葉倩伶， 王明剛， 毛德文， 蔣海南

1 廣西中醫(yī)藥大學(xué) 第一臨床醫(yī)學(xué)院， 南寧 530222； 2 廣西中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院 肝病科， 南寧 530023

膽汁酸(bile acids，BAs)來源于肝臟中的膽固醇，隨后被分泌到膽小管中，充當(dāng)強(qiáng)大的生理清潔劑，用于吸收和運(yùn)輸營養(yǎng)、脂肪和維生素[1]。 BAs還充當(dāng)信號分子誘導(dǎo)基因進(jìn)而調(diào)節(jié)膽汁酸的合成、轉(zhuǎn)運(yùn)、攝取和代謝[2]。在生理條件下，肝臟中存在的游離形式和結(jié)合形式的BAs處于平衡狀態(tài)。但是，當(dāng)發(fā)生肝膽或腸道疾病時，平衡發(fā)生改變，并且各個BAs的濃度以及在血清、尿液和糞便中的整個分布都可以觀察到明顯的變化[3]。循環(huán)膽汁酸池的擾動導(dǎo)致代謝和免疫功能失調(diào)，可能與肝臟和腸道疾病有關(guān)[4]。人體胃腸道由復(fù)雜和動態(tài)范圍的共生微生物定殖，統(tǒng)稱為腸道微生物組，它可以保護(hù)人類宿主抵抗病原體并維持代謝穩(wěn)態(tài)和免疫平衡，同時也參與了疾病的發(fā)生發(fā)展。中醫(yī)藥學(xué)作為一種以整體治療哲學(xué)為特征的綜合醫(yī)學(xué)實(shí)踐體系，對眾多疾病療效顯著。近些年，中醫(yī)藥在調(diào)節(jié)膽汁酸，影響腸道菌群，治療肝臟疾病中起到重要作用[5-6]。

1 BAs的合成、轉(zhuǎn)運(yùn)與代謝

BAs是包含5β-類固醇的24碳結(jié)構(gòu)分子，帶有羥基的甾族核和以羧基為末端的烴鏈，由肝臟中的膽固醇合成。BAs主要包括膽酸(cholic acid，CA)和鵝去氧膽酸(chenodeoxycholic acid，CDCA)。BAs的合成主要通過以下兩種途徑發(fā)生：經(jīng)典(中性)途徑或替代(酸性)途徑。經(jīng)典途徑占BAs總產(chǎn)量的90%以上，經(jīng)典途徑中膽固醇經(jīng)膽固醇-7α-羥化酶(CYP7A1)催化生成7α-羥基膽固醇，進(jìn)一步催化生成CA和CDCA。替代途徑則由甾醇-27-羥化酶(CYP27A1)催化生成27-羥基膽固醇，進(jìn)一步被氧甾醇-7α-羥化酶(CYP7B1)催化生成CDCA，該途徑產(chǎn)生的總膽汁酸量雖然不到10%，但成為肝病患者BAs的主要生物合成途徑[7]。BAs從肝臟排出通過膽小管轉(zhuǎn)運(yùn)并儲存在膽囊中。食物攝入后，胃中脂肪和蛋白質(zhì)的存在導(dǎo)致BAs從膽囊釋放到十二指腸。在腸道中，腸道菌群對初級膽汁酸進(jìn)行修飾，通過C-3、C -7和C-12處的羥基與7α-脫羥基結(jié)合、氧化或差向異構(gòu)化作用產(chǎn)生了次級膽汁酸。脫氧膽酸(deoxycholic acid，DCA)和石膽酸(lithocholic acid，LCA)分別通過CA和CDCA的脫羥基作用而形成，是通過對結(jié)腸中的厭氧菌群進(jìn)行脫水來實(shí)現(xiàn)的。羥基類膽固醇是CDCA的羥基對腸道細(xì)菌的脫氫酶進(jìn)行差向異構(gòu)化導(dǎo)致熊去氧膽酸(UDCA)的形成。膽汁鹽通過甘油與牛磺酸的結(jié)合分子分泌形成BAs，例如?；切苋パ跄懰?tauroursodeoxycholic acid，TUDCA)，BAs再通過門靜脈定向到肝臟。腸細(xì)胞吸收并釋放到門靜脈的大多數(shù)BAs被重新定向到肝臟以進(jìn)行再循環(huán)，不到10%的BAs到達(dá)體循環(huán)[8]。

