萬美暄,黃顯俊,徐立
(大理大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院,云南 大理 671000)
肝臟是人體最大的代謝器官及最大的消化腺,也是體內(nèi)代謝的中間站,承受著消化,解毒,代謝,分泌,免疫及調(diào)節(jié)循環(huán)血量等多種生理功能。肝臟疾病一直是一個熱點話題,以酒精性肝病為例,酒精性肝病(alcoholic liver disease,ALD)是指長時間乙醇作用導(dǎo)致肝細(xì)胞壞死和永久性結(jié)構(gòu)破壞的肝病嚴(yán)重形式,疾病最初表現(xiàn)為酒精性脂肪肝,隨后病程逐漸發(fā)展為酒精性肝硬化,甚至出現(xiàn)肝細(xì)胞廣泛性壞死,從而誘發(fā)肝功能衰竭[1]。酒精肝與飲酒的時間和飲酒量有關(guān),也有小部分人大量飲酒并沒有形成ALD,由此可見還有其他因素導(dǎo)致此疾病,如肥胖,吸煙,性別,關(guān)鍵基因多態(tài)性等基本因素[2-3]。酒精性肝病的致病機理比較復(fù)雜,臨床上采用多種治療方法,其效果并不顯著,臨床治療報道也相對較少,因此掌握ALD發(fā)展的機理即信號傳導(dǎo)通路,才能更好的定向治療ALD[4-5]。
乙醇是一個小分子化合物,極易在細(xì)胞中被吸收,很多因素也會影響乙醇的吸收,比如性別,年齡,體重,健康狀況[6]。酒精主要經(jīng)肝臟代謝,第一個是由NAD+結(jié)合的酒精脫氫酶(ADH)控制的,第二個由位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的MEOS(微體乙醇氧化系統(tǒng))控制的,第三種是由過氧化氫酶控制的[7]。因此當(dāng)體內(nèi)乙醇過量時,阻礙了肝臟內(nèi)脂肪轉(zhuǎn)化,導(dǎo)致大量的脂肪堆積。
ALD早期的發(fā)病機制,包括酒精性脂肪變性,也因氧化應(yīng)激、酒精代謝產(chǎn)物毒性和多種炎癥信號的激活而不同。在一般酒精代謝過程中,酒精被酒精脫氫酶(ADH)代謝為乙醛,乙醛再被乙醛脫氫酶(ALDH)代謝為醋酸鹽,乙醛是有毒和致癌的,而且是一種高反應(yīng)性和直接誘變化合物,可形成各種蛋白質(zhì)和DNA加合物,促進DNA修復(fù)失效、脂質(zhì)過氧化和線粒體損傷,并最終促進癌變[8]。酒精肝的另一個機制是氧化應(yīng)激,慢性飲酒激活補體系統(tǒng),然后與Kupffer細(xì)胞上的受體結(jié)合,增加炎癥因子導(dǎo)致ROS的釋放;ROS是肝細(xì)胞產(chǎn)生線粒體和細(xì)胞色素P450 2E1 (CYP2E1)介導(dǎo)的,進一步引起肝抗氧化系統(tǒng)的激活,包括谷胱甘肽(GSH);ROS也可與蛋白質(zhì)結(jié)合產(chǎn)生新抗原,可誘導(dǎo)宿主免疫應(yīng)答;ROS還可導(dǎo)致脂質(zhì)過氧化,產(chǎn)生脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物,如4-羥基壬烯醛(4-HNE)或丙二醛(MDA),因此ROS在ALD中發(fā)揮著關(guān)鍵的作用。肝臟巨噬細(xì)胞的自噬抑制是慢性乙醇攝入導(dǎo)致ALD發(fā)生的又一個機制,酒精通過上調(diào)甾醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白1c (SREBP1c)和下游的脂肪生成基因,增加脂肪酸(FA)的合成,酒精還可以改變自噬、庫普弗細(xì)胞和腸道微生物群,從而調(diào)節(jié)肝脂肪變性[9]。飲酒會激活Kupffer細(xì)胞釋放促炎細(xì)胞因子(例如,腫瘤壞死因子),促進脂肪在肝臟堆積,還會導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(ER)和線粒體的應(yīng)激,并破壞細(xì)胞器,這些細(xì)胞器通常會被自噬清除,然而,酒精也會抑制自噬,導(dǎo)致受損細(xì)胞器和發(fā)育不良的肝細(xì)胞積累。其次飲酒會使肝細(xì)胞產(chǎn)生多種趨化因子,誘導(dǎo)炎癥細(xì)胞肝浸潤,從而使細(xì)胞凋亡。酒精及其代謝物通過多種途徑促進腸道炎癥,這種炎癥反應(yīng)反過來加劇了酒精引起的器官損害,形成惡性循環(huán),導(dǎo)致了酒精在局部和全身的其他有害作用[10-13]。但是對酒精肝的具體發(fā)病機制目前還不完全了解,因此有待進一步詳細(xì)研究。
