調節代謝，同時直接抑制組蛋白去乙酰化酶上調脂質氧化基因的表達，促進肝臟脂質氧化［21］。

4 基于腸道菌群治療NAFLD的方式

4.1 運動 目前研究表明，運動不僅直接影響代謝反應，而且影響腸道微生物組結構和功能，后者可能是運動改善NAFLD的機制［22］。與久坐不動的人群相比，保持積極訓練的運動員腸道內阿克曼菌和糞桿菌豐度顯著增加，這種情況也見于肥胖患者和進行體育鍛煉的非肥胖人群，這兩種菌群可以促進肝臟脂質代謝，對健康有積極影響［23-24］。CARBAJO-PESCADOR 等［25］建立高脂飲食誘導的NAFLD大鼠模型，將其分為對照組和實驗組，對照組保持大鼠久坐不動，實驗組接受為期5周的有氧和阻力訓練，評估運動對大鼠腸道微生物組成和功能平衡的益處，以及對早期肥胖和NAFLD發病的后續影響。該研究發現，經過5周訓練的大鼠最終體質量低于對照組，腸道擬桿菌和變形桿菌的相對豐度提高，芽孢桿菌、疣微菌和厚壁菌豐度降低，顯著糾正高脂飲食引起的微生物失衡。進一步分析發現，對照組大鼠表現出微泡和大泡肝脂肪變性，NAFLD活動評分顯著增加，而實驗組大鼠肝脂滴存在減少，并且空腹胰島素和胰島素敏感性均有所提高，結果證實了運動可通過調控腸道菌群改善NAFLD代謝紊亂。近期的一項隨機對照試驗顯示，NAFLD患者在為期8.6個月的有氧運動后，腸道微生物組成發生了顯著變化，瘤胃球菌、擬桿菌屬成員的豐度增加，而瘤胃球菌科與纖維化嚴重程度呈負相關，且肝臟脂肪含量下降了24.4%，表明運動干預明顯改變了微生物組的豐度和功能［26］。但目前關于NAFLD患者腸道菌群的研究主要集中在分類水平而不是功能能力上，運動調節腸道菌群改善NAFLD的具體機制仍不清楚，仍需進一步的研究加以解析，但目前研究仍肯定了適量運動對NAFLD患者的發生和進展有積極的影響，因此推薦NAFLD患者適當的有氧運動，且長期維持。

4.2 飲食調節 飲食調節及體育鍛煉仍然是NAFLD管理的基石，其中飲食調節是簡單、有效調節腸道菌群的方法之一［27］。高脂飲食已被證實與肝脂肪變性、炎癥和肝纖維化有關［28］。動物實驗顯示長期高脂飲食可使腸道微生物的多樣性下降，減少雙歧桿菌和擬桿菌菌群數量，影響膽汁酸代謝，導致FXR信號下調，脂肪生成增加并抑制脂肪酸β氧化，促進NAFLD發展［19］。而高糖飲食則可以降低胰島素敏感性，提高肝臟脂肪生成，促進NAFLD發生。因此NAFLD患者飲食管理建議采用低脂肪、低碳水化合物飲食并限制每日熱量［29］。一項橫斷面研究顯示，長期堅持地中海飲食是超重者肝纖維化和非酒精性脂肪性肝炎的獨立保護因素［30］。有學者探究地中海飲食與有氧運動結合對NAFLD患者腸道菌群的影響，發現地中海飲食組腸道菌群α多樣性提高，瘤胃球菌、厚壁菌及擬桿菌菌群豐度相對增加，而瘤胃球菌可通過改善胃腸道屏障完整性、調節腸道微生態來保護肝臟，此外，研究發現當飲食干預與有氧運動相結合時，地中海飲食的有益效果會更大［19，31］。然而，即使在相同飲食模式下，個體間的反應存在差異，因此，實行個體化飲食治療，對識別預測飲食相關腸道菌群，為NAFLD患者制定干預措施提供依據是有必要的。

4.3 微生態制劑 鑒于腸道菌群與NAFLD發生、發展密切相關，調節腸道菌群更為直接的微生態制劑已在NAFLD的防治中進行了相關研究。微生態制劑主要包括益生菌、益生元、合生元及后生元等，目前最常見且臨床上應用最多的是益生菌。

