劉應(yīng)莉，王艷榮，張秋瓚

(天津市第四中心醫(yī)院 南開大學附屬第四中心醫(yī)院消化科，天津 300140)

非酒精性脂肪性肝病(Non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD)是除外過量飲酒和其他明確肝損害因素導(dǎo)致的肝內(nèi)脂肪過度沉積，分型上包括非酒精性單純性脂肪肝(NAFL)和非酒精性脂肪性肝炎(NASH)、脂肪性肝硬化，是全身性代謝性疾病的一部分。NALFD全球流行率約25%[1]，其中約10%～25%為NASH，高達25%的NASH可進展為肝硬化、肝衰竭、肝細胞癌[2]，NAFLD已成為人類健康的一大威脅，相關(guān)治療藥物的臨床研究均未通過三期臨床實驗，故目前對NAFLD缺少特異性的治療方法。2020年國際肝病專家組提出，用代謝相關(guān)脂肪性肝病(Metabolic associated fatty liver disease，MAFLD)替代1980年沿用至今的NAFLD，并提出新的MAFLD診斷標準：基于肝臟脂肪沉積(肝細胞脂肪變性)的組織學(肝活檢)、影像學和血液生物指標證據(jù)，且合并以下3項條件之一：超重或肥胖，2型糖尿病，代謝功能障礙[3]。傳統(tǒng)觀點認為，MAFLD發(fā)生機制為“二次打擊學說”?，F(xiàn)有研究[4]表明，脂質(zhì)代謝障礙、氧化應(yīng)激、免疫炎癥反應(yīng)和胰島素抵抗在MAFLD的發(fā)生與發(fā)展過程中有著重要的作用。MAFLD發(fā)病首要環(huán)節(jié)是脂質(zhì)代謝紊亂，過氧化物酶體增殖物激活受體(Peroxisome proliferator-activated receptors，PPAR)是調(diào)節(jié)脂質(zhì)和糖代謝的關(guān)鍵性受體，在MAFLD的發(fā)病中具有重要作用。近年來，隨著對腸道菌群研究的深入，發(fā)現(xiàn)腸道菌群與NAFLD發(fā)病關(guān)系密切，并與PPAR之間相互作用。現(xiàn)就腸道菌群和PPAR在MAFLD發(fā)病中的作用進行綜述。

1 腸道菌群作用

人體腸道菌群主要由細菌、病毒和真菌構(gòu)成，其微生物數(shù)量約3.8×1013個[5]。消化道內(nèi)定植細菌種類超過1000種，其基因組數(shù)量是人類的10倍[6]。存在于人體消化道內(nèi)的細菌主要分為厚壁菌門、擬桿菌門、變形菌門和放線菌門4個門類，約占所有菌群的99%以上，健康成人的腸道中以擬桿菌門和厚壁菌門為主[7]。消化道內(nèi)定植于黏膜表面的菌群與人體免疫系統(tǒng)相關(guān)，而管腔內(nèi)的腸道菌群與食物的消化吸收相關(guān)[8]。不同人群因其年齡、飲食結(jié)構(gòu)、壓力和地理位置等因素差異，其腸道菌群豐度亦存在明顯差異，并處于動態(tài)平衡[9-10]。腸道菌群在調(diào)控腸道發(fā)育，調(diào)節(jié)宿主營養(yǎng)和代謝、膽汁酸代謝，防止病原菌定植，維持腸道屏障和免疫功能等方面均有重要作用，與肥胖、糖尿病、炎癥性腸病、代謝綜合征、MAFLD、心血管疾病等關(guān)系密切[11]，是近年來研究熱點。

2 PPAR作用

PPAR隸屬于核受體家族，在機體生長發(fā)育、炎癥和代謝過程中起重要作用。PPAR包括PPAR-α、PPAR-β/δ以及PPAR-γ。PPAR-α激活后的靶基因多參與組織中脂質(zhì)和糖代謝，尤其在肝臟、肌肉、心臟等高耗氧組織，進一步增加極低密度脂蛋白的脂解作用，上調(diào)參與促進膽固醇流出和膽固醇逆向轉(zhuǎn)運的轉(zhuǎn)運蛋白表達，增強脂肪酸的攝取氧化和抗炎，減少極低密度脂蛋白微粒的生成，降低血漿甘油三酯水平，參與膽汁淤積、脂肪變性、糖代謝異常等肝臟代謝性疾病的病理生理過程[12]。PPAR-α常作為治療肝臟代謝性疾病藥物靶點之一。PPAR-β/δ在骨骼肌、胃腸道、心臟、脂肪組織中表達，可以調(diào)節(jié)骨骼肌脂肪酸分解代謝，改善脂肪組織脂質(zhì)代謝。PPAR-γ在脂肪組織、結(jié)腸和免疫細胞中表達，主要功能為調(diào)節(jié)脂質(zhì)吸收、沉積以及脂肪細胞因子分泌，改善胰島素抵抗[13]。

3 腸道菌群-PPAR信號通路概述

在機體內(nèi)PPAR的表達和腸道菌群的組成均具有晝夜節(jié)律性特點。腸道菌群的節(jié)律性變化引起腸道內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的改變，進一步調(diào)節(jié)編碼肝臟轉(zhuǎn)錄因子的節(jié)律性表達，腸道菌群紊亂可造成肝臟PPAR基因表達網(wǎng)絡(luò)和肝臟晝夜節(jié)律的紊亂[14]，對宿主能量代謝、免疫炎癥反應(yīng)和腸黏膜屏障功能產(chǎn)生影響。腸道菌群可以直接或間接作用于PPAR：厚壁菌門和梭桿菌門是強有效的PPAR-γ激活因子；放線菌可部分激活PPAR-γ；Akk菌可以降低PPAR-γ表達；玫瑰桿菌、腸玫瑰桿菌和舟形梭桿菌通過產(chǎn)生丁酸激活PPAR-γ[15]。經(jīng)抗生素處理的小鼠，其腸道內(nèi)厚壁菌門和梭桿菌門等產(chǎn)丁酸菌群減少，下調(diào)PPAR-γ的信號傳導(dǎo)，引起結(jié)腸內(nèi)硝酸鹽水平升高，限制氧在腸腔內(nèi)的生物利用度(造成腸道厭氧環(huán)境改變)，造成腸上皮能量代謝異常(丁酸鹽β-氧化減少)，引起腸道黏膜屏障功能障礙，繼而出現(xiàn)消化不良[16]。腸道內(nèi)革蘭陰性菌細胞壁成分脂多糖(LPS)能夠與機體內(nèi)的Toll樣受體(TLR)結(jié)合，進一步調(diào)控生物鐘相關(guān)基因的表達，造成腸上皮細胞晝夜節(jié)律紊亂，引起PPAR-α表達下調(diào)，造成機體高皮質(zhì)醇分泌狀態(tài)，影響宿主新陳代謝[17]。動物和細胞實驗證實，PPAR-γ還可以抑制LPS激活的TLR-4/核轉(zhuǎn)錄因子κB(NF-κB)信號通路，抑制炎癥反應(yīng)[18]。PPAR-γ激活后還可以誘導(dǎo)單核巨噬細胞向M2型抗炎巨噬細胞分化[19]。M2型巨噬細胞激活對于保護小鼠免受飲食誘導(dǎo)的肥胖是必需的[20]。另一項實驗[21]也證實，PPAR-γ激活可以通過抑制NF-κB信號通路降低高脂飲食誘導(dǎo)的M1極化，最終減少肝臟局部炎