BAs在膽汁中的膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)與一些分子的特殊理化特性有關(guān)，膽汁中的其他兩種脂質(zhì)成分(卵磷脂和膽固醇)在水相中的溶解度非常低，低濃度下，BAs在水中呈單體形式。但是當(dāng)它們的濃度增加到臨界膠束濃度時，會形成濃度范圍2～20 mm的簡單膠束，簡單膠束能夠?qū)⒛懝檀既芙庠谄涫杷诵闹?。?dāng)磷脂摻入到這些結(jié)構(gòu)中時，可在膽汁中形成混合膠束，與簡單膠束相比，能夠吸收3倍的膽固醇。在腸道中，它們形成膠束結(jié)構(gòu)的能力對于腸壁內(nèi)脂肪和脂溶性維生素的吸收至關(guān)重要[9]。BAs對于肝臟的首要功能是在維持膽小管膽汁流量方面起著重要作用，肝細(xì)胞小管膜水平存在特定的膽鹽輸出泵(bile salt export，BSEP)[10]。BSEP屬于與三磷酸腺苷結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的抗原加工亞家族相關(guān)的多藥耐藥性轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。BSEP僅由肝細(xì)胞表達(dá)，并位于小管膜的細(xì)胞中。該轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的活性調(diào)節(jié)了小管腔中的BAs與水結(jié)合的含量，從而決定了BAs依賴性膽汁流的形成。BAs的次要功能是根據(jù)它們在細(xì)胞中的特定濃度，對肝細(xì)胞自身合成的反饋調(diào)節(jié)，該機(jī)制是通過BAs對肝細(xì)胞中FXR的直接調(diào)節(jié)而獲得的。

核受體(NR)是配體激活的轉(zhuǎn)錄因子，在調(diào)節(jié)某些基因分化、合成和代謝中發(fā)揮關(guān)鍵作用[11]。至少有5個NR超家族成員作為BAs的傳感器：法尼醇X受體(FXR、NR1H4)，孕烷X受體(PXR、NR1H2)，組成型雄甾烷受體(CAR、NR1H3)，維生素D受體(VDR、NR1H1)和肝X受體α(LXRα)[12-15]。此外，BAs也是細(xì)胞表面G蛋白偶聯(lián)受體(TGR5)的配體，如GPBAR1[16]。每種BAs可與多種受體結(jié)合，但活化能力不同。FXR由CDCA>DCA>LCA>CA激活，GPBAR1由LCA>DCA>CDCA>CA激活。VDR和PXR僅由LCA激活。有研究[17]表明BAs可通過BAs-FXR途徑調(diào)節(jié)釋放的內(nèi)毒素相關(guān)細(xì)胞因子水平，從而改善腸源性內(nèi)毒素血癥所導(dǎo)致的肝損傷。BAs信號通過NR和細(xì)胞膜受體發(fā)生，包括FXR、VDR、PXR、糖皮質(zhì)激素受體、鹽皮質(zhì)激素受體、組成型雄激素受體(CAR)、TGR5、α5β1整合素和鞘氨醇-1-磷酸受體2[18]。研究最多的BAs受體是FXR和TGR5，兩種受體均在肝腸循環(huán)中大量表達(dá)，其中BAs主要通過FXR對自身的合成產(chǎn)生負(fù)反饋調(diào)節(jié)作用，通過激活FXR和TGR5，BAs不僅調(diào)節(jié)自身的合成和肝腸循環(huán)，而且還調(diào)節(jié)甘油三酸酯、膽固醇、葡萄糖和能量穩(wěn)態(tài)[19]。