4.3.1 益生菌 根據世界衛生組織定義，益生菌是指足量攝入時對健康有益的活微生物［32］。目前關于益生菌對NAFLD防治的研究主要集中在動物實驗方面，臨床試驗較為有限。有研究發現益生菌可以增加腸道菌群多樣性和有益菌相對豐度，改善黏膜通透性，抑制脂質合成及促進脂質氧化代謝，降低肝臟的炎癥和纖維化［33-35］。AHN等［36］研究發現，給予益生菌的肥胖NAFLD患者的嗜酸乳桿菌、鼠李糖乳桿菌、戊糖假單胞菌、乳酸雙歧桿菌的相對豐度增加，且其肝內脂肪分數及體質量較安慰劑組下降。DUSEJA等［37］一項關于評估益生菌對成年人NAFLD患者療效的隨機、雙盲、安慰劑對照試驗，隨訪1年后發現益生菌組生化標志物丙氨酸氨基轉移酶（ALT）和天冬氨酸氨基轉移酶（AST）、瘦素、腫瘤壞死因子α（TNF-α）和內毒素水平均有下降，肝活檢顯示，益生菌組肝細胞氣球樣變（P=0.036）、小葉炎癥（P=0.003）和NAFLD活動性評分（NAS）（P=0.007）與基線相比顯著改善，與安慰劑相比改善更為明顯。相關薈萃分析同樣證實益生菌的使用顯著降低了NAFLD患者的體質指數（BMI）、ALT、AST、胰島素抵抗和脂肪肝的超聲分級，但由于益生菌菌株的不同、劑量模式和治療持續時間的差異，不同研究顯示的改善幅度并不統一［38］。因此，未來需要就益生菌的類型、劑量和治療時間達成共識，并進行更為完備的大樣本、多中心前瞻性研究來驗證其有效性。

4.3.2 益生元 益生元本身不能被人體消化吸收，但可選擇性地刺激有益細菌的生長和活性來改善宿主健康［39］。大量試驗支持益生元在治療NAFLD上的有效性。在動物實驗中，益生元已被證明可誘導嚙齒動物腸道菌群組成的變化，增加雙歧桿菌及乳桿菌豐度，并刺激GLP-2的產生，調節內毒素易位，從而改善腸道屏障的功能［40］。此外，GLP-2還可影響血漿脂多糖水平，降低肝臟炎癥和氧化應激，減輕肝臟脂質積累和脂肪性肝炎［41］。在臨床試驗中，BOMHOF等［42］研究表明益生元能夠增加NASH患者腸道糞桿菌和雙歧桿菌的豐度，并降低血清AST、ALT水平，改善經組織學證實的肝脂肪變性。CHONG等［43］臨床試驗同樣支持益生元在調節腸道菌群及改善脂肪變性等方面的療效。

4.3.3 合生元 合生元是益生元和益生菌的組合，可用于替代功能失調的腸道菌群，改善胰島素抵抗，降低促炎因子和內毒素水平，改善肝臟組織學［44-45］。SCORLETTI等［46］發現補充合生元能夠改變NAFLD患者原有的腸道菌群，增加放線菌和雙歧桿菌相對豐度，降低顫螺菌相對豐度。FEROLLA等［47］進行了一項關于合生元對NAFLD患者的隨機雙盲試驗，在補充由羅伊乳桿菌、瓜爾豆膠和菊粉組成的合生元后，觀察到促炎細胞因子IL-6、TNF-α水平顯著下降，血清AST、ALT及堿性磷酸酶（ALP）水平得到改善，中度和重度脂肪變性患者的比例從40.7%下降到18.5%，輕度脂肪變性患者從59.2%增加到81.5%，顯著改善了脂肪性肝炎患者的肝纖維化。相關薈萃分析同樣證實，補充合生元可誘導腸道菌群發生改變，有效降低BMI和肝酶水平，改善肝臟脂肪變性［48］。

4.3.4 后生元 后生元是近年來新提出的概念，包括在宿主中具有潛在生物活性的細菌代謝產物和細胞成分，包括某些維生素、短鏈脂肪酸、多胺、支鏈氨基酸或細菌細胞壁的成分，通過刺激免疫系統影響腸黏膜屏障的完整［49-50］。目前關于后生元在NAFLD療效的數據仍然很少，主要限于臨床前研究。在老年小鼠中，熱滅活副干酪乳桿菌D3-5中的脂磷壁酸可使腸道內阿克曼菌豐度增加，黏蛋白顯著表達，增強黏膜屏障功能，預防高脂飲食喂養引起的代謝功能障礙［51］。MA等［52］研究發現多胺亞精胺給藥可改變肥胖小鼠腸道菌群的組成和功能，特別是產生丁酸鹽的毛螺菌屬豐度增加，顯著改善腸道屏障功能及代謝表型。

4.4 糞菌移植（FMT） FMT是指將供體糞便中的功能菌群移植至患者腸道中，改善原有腸道菌群失調，重建正常腸道微生態，實現疾病的治療［53］。動物實驗方面，高脂飲食喂養的小鼠在FMT干預后，腸道擬桿菌門減少，厚壁菌門增加，腸道屏障功能和內毒素血癥改善，肝臟脂質積累減少和促炎細胞因子水平降低，脂肪性肝炎減輕［54］。一項針對代謝綜合征患者的研究表明，來自瘦供體的FMT改善了胰島素敏感性及肝內脂質代謝，而這與產生丁酸鹽的菌株增加有關［55］。WITJES等［56］一項隨機雙盲對照試驗，比較了3個為期8周的素食供體FMT與自體FMT對NAFLD嚴重程度的影響，研究發現FMT干預后腸道菌群發生顯著變化，且向供體微生物菌群特征趨同，在擬桿菌及厚壁菌上這種趨勢更為明顯。然而整體NAFLD活動評分及纖維化評分在統計學上并無明顯差異，但值得注意的是，壞死性炎癥評分（包括小葉炎癥和肝細胞氣球樣變）有改善的趨勢。一項針對21例NAFLD受試者的試驗顯示，FMT可改善NAFLD患者的腸道通透性，但隨訪6個月未見胰島素敏感性增加或肝內脂質含量降低［57］。FMT療效與“供體”特征密切相關，特別是糞便微生物群的豐富度、多樣性和相容性等，所以FMT治療NAFLD是否可以在臨床上應用，仍需要大量的臨床試驗提供依據。

