閆冰冰,晁 旭,馮雪松,黃 峰
(1. 陜西中醫(yī)藥大學(xué),陜西 咸陽(yáng)712000;2. 陜西中醫(yī)藥大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院病理學(xué)教研室,陜西 咸陽(yáng)712046;3. 陜西中醫(yī)藥大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)教研室,陜西咸陽(yáng)712046)
非酒精性脂肪性肝?。╪on‐alcoholic fatty liver disease,NAFLD)是指每日飲酒少于10 g 的情況下,肝臟脂肪累積量超過(guò)肝臟重量的5%[1]。具體來(lái)說(shuō),NAFLD 包括范圍廣泛的肝損傷,從簡(jiǎn)單的脂肪變性到非酒精性脂肪性肝炎(non‐alcoholic steato‐hepatitis,NASH)、晚期纖維化和肝硬化,脂肪變性可發(fā)展為NASH,最終發(fā)展為肝硬化及其并發(fā)癥[2]。肥胖、Ⅱ型糖尿?。―M)和胰島素抵抗(insulin resis‐tance,IR)是常與NAFLD 相關(guān)的危險(xiǎn)因素。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展,人們生活水平不斷提高,肥胖人群逐漸增加,我國(guó)NAFLD 患者數(shù)量也在不斷增多,由于NAFLD 的發(fā)病機(jī)制并不完全清楚,本文綜述了NAFLD 發(fā)病機(jī)制的研究進(jìn)展。
NAFLD 現(xiàn)在已得到公認(rèn),占全球患病率的25.2%[3]。達(dá)拉斯心臟研究發(fā)現(xiàn),種族賦予了患NAFLD 額外的風(fēng)險(xiǎn),該研究估計(jì)西班牙裔NAFLD患病率與白人或黑人相比較高,兒童中NAFLD 的患病率為3%~10%,而肥胖兒童中NAFLD 的患病率為40%~70%,此外,在過(guò)去十年中,兒童中NAFLD 的患病率從3%增加到了5%[4]?,F(xiàn)代流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn)非酒精性脂肪肝發(fā)病率與性別有關(guān),且男性高于女性,研究表明,年齡每增長(zhǎng)10 歲非酒精性脂肪肝患病率大約增加10%[5]。近年來(lái)NAFLD 患病率呈低齡化發(fā)展,中國(guó)成人NAFLD的患病率在15%左右,中老年居民NAFLD 患病率為22.05%[6]。NAFLD 已經(jīng)取代慢性乙型肝炎成為中國(guó)的第一大慢性肝?。?]。該病在全球的流行趨勢(shì),也表明NAFLD 在全世界的負(fù)擔(dān)日益加重,已成為全球范圍內(nèi)的重要公共衛(wèi)生問(wèn)題,但是,NAFLD發(fā)病機(jī)理的許多方面仍不清楚,全面探索研究其發(fā)病機(jī)制,才能更好地進(jìn)行早期診斷和治療干預(yù)。
NAFLD 的早期發(fā)病機(jī)制廣泛使用“二次打擊”學(xué)說(shuō)描述,在疾病發(fā)作時(shí),“第一次打擊”被認(rèn)為是IR,主要涉及肝細(xì)胞中脂肪酸和甘油三酸酯代謝的失衡,從而導(dǎo)致肝脂肪變性[8]。IR 是NAFLD 的主要驅(qū)動(dòng)力,高胰島素濃度會(huì)刺激脂肪形成并產(chǎn)生脂毒性[9]。隨后,出現(xiàn)“第二次打擊”,包括炎癥性細(xì)胞因子、脂質(zhì)過(guò)氧化、線粒體功能障礙和氧化應(yīng)激[10],其中以氧化應(yīng)激反應(yīng)為主要影響因素[11]。在許多研究中,已經(jīng)表明NAFLD 患者會(huì)發(fā)生肝氧化應(yīng)激和脂質(zhì)過(guò)氧化,一旦出現(xiàn)肝脂肪變性,氧化應(yīng)激的增加會(huì)觸發(fā)涉及脂質(zhì)過(guò)氧化的病理生物學(xué)過(guò)程,繼而引起肝臟炎癥、纖維化和壞死[8]。