2 BAs與腸道微生物的結(jié)構(gòu)及功能

在腸道中結(jié)合BAs受到微生物群的化學(xué)修飾,BAs的代謝在很大程度上受到腸道微生物群雙向調(diào)節(jié)。微生物膽鹽水解酶是一種主要由類桿菌屬、梭狀芽孢桿菌屬、乳酸桿菌屬和雙歧桿菌屬等厭氧腸道細(xì)菌表達(dá)的酶，在側(cè)鏈上進(jìn)行脫氨，然后由細(xì)菌7α-脫氫酶進(jìn)行7α-脫氫，主要由梭菌和真菌表達(dá)，這些反應(yīng)轉(zhuǎn)化DCA中的鈣和LCA中的CDCA、DCA和LCA為次級膽汁酸[20]。因此，腸道菌群通過改變BAs的組成，激活宿主代謝過程中的免疫活性。BAs的大小和組成對腸道微生物群的調(diào)節(jié)也非常重要。BAs直接作用于抗菌藥物或者通過FXR誘導(dǎo)抗菌肽的產(chǎn)生，或者通過FXR和GPBAR1調(diào)節(jié)宿主的免疫系統(tǒng)，能夠改變腸道微生物群的結(jié)構(gòu)[21]。多項研究[22]表明，BAs尤其是GPBAR1和FXR， 在調(diào)節(jié)腸道免疫和微生物群穩(wěn)態(tài)中的作用。在具有奧貝膽酸(OCA)的小鼠中激活FXR可減輕葡聚糖硫酸鈉或三硝基苯磺酸所誘導(dǎo)的結(jié)腸炎的嚴(yán)重性，維持了腸上皮屏障的完整性并降低了促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生，直接作用在免疫系統(tǒng)的細(xì)胞上。對GPBAR1在腸內(nèi)功能的研究表明，該受體通過減弱炎癥過程進(jìn)而在腸內(nèi)起保護(hù)作用，還顯示了GPBAR1被BAR501[23]、樺木酸[24]、油酸等化合物的激活，可減輕小鼠結(jié)腸炎模型中促炎性細(xì)胞因子的產(chǎn)生。有研究[25]說明，向野生大鼠喂食CA改變了腸道微生物群組成并增加了厚壁菌門/擬桿菌的比例，增加了7α-脫羥基細(xì)菌和梭菌屬的豐度，而在梭菌屬中，布勞特氏菌屬占優(yōu)勢，其包括許多屬于梭菌簇的物種，它們與人BAs的7α-脫羥基物種密切相關(guān)。研究[26]顯示，DCA毒性極強(qiáng)，可嚴(yán)重抑制許多腸道細(xì)菌的生長，包括脆弱擬桿菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌、雙歧桿菌和乳酸桿菌。目前研究[27]表明，革蘭陰性細(xì)菌比革蘭陽性細(xì)菌對BAs的對抗性更強(qiáng)。腸道內(nèi)BAs水平較低有利于腸道微生物群中革蘭陰性成員的擴(kuò)張，其中也包括許多潛在的病原體。另一方面，腸道中高水平的BAs促進(jìn)了革蘭陽性細(xì)菌生長。

3 BAs與肝細(xì)胞功能

BAs是膽固醇在肝細(xì)胞中經(jīng)一系列酶促反應(yīng)形成的，一定程度上反映肝細(xì)胞合成、攝取及分泌功能。其中UDCA和TUDCA在肝細(xì)胞中的作用至關(guān)重要。在肝細(xì)胞的水平上，UDCA可以刺激膽汁流動和有機(jī)陰離子分泌。UDCA誘導(dǎo)的膽汁分泌是通過轉(zhuǎn)錄作用實(shí)現(xiàn)的，致使BSEP和多藥耐藥相關(guān)蛋白2等轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白更多地進(jìn)入小管膜，并刺激肝碳酸氫鹽分泌，從而刺激堿性膽汁的分泌[28]。UDCA在體內(nèi)對肝轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白表達(dá)的影響相當(dāng)溫和，而且UDCA轉(zhuǎn)錄后的相關(guān)效應(yīng)對肝臟起到有益作用[29]。研究[30]發(fā)現(xiàn)，UDCA保肝的其他重要機(jī)制與其抗凋亡活性有關(guān)，BAs的細(xì)胞毒性與凋亡誘導(dǎo)有關(guān)。UDCA通過抑制線粒體膜的去極化和降低通道形成活性，從而顯著減少疏水性BAs處理的肝細(xì)胞中細(xì)胞色素C向細(xì)胞質(zhì)的線粒體釋放，這些發(fā)現(xiàn)支持了UDCA通過對線粒體膜擾動的保護(hù)作用調(diào)節(jié)凋亡閾值。此外，TUDCA通過調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)鈣水平并抑制鈣蛋白酶和caspase-12活化來抑制與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)的凋亡[31]。更有研究[32]顯示，UDCA與糖皮質(zhì)激素受體和鹽皮質(zhì)激素受體相互作用，到達(dá)細(xì)胞核，一旦進(jìn)入細(xì)胞核，UDCA就會調(diào)節(jié)E2F-1 / p53 / Bax途徑，從而防止細(xì)胞凋亡。除了其對肝膽轉(zhuǎn)運(yùn)能力及其抗凋亡特性的影響之外，現(xiàn)有數(shù)據(jù)也支持氧化損傷、膜穩(wěn)定和抗炎作用的影響。有研究[33]評估了UDCA對培養(yǎng)的大鼠肝細(xì)胞氧化損傷和抗氧化系統(tǒng)的影響，從中發(fā)現(xiàn)UDCA能顯著減少過氧化氫或鎘激發(fā)后的細(xì)胞損傷。UDCA還增加谷胱甘肽和含硫鍵蛋白的含量，以及γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶mRNA的含量，提示其具有抗氧化損傷的肝保護(hù)作用。關(guān)于膜穩(wěn)定性，有體外實(shí)驗[34]數(shù)據(jù)表明，UDCA可以與細(xì)胞膜的非極性結(jié)構(gòu)域結(jié)合，穩(wěn)定其結(jié)構(gòu)，避免CDCA等疏水性BA誘導(dǎo)的脂質(zhì)溶解。