ALD的治療首先是建立在戒酒的基礎(chǔ)上,也包括很多綜述當(dāng)中總結(jié)的營養(yǎng)支持,各種藥物治療。靶點治療又是近來的熱點,下面對ALD的新靶點治療做了具體分析。
氧化應(yīng)激是ALD形成的關(guān)鍵因素,抗氧化防御系統(tǒng)的活性在慢性酗酒中也在降低,因此用葛根、美他多辛等抗氧化藥物治療ALD,是一種重要的靶點治療。葛根在我國已有6000多年的栽種歷史,是一種傳統(tǒng)的中藥,性涼味甘,具有解肌退熱,生津止渴的功效[15],還可以作為一種有效的抗氧化劑,其主要活性成分為大豆苷元和葛根素等[16],已有較多的研究表明葛根有解酒功效。季紅[17]等研究表明葛根素能降低急性酒精中毒大鼠血清TG、ALT、AST等。王思為[18]等采取灌胃的方法建立急性小鼠酒精肝損傷模型,其研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)低,中,高劑量葛根復(fù)合膠囊(CCPL)均可顯著降低ALT,AST,MDA的含量,升高GSH-Px的活性。Feng Ruibing[19]等研究發(fā)現(xiàn)葛根素能明顯改善ALD大鼠肝臟血漿參數(shù),組織病理學(xué),脂質(zhì)積累增加,氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)。也有學(xué)者發(fā)現(xiàn)葛根可以顯著降低乙醇大鼠血清尿素氮,甘油三酯,血清總膽固醇和高、低密度脂蛋白水平[20]。葛根用于酒精性肝損傷療效確切,主要是針對酒精引起的氧化應(yīng)激,但其作用機制復(fù)雜,有待進一步研究。美他多辛片化學(xué)名為吡哆醇L-2-吡咯烷酮-5-羧酸鹽,是吡咯酮和吡咯烷酮羧酸的離子化合物,曾在國內(nèi)數(shù)家大型醫(yī)院進行了臨床研究,6周后發(fā)現(xiàn)美他多辛能明顯的改變肝臟各項生化指標(biāo),同時也有很多實例證明美他多辛能顯著改善ALD患者的實驗室指標(biāo)[21]。Lorenzo leggio[22]等發(fā)現(xiàn)美他多辛能明顯減少病人每周的飲酒量,VAS,ALT,AST水平。曾在一項開放性臨床標(biāo)簽實驗中發(fā)現(xiàn)接受美他多辛治療的病人更容易戒酒且存活率明顯升高[23]。美他多辛是目前有效治療酒精肝的藥物,可以加快酒精在血液中的凈化,也是一種有效的抗氧化劑[24]。近期有研究用CYP2E1的靶向藥物12-咪唑基-1-十二烷醇(I-ol)和1-咪唑基十二烷(I-an)(I-ol和I-an是咪唑環(huán),可作為螯合劑和脂肪酸衍生物,對天然底物進行分子模擬)治療早期酒精性脂肪性肝炎,最后發(fā)現(xiàn)I-ol和I-an可以顯著減少乙醇對超氧自由基陰離子(SRA)的影響,且完全降低了乙醇對谷胱甘肽過氧化物酶(GPx)酶活性的影響和肝臟各項生化指標(biāo),導(dǎo)致明顯發(fā)生病理改變的肝形態(tài)幾乎完全恢復(fù)[25]。目前還有學(xué)者表明,ROCK2的下調(diào)可減弱酒精誘導(dǎo)的星形膠質(zhì)細(xì)胞的炎癥和氧化應(yīng)激,抑制了星形膠質(zhì)細(xì)胞NF-kB信號通路及NLRP3炎癥小體的激活[26]。在該研究中還發(fā)現(xiàn),酒精暴露組caspase 1的表達(dá)顯著上調(diào),由此進一步假設(shè),是否可以通過敲除caspase 1來治療ALD,這將又是一個潛在的新靶點治療。
ALD的發(fā)生和發(fā)展至少部分是由線粒體功能障礙介導(dǎo)的,在小鼠通過microRNAs-PGC-1α-TFAM(線粒體轉(zhuǎn)錄因子A調(diào)控PPAR)信號通路喂含乙醇的食物建立的ALD模型[27]中發(fā)現(xiàn),米糠酚(RBPE)提取物能顯著降低肝臟各項指數(shù),升高SOD、GSH-Px、CAT的活性,通過microRNA494-3p介導(dǎo)的PGC-1肝細(xì)胞-TFAM通路減輕線粒體功能障礙,從而對小鼠酒精性肝病形成保護作用。此外還發(fā)現(xiàn)RBPE的處理顯著提高了乙醇導(dǎo)致的線粒體復(fù)合物I和IV、線粒體膜電位、肝臟ATP水平的減少,同時降低了Bax / Bcl-2的表達(dá),可見RBPE對肝細(xì)胞的凋亡也有抑制作用。在之前的研究中就發(fā)現(xiàn)酚類物質(zhì)可以上調(diào)或下調(diào)miRNA的表達(dá)[28],但就目前研究提示RBPE對線粒體功能障礙影響的具體機制尚不明確,需進一步探討。同時可進一步假設(shè),線粒體呼吸鏈復(fù)合物活性的抑制會導(dǎo)致嚴(yán)重的線粒體功能失調(diào),是否可以通過激活線粒體復(fù)合物而治療ALD。
補體是先天免疫系統(tǒng)的重要組成成分,在ALD中同樣有著至關(guān)重要的作用,激活補體系統(tǒng)導(dǎo)致ROS的產(chǎn)生,影響氧化應(yīng)激。有學(xué)者[29]發(fā)現(xiàn)急性酒精相關(guān)肝炎(AH)與補體嚴(yán)重紊亂有關(guān),加入補體特別是CFI和sC5b9,可提高AH患者疾病嚴(yán)重程度和死亡風(fēng)險的診斷及預(yù)后指征。補體受體2 (CR2)-Crry是一種位點靶向補體抑制劑,可以阻斷補體C3的激活[30]。在灌胃或短期內(nèi)暴飲暴食乙醇的小鼠模型中發(fā)現(xiàn)[33],C3缺乏組和 CR2-Crry組可使 C3a,ALT,AST,TNF,IL-6,IY6G,IL-1,CXCIP,ICAM1水平均明顯下降,蘇木精和伊紅染色顯示肝脂肪變性減少。同時還發(fā)現(xiàn)乙醇小鼠的Gly-tRF顯著上調(diào),在此基礎(chǔ)上使用了抗感抑制劑發(fā)現(xiàn)ALT和AST水平降低;SIRT1顯著上調(diào)和肝脂肪變性減少,可見Gly-tRFs通過調(diào)節(jié)SIRT1信號通路促進脂肪生成和抑制脂肪酸氧化。補體抑制劑,補體補充劑和Gly-tRF抑制劑目前是一種潛在的精確治療策略,為研究者進一步取得ALD的新治療提供了思路。
ALD的患者由于大量飲酒使得腸道菌群屏障通透性增強,大量菌群滲透到血液,加重患者的病情。Suraphan Panyod等[32]的研究證實經(jīng)大蒜素處理的ALD小鼠除ALT,AST,LPS,CD14,TLR4的水平下降,肝酒精脫氫酶(ADH)活性水平提高,肝三酰甘油的含量、肝臟相對重量和脂肪變性的程度,TNFα,IL-6等炎癥因子的減少之外;還發(fā)現(xiàn)OTUs和盲腸微生物群功能的減少,可見大蒜素有修飾盲腸菌群的功能,可以改變酒精性肝脂肪變性小鼠腸道菌群的組成成分,通過介導(dǎo)LPS - CD14 - tlr4誘導(dǎo)的肝臟炎癥通路,減輕肝臟的損傷和炎癥。Ping Qiu[33]等發(fā)現(xiàn)藿香提取物(SHE)可使ALD大鼠AST、ALT、CD14、TLR4、MyD88等明顯下降,也顯著抑制了NF -KB,TNF-α和LPS的表達(dá);H&E染色結(jié)果發(fā)現(xiàn)腸組織形態(tài)學(xué)和病理改變明顯改善;還提高了Verrucomicrobia門的菌群豐度和乳酸菌的豐度;逆轉(zhuǎn)了乙醇降低的擬桿菌門和厚壁菌門的比例;降低了Akkermansia,Proteobacteria及變形桿菌門豐度,力桿菌屬水平,但是Akkermansia的豐度在ALD中的機制尚不清楚,需進一步研究。
酒精性肝病一直以來是臨床治療中的棘手病癥,有諸多的問題迄今尚無法解決,如發(fā)病機制復(fù)雜,影響因素較多,難以建立理想的ALD模型。新靶點治療是近年研究的熱點,天然靶向藥具有重要的意義,但由于對發(fā)病機制沒有完全了解,新靶點治療的運用尚不能全面展開。未來的研究方向應(yīng)瞄準(zhǔn)具體的發(fā)病機制,開拓更多的天然靶向藥,同時更深入的探討信號通路及基因敲除方面對ALD的治療。