在NAFLD 的早期,肝臟中巨噬細(xì)胞M1 的經(jīng)典活化可能促進(jìn)更多的炎癥和IR,以及脂肪變性[2]。其中IL‐6、IL‐8、TNF‐α、IL‐1β、COX‐2 等促炎性細(xì)胞因子,有助于慢性炎癥疾病的發(fā)展[12]。也有研究表明,IL‐6 具有抗炎與促炎雙重特性,但在NAFLD 中的作用尚存在爭(zhēng)議,IL‐10 主要由單核細(xì)胞和B 細(xì)胞產(chǎn)生,是一種抗炎因子,具有免疫調(diào)節(jié)作用[7]。先天免疫系統(tǒng)中的其他炎癥細(xì)胞,如NKT 細(xì)胞和NK 細(xì)胞,在NAFLD 和NASH 的發(fā)展中同樣起著至關(guān)重要的作用[2]。由于NAFLD 更容易受到“二次打擊”,壞死性炎癥和纖維化的影響會(huì)加重并最終導(dǎo)致肝硬化[10]。時(shí)至今日,NAFLD 的發(fā)病機(jī)制尚未被完全闡明,最初的“二次打擊”理論無(wú)法再完全解釋涉及多個(gè)因素的NAFLD 的發(fā)病機(jī)理,Tilg 和Moschen提出的“多重打擊”學(xué)說(shuō)已逐漸取代過(guò)時(shí)的“二次打擊”學(xué)說(shuō)[13]。該學(xué)說(shuō)反映了NAFLD 發(fā)生和發(fā)展的多種潛在途徑,多種損傷之間的相互作用,包括IR,脂肪組織分泌的促脂因子和炎性細(xì)胞因子,腸道菌群,遺傳和表觀遺傳因素,氧化應(yīng)激,環(huán)境和飲食因素等導(dǎo)致NAFLD 的發(fā)展[14]。
2.1.1 腸道菌群失調(diào) 腸道菌群是NAFLD 的致病因素之一,機(jī)制多與肥胖、炎癥、IR 等相關(guān)。有研究報(bào)道,在中國(guó)的一個(gè)隊(duì)列中,61%的NAFLD 患者檢測(cè)到產(chǎn)生大量酒精的肺炎克雷伯菌(HiAlc Kpn),為了研究HiAlc 細(xì)菌與脂肪肝疾病之間的關(guān)系,他們用HiAlc Kpn 喂養(yǎng)了無(wú)特定病原體(SPF)的小鼠,值得注意的是,HiAlc‐Kpn 喂養(yǎng)可誘發(fā)慢性肝脂肪變,Boursier 和同事研究了腸道菌群不平衡與嚴(yán)重NAFLD 病變(即NASH 和纖維化)的關(guān)系,瘤胃球菌數(shù)量的增加與纖維化程度的加重呈正相關(guān)[15]。在一項(xiàng)比較NAFLD 患者和健康人的腸道微生物組的研究中,相對(duì)于健康的非肥胖成人個(gè)體水平,NAFLD 患者的革蘭氏陰性細(xì)菌含量更高,擬桿菌含量升高了20%,厚壁菌降低了24%[16]。目前,腸道菌群主要基于腸—肝軸的作用機(jī)制在NAFLD中起作用,細(xì)胞壁外膜上的脂多糖(LPS)可通過(guò)TRL4 作用于脂肪細(xì)胞和巨噬細(xì)胞,誘導(dǎo)釋放多種炎癥細(xì)胞因子來(lái)誘發(fā)IR,并且,腸道菌群結(jié)構(gòu)和功能失調(diào)可導(dǎo)致相關(guān)基因表達(dá)改變,促進(jìn)慢性低度炎癥發(fā)展為IR,進(jìn)而誘發(fā)NAFLD[12]。腸道菌群失調(diào)亦可通過(guò)其他機(jī)制促進(jìn)NASH,如乙醇生產(chǎn)和干擾膽堿代謝[2]。總的來(lái)說(shuō),腸道菌群及其有害代謝產(chǎn)物(乙醇、飽和脂肪酸、多胺、硫化氫等)可能是肝損傷的驅(qū)動(dòng)因素[15]。