4 BAs與肝臟免疫調(diào)控

肝臟通過產(chǎn)生補(bǔ)體組成部分、急性期蛋白、細(xì)胞因子和趨化因子等免疫系統(tǒng)組成部分保護(hù)機(jī)體免受飲食和腸道細(xì)菌入侵誘發(fā)的潛在炎癥[35]。BAs以其抗炎特性而聞名，并且在調(diào)節(jié)肝臟免疫反應(yīng)中起重要作用。在對受肝膽疾病影響的患者臨床觀察中發(fā)現(xiàn)，BAs可抑制細(xì)胞介導(dǎo)的免疫和巨噬細(xì)胞活化[36]。BAs還通過激活BAs激活受體(BAR)充當(dāng)信號分子， BAR在巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞(DC)和NKT中的激活會導(dǎo)致抑制性調(diào)節(jié)功能，并且有助于維持肝臟免疫的耐受性狀態(tài)和腸固有免疫力[37]。FXR和GPBAR1都在先天免疫細(xì)胞中高濃度表達(dá)，包括單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、DC、自然殺傷細(xì)胞(NK)(ILC1)和NKT細(xì)胞[38]。GPBAR1激動劑BAR501被證明具有有效的抗炎作用，可增強(qiáng)非酒精性脂肪型肝炎(NASH)小鼠模型中白色脂肪組織的能量消耗和血管內(nèi)皮功能，BAR502也被證實(shí)減少了肝臟炎癥的標(biāo)志物，從而減弱了NASH的特征[39]。并且，F(xiàn)XR和GPBAR1配體均抑制炎性體NRLP3信號傳導(dǎo)并降低IL-1β的表達(dá)，從而在酒精性肝病(ALD)小鼠模型中起到保護(hù)肝臟減弱肝損傷的作用[40]。OCA已被批準(zhǔn)用于治療慢性自身免疫性肝病和原發(fā)性膽源性膽管炎，并且OCA在臨床試驗中對NASH的治療顯示出肝臟抗炎和抗纖維化的作用[40]。因此，BAs可被考慮為包含多個常駐髓樣和淋巴樣免疫細(xì)胞種群的免疫系統(tǒng)，在肝免疫穩(wěn)態(tài)，識別惡性細(xì)胞、病原體和效應(yīng)物，對有毒產(chǎn)物的入侵起著重要作用。

5 中醫(yī)藥與BAs合成代謝及下游效應(yīng)作用

研究[41]發(fā)現(xiàn)用紅景天苷治療后，肝脂肪變性、TG含量和血清炎癥因子顯著改善，高脂飲食(HFD)誘導(dǎo)的腸道細(xì)菌、BAs紊亂和FXR缺乏明顯減輕，可通過腸道微生物-FXR軸改善NASH。柴胡抗抑郁作用相關(guān)的代謝產(chǎn)物涉及原代BAs生物合成、?；撬岷偷凸劝反x、乙醛酸和二元酸代謝3條代謝途徑[42]。槲皮素治療HFD引起血管受損的主要途徑是抑制BAs的生物合成，槲皮素治療12周可顯著降低TC、TG、HDL、LDL、TNFα和IL的水平[43]。在α-萘基異硫氰酸酯誘導(dǎo)的肝內(nèi)膽汁淤積大鼠中發(fā)現(xiàn)共有39種內(nèi)源性代謝產(chǎn)物具有顯著性差異，經(jīng)消炎利膽方處理后，有22種生物標(biāo)志物被逆轉(zhuǎn)至對照水平，涉及初級BAs生物合成、BAs代謝和排泄、類固醇代謝等，可以恢復(fù)正常的肝臟和血清中BAs含量，表明其治療膽汁淤積的機(jī)制之一是調(diào)節(jié)膽酸的代謝穩(wěn)態(tài)[5]。在中藥復(fù)方(淫羊藿、肉蓯蓉、益母草、丹參、姜黃、女貞、何首烏、牡蠣)治療處理后，膽酸、糖膽酸、?；侨パ跄懰岷团；悄懰岬人斤@著上調(diào)，同時關(guān)鍵酶CYP7A1的表達(dá)增加，表明此中藥復(fù)方配方加速BAs代謝合成途徑可能是該配方藥理功能的關(guān)鍵機(jī)制之一[6]。