4.5 抗生素 利福昔明是衍生于利福霉素的非全身性抗生素，其在胃腸道中幾乎不被吸收，不會顯著影響腸道微生物組的多樣性［58］。在對NAFLD模型小鼠的實驗中發現，口服利福昔明可降低腸道通透性及內毒素水平，減少肝內脂質沉積，并降低NASH小鼠AST、ALT水平，同時減輕肝臟炎癥和纖維化。此外，腸道菌群發生改變，并減少回腸末端的次級膽汁酸水平，逆轉Fxr-FGF15信號的激活，促進肝臟中的CYP7a1和CYP7b1的表達，這可能是利福昔明緩解NASH的機制［59］，與FUJINAGA等［60］研究相一致。而在評估利福昔明對人類NASH治療的療效上研究結論相互矛盾。GANGARAPU等［61］研究納入42例經活檢證實為NAFLD的患者，利福昔明（1 200 mg/d）短期給藥28 d后發現，內毒素水平、AST、ALT、促炎細胞因子以及NAFLD活動評分顯著下降，抗生素的這種改善歸因于腸道微生物群和膽汁酸代謝的改變，以及FXR信號傳導的下調。然而，在COBBOLD等［62］研究中，接受為期6周利福昔明（400 mg，2次/d）治療后，患者血清ALT水平及胰島素抵抗增加，提示對NASH沒有益處，且治療后糞便微生物群的相對豐度沒有差異。以上差異可能與不同的治療劑量和持續時間相關。同樣有研究發現三氯生可增加NAFLD模型小鼠腸道有益菌的相對豐度，包括乳酸桿菌、雙歧桿菌和毛螺菌科，同時增加擬桿菌門/厚壁菌門的比例，顯著改善肝臟脂肪變性，提示三氯生可以調節腸道菌群為靶點治療NAFLD［63］。然而，抗生素可能具有不同的作用，MAHANA等［64］研究發現，用抗生素治療的小鼠表現出嚴重的胰島素抵抗，同時增加NAFLD組織學病變的發生率和嚴重程度，這與抗生素擾動腸道菌群導致雙歧桿菌和普雷沃菌的變化有關。因此，抗生素是一把雙刃劍，一方面可以通過滅活有害菌群調節腸道菌群紊亂達到緩解或者治療的目的，另一方面長期使用抗生素可能會導致細菌耐藥的發生，影響體內有益菌的生長，產生新的菌群紊亂。

4.6 噬菌體 噬菌體對細菌具有特異性，可靶向編輯腸道微生物群落結構，目前這種方法尚未在NAFLD中進行評估，但臨床前研究支持其對酒精相關性肝病的有效性［65］。DUAN等［66］使用酒精性肝病患者的糞便定植無菌小鼠，研究靶向溶細胞性糞腸球菌的噬菌體的療效，發現這些噬菌體消除了乙醇誘導的肝損傷和脂肪變性，而不影響腸道菌群的整體組成。這種溶細胞性糞腸球菌的存在已被證明與酒精性肝病的嚴重程度以及死亡率有關。然而，針對肝病的噬菌體療法目前僅在小鼠模型中進行了研究，還需要進行臨床試驗來評估其有效性，以及對NAFLD患者的療效及安全性。

5 小結與挑戰

腸道菌群在維持腸道平衡及NAFLD發生發展中具有重要作用，運動、飲食、益生菌制劑、FMT、抗生素等以調整腸道菌群為靶點的干預措施可有效緩解NAFLD，噬菌體有效性還需進一步明確，但目前有關其在NAFLD治療上的相關試驗存在異質性，而這種異質性可歸因于多個方面。首先，通過鍛煉、飲食、益生菌制劑及FMT等療法雖可短暫改變腸道菌群結構，但當干預消失時這種改變并不能長期維持，療效受到制衡。其次，以上干預措施在具體方案上并未達成共識，如飲食模式的改善、鍛煉的強度和持續時間、微生態制劑的菌群種類、劑量及頻率等；另外，評估療效使用的是血清學生物標志物，而非作為金標準的肝活檢，這些差異均可能會對試驗結果造成影響。最后，盡管現有的橫斷面研究體現出相關性，但建立腸道菌群-NAFLD的因果關系仍然是一個挑戰，具體哪些菌株可能驅動NAFLD的一些關鍵特征，如脂肪變性、炎癥、胰島素抵抗或纖維化的進程仍有待進一步闡明。

作者貢獻：傅偉強負責文章的構思和設計、文獻整理、撰寫論文；周劍波負責文獻收集；吳雄健負責論文修訂；黃才斌負責文章的質量控制及審校，對文章整體負責、監督管理。

本文無利益沖突。