2.1.2 遺傳易感因素 NAFLD 的發(fā)展高度依賴(lài)于環(huán)境,飲食模式和久坐的生活方式對(duì)NAFLD 影響巨大[2]。研究表明,一些個(gè)體攜帶易感性增加的基因變異,使他們更容易發(fā)展為NAFLD,相反,一些幸運(yùn)的個(gè)體攜帶的基因變異可以保護(hù)肝臟免受肥胖或飲酒的有害影響,雙胞胎研究表明,50%的脂肪肝風(fēng)險(xiǎn)是由基因決定的[17]。家族研究表明,NAFLD 患者的一級(jí)親屬患此病的風(fēng)險(xiǎn)比普通人群高得多[18]。近年來(lái),人們對(duì)于遺傳學(xué)的看法發(fā)生了變化,不僅基因很重要,而且調(diào)控基因表達(dá)方式的表觀遺傳學(xué)在NAFLD 的發(fā)病機(jī)制中也顯示出高度的相關(guān)性,幾項(xiàng)獨(dú)立的研究表明,在懷孕期間食用高脂肪食物的雌性小鼠的雄性后代,患晚期NAFLD 的風(fēng)險(xiǎn)更高[19]。
2.1.3 飲食因素 有研究表明,高脂膳食(HFM)、高碳水化合物膳食(HCM)或高脂肪和高碳水化合物膳食混合引起的高胰島素血癥,脂質(zhì)和脂蛋白代謝改變(HFHCM)可能會(huì)促進(jìn)NAFLD 的發(fā)生發(fā)展[20]。Yu 等[21]探討了飲食膽堿與NAFLD 的關(guān)系,膽堿缺乏會(huì)刺激肝臟脂肪積累,正常體重的中國(guó)女性飲食中膽堿攝入量的增加與NAFLD 風(fēng)險(xiǎn)的降低有關(guān)。有研究表明,軟飲料和肉類(lèi)的攝入與NAFLD 風(fēng)險(xiǎn)的增加顯著相關(guān)[22]。一些研究表明,高鹽攝入可能會(huì)增加血漿中TAG 的含量,從而影響NAFLD 的發(fā)生,高鹽攝入量還會(huì)刺激內(nèi)源性果糖生產(chǎn),Lanaspa 等[23]發(fā)現(xiàn)高鹽飲食會(huì)激活肝臟中的醛糖還原酶(polyol)途徑,導(dǎo)致內(nèi)源性果糖產(chǎn)生,然后誘導(dǎo)瘦素抵抗與代謝綜合征和NAFLD 的發(fā)展。一項(xiàng)以中國(guó)北方人群為基礎(chǔ),通過(guò)Spearman 分析DM 患者攝鹽量與NAFLD 相關(guān)性的研究表明,攝鹽量與NAFLD 的發(fā)病率呈正相關(guān),這表明在攝鹽量不斷增加的情況下,DM 患者發(fā)生NAFLD 的可能性也隨之增大[24]。有研究發(fā)現(xiàn),咖啡的抗氧化、抗炎和抗纖維化作用等多種機(jī)制可能與咖啡對(duì)NAFLD 的保護(hù)作用有關(guān)[25]。最近的研究表明,咖啡因可能刺激肝臟自噬‐溶酶體途徑,誘導(dǎo)脂肪酸氧化[26]。然而,咖啡因如何激活自噬內(nèi)流的問(wèn)題目前還不清楚[25]。主動(dòng)吸煙也與NAFLD 的高風(fēng)險(xiǎn)有關(guān),有研究表明了吸煙史與NAFLD 患者的晚期肝纖維化有關(guān)[22]。一項(xiàng)針對(duì)2 691 名中國(guó)男性的橫斷面研究發(fā)現(xiàn),前吸煙者和重度吸煙者(≥40 支/d)比從未吸煙者患NAFLD 的患病率更高,有研究報(bào)道吸煙是NAFLD 的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[27]??傊?,吸煙可能會(huì)加劇NAFLD[22]。
壓力和身心健康關(guān)系緊密,研究顯示,NAFLD發(fā)生的危險(xiǎn)因素之一就是自覺(jué)壓力過(guò)大[28]。一些研究提示情緒問(wèn)題如焦慮和抑郁可能會(huì)影響慢性肝 臟 疾 病 的 進(jìn) 展,其 中 包 括NAFLD/NASH[22]。Youssef 等[29]的 研 究 探 索 了567 例 患 者 中 抑 郁 和 焦慮與NAFLD 組織學(xué)特征嚴(yán)重程度的關(guān)系,結(jié)果表明,抑郁癥與更嚴(yán)重的肝細(xì)胞氣球擴(kuò)張呈顯著劑量依賴(lài)性,亞臨床抑郁癥患者發(fā)生更嚴(yán)重的肝細(xì)胞膨脹的可能性是無(wú)抑郁癥狀患者的2.1 倍。最近的一項(xiàng)研究表明,中樞和外周免疫系統(tǒng)的炎癥可能與代謝異常和重度抑郁癥有關(guān),與抑郁相關(guān)的因素如單胺氧化酶‐A 酶活性的增加,可能會(huì)增強(qiáng)細(xì)胞氧化應(yīng)激,從而對(duì)NAFLD 產(chǎn)生不利影響[30]。