中藥及其活性成分調(diào)節(jié)BAs轉(zhuǎn)運(yùn)過程中關(guān)鍵蛋白的基因表達(dá)，在調(diào)節(jié)BAs的重吸收方面具有顯著影響。三味干姜散能顯著上調(diào)與BAs合成相關(guān)的蛋白質(zhì)水平(例如CYP7A1)，并且與排泄和再吸收相關(guān)的蛋白質(zhì)(如鈉離子-牛磺膽酸共轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、多藥耐藥相關(guān)蛋白2和BESP)也被上調(diào)，增加了核因子E2相關(guān)因子-2的核表達(dá)，顯著降低炎性細(xì)胞因子和LPS的活性，改善了腸道菌群失調(diào)的癥狀，并且明顯改善了肝組織和回腸組織的病理學(xué)，減輕肝小葉結(jié)構(gòu)紊亂[44]。在巨噬細(xì)胞中，葛根芩連湯通過增加CBS、MAT1A、HNF4α和PPARα的差異表達(dá)基因來減少氧化應(yīng)激或脂質(zhì)代謝，從而降低了炎癥因子TNFα和IL-6 mRNA的表達(dá)水平，上調(diào)了HNF4α、PPARα和CBS基因的表達(dá)；在HepG2細(xì)胞中，葛根芩連湯降低IL-6水平和細(xì)胞內(nèi)TG含量，并抑制Toll樣受體4表達(dá)，減輕了NASH相關(guān)的肝損傷[45]。血清代謝組學(xué)顯示，茵陳術(shù)附湯可有效改善BAs穩(wěn)態(tài)紊亂，BAs轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、多藥耐藥相關(guān)蛋白2和代謝酶細(xì)胞色素P450 2b10(CYP2b10)上調(diào)，降低了血清生化指標(biāo)，減輕了肝臟壞死和炎性細(xì)胞浸潤等病理損害，影響的代謝物主要與BAs代謝有關(guān)[46]。

6 結(jié)語

BAs是激活機(jī)體眾多疾病(包括肝病)的調(diào)節(jié)脂質(zhì)和轉(zhuǎn)錄因子，是葡萄糖和能量代謝細(xì)胞信號通路的關(guān)鍵信號分子及誘導(dǎo)炎性反應(yīng)。BAs的肝腸循環(huán)擾動可能導(dǎo)致代謝和免疫功能失調(diào)，導(dǎo)致肝臟和腸道疾病的發(fā)生。BAs穩(wěn)態(tài)主要通過BAs受體(FXR、PXR、CAR、VDR等)介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄調(diào)控來維持，維持BAs穩(wěn)態(tài)主要通過肝臟和腸道之間的器官間通訊即腸肝循環(huán)。近年來，針對BAs治療的藥物開發(fā)已取得進(jìn)展，對酸性類固醇部分的操控或影響B(tài)As合成的藥物在相關(guān)疾病的治療中取得良好的效果，通過管理BAs對治療肝臟疾病具有一定的應(yīng)用前景。中醫(yī)藥通過影響B(tài)As合成、轉(zhuǎn)運(yùn)與代謝，調(diào)控腸道菌群結(jié)構(gòu)、位移和功能，或利用菌群影響藥物代謝，產(chǎn)生相應(yīng)的藥理藥效作用，促進(jìn)肝細(xì)胞及免疫功能的改變。因此，探索中醫(yī)藥對BAs調(diào)控的作用機(jī)制，將成為肝臟系統(tǒng)疾病的一個新思路。但由于膽汁酸、腸道菌群及肝臟之間的相互關(guān)系復(fù)雜，如何共存、如何互相作用機(jī)制仍不明，BAs影響肝腸循環(huán)種類機(jī)制、免疫作用相關(guān)性、本身代謝產(chǎn)物、位移機(jī)制等領(lǐng)域研究觀察不足，仍需行進(jìn)一步研究。目前隨著宏基因組學(xué)、功能基因?qū)W、代謝組學(xué)及蛋白組學(xué)等研究的進(jìn)展，對BAs及腸道菌群和肝臟關(guān)系的全面深入研究，為中醫(yī)藥與BAs相互作用的機(jī)制研究挖掘科學(xué)的實(shí)驗方法和依據(jù)，勢必會為肝臟疾病的預(yù)防與治療提供新的思路和方案。

作者貢獻(xiàn)聲明：葉倩伶、蔣海南負(fù)責(zé)查閱文獻(xiàn)，撰寫論文；王明剛參與修改論文；毛德文負(fù)責(zé)擬定寫作思路，指導(dǎo)撰寫文章并最后定稿。