睡眠不足與病死率風(fēng)險(xiǎn)增加呈正相關(guān)[31]。流行病學(xué)研究表明,睡眠不足會(huì)導(dǎo)致葡萄糖穩(wěn)態(tài)改變,IR、體重增加、肥胖、代謝綜合征和糖尿病,都與NAFLD 相關(guān),在實(shí)驗(yàn)研究中,發(fā)現(xiàn)睡眠障礙可能會(huì)通過(guò)促炎性標(biāo)記物如TNF‐α,IL‐1β 和IL‐6 和應(yīng)激反應(yīng)而誘發(fā)NAFLD,此外,睡眠不足會(huì)增加生長(zhǎng)素釋放肽的水平,并降低瘦素水平,這會(huì)增加食欲并進(jìn)一步導(dǎo)致肥胖,慢性失眠還會(huì)激活下丘腦‐垂體‐腎上腺軸,增加應(yīng)激激素,加劇IR,促進(jìn)NAFLD的發(fā)展[32,33]。另一研究發(fā)現(xiàn),隨著mRNA 在肝臟生物鐘基因中表達(dá)的增加,可出現(xiàn)關(guān)鍵代謝調(diào)節(jié)酶水平、肝臟炎癥和脂肪變性降低,這與葡萄糖和脂肪酸代謝有關(guān)[31]。在肝臟特異性的敲除BMAL1 情況下,會(huì)使肝臟的關(guān)鍵代謝基因振蕩喪失,繼而加重肝細(xì)胞氧化受損、誘發(fā)IR,在協(xié)調(diào)糖、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)代謝中起關(guān)鍵作用的糖皮質(zhì)激素(glucocorticoid,GC)節(jié)律,是全身晝夜節(jié)律的夾帶信號(hào),通過(guò)下丘腦視交叉上核(hypothalamic suprachiasmatic nucle‐us,SCN),肝臟、脂肪組織和腎臟中的外周時(shí)鐘被自主神經(jīng)系統(tǒng)和有節(jié)奏的夾帶信號(hào)(例如GC)所調(diào)節(jié),有研究指出,細(xì)胞氧化還原狀態(tài)的振蕩,或獨(dú)立于生物鐘轉(zhuǎn)錄反饋環(huán),并且在代謝過(guò)程中,可能會(huì)控制晝夜節(jié)律[34]。
微小RNA(MicroRNA)是一類(lèi)RNA 調(diào)節(jié)劑,大約22 個(gè)核苷酸長(zhǎng),越來(lái)越多針對(duì)飲食誘導(dǎo)和遺傳(ob/ob)模型的肥胖鼠類(lèi)和患有嚴(yán)重NAFLD 的患者的研究IL‐10 中提示miR NAs 在NAFLD 發(fā)病機(jī)理和IR 中具有潛在作用[35]。已鑒定出的一些miR‐NA,包括miR‐122 和miR‐21,它們?cè)谕庵苎透闻K中的表達(dá)水平均與NAFLD 的發(fā)生有關(guān)[36]。有研究發(fā)現(xiàn),與健康受試者相比,NASH 患者的血清miR‐122 上調(diào)7.2 倍,與單純脂肪變性患者相比上調(diào)3.1 倍,表明血清miR‐122 是NASH 的肝外特征,在ALT 沒(méi)有升高的情況下,小鼠模型中血清miR‐122水平的升高與NAFLD 的嚴(yán)重程度呈正相關(guān)[37]。有研究觀察到,與對(duì)照組相比,飲食誘導(dǎo)的NASH 小鼠肝臟中miR‐21 的表達(dá)水平隨著疾病的發(fā)展而逐漸下降,有研究發(fā)現(xiàn)miR‐27a 通過(guò)抑制肝臟中的脂肪酸合成酶基因和硬脂酰輔酶A 去飽和酶‐1 減輕了新生肝臟的脂肪形成并減輕了肥胖引發(fā)的NAFLD,組織學(xué)分析還表明,肝miR‐27a 過(guò)量的小鼠肝臟中脂質(zhì)的蓄積減少,表明肝脂肪變性減輕,此外,miR‐27a 過(guò)表達(dá)的肝臟的三色染色結(jié)果顯示纖維化明顯減少,NAFLD 活性評(píng)分降低,反映NAFLD 的發(fā)展得到改善[38]。miR‐155 是可以調(diào)節(jié)Kupffer 細(xì)胞的miRNA 之一,它參與控制酒精性和NAFLD 疾病的先天性和適應(yīng)性免疫的炎癥過(guò)程[37]。Gyongyi 等[39]提出miR‐155 是炎癥的主要調(diào)節(jié)因子,缺乏miR‐155 的小鼠在膽堿‐蛋氨酸缺乏飼料(methionine and cholinedeficient diet,MCD)飲食誘導(dǎo)的脂肪性肝炎后,脂肪變性減弱,但血清ALT或炎癥表明肝臟損害無(wú)變化,不過(guò)在另一種NASH模型中,miR‐155 缺乏導(dǎo)致肝脂肪變性增強(qiáng)。有研究發(fā)現(xiàn)miR‐16 在單純脂肪變性的NAFLD 患者中升高,也有研究發(fā)現(xiàn)NASH 患者血清miR‐16 升高,且與纖維化階段有關(guān)[40]。有研究觀察到NAFLD 患者中miR‐197、miR‐146b、miR‐181d 和miR‐99a 的表達(dá)明顯下降,miR‐301a‐3p 和miR‐34a‐5p 的肝臟水平從單純性脂肪變性到NASH 再到肝硬化,呈單調(diào)性 升 高,miR‐375 呈 單 調(diào) 性 降 低[41]。還 有 一 些 與NAFLD 相 關(guān) 的miRNA 如miR‐149,在FA 處 理 的HepG2 細(xì)胞和NAFLD 動(dòng)物模型中,其表達(dá)水平均升高[36]。
H2S 是哺乳動(dòng)物內(nèi)源性信號(hào)分子,在肝臟的病理生理學(xué)中起著重要作用。據(jù)報(bào)道,H2S 可以預(yù)防MCD 喂養(yǎng)引起的脂質(zhì)過(guò)氧化物丙二醛升高[42]。Wu 等[43]研究發(fā)現(xiàn),高脂飲食通過(guò)下調(diào)谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GPx)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性而降低了肝臟的抗氧化防御能力。H2S 有效地恢復(fù)了這些酶的活性,這些結(jié)果表明H2S 可以對(duì)高脂飲食誘導(dǎo)的肝毒性提供抗氧化作用,研究同樣表明,H2S 可以通過(guò)下調(diào)脂肪酸合成酶(FAS)和上調(diào)肉毒堿棕櫚?;D(zhuǎn)移酶1(CPT‐1)抑制肝脂肪蓄積,從而使肝臟從脂肪變性中恢復(fù),此外,H2S 通過(guò)上調(diào)抗氧化酶(GPx 和SOD)的活性來(lái)減輕NAFLD,并得出H2S 可以緩解NAFLD 的結(jié)論,艾蒂斯認(rèn)為H2S的施用可以減輕通過(guò)下調(diào)高脂飲食喂養(yǎng)的肥胖小鼠的FAS 和CPT‐1 的表達(dá)來(lái)抑制NAFLD 的積累,從而改善NAFLD。另外,H2S 可以通過(guò)增加GPx和SOD 等抗氧化酶的活性來(lái)抑制氧化應(yīng)激。這些結(jié)果表明,H2S 可以在調(diào)節(jié)脂質(zhì)和抗氧化劑代謝中發(fā)揮重要作用[43]。
NAFLD 是一種與能量過(guò)剩,并且脂肪組織超過(guò)其儲(chǔ)存脂肪/能量的儲(chǔ)庫(kù)能力相關(guān)聯(lián)的代謝失調(diào)的疾病。盡管NAFLD 受肥胖、西餐和久坐的生活方式等環(huán)境因素的深遠(yuǎn)影響,但遺傳因素與環(huán)境共同影響了疾病的發(fā)病機(jī)理及其范圍。NAFLD 的發(fā)病機(jī)制尚不完全清楚,本文在總結(jié)了常見(jiàn)發(fā)病機(jī)制如胰島素抵抗,氧化應(yīng)激,環(huán)境和飲食因素等的基礎(chǔ)上綜述了各種與NAFLD 有關(guān)的其他發(fā)病機(jī)制,有些尚未被完全證實(shí)的機(jī)制,還需要繼續(xù)探索。
海南醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)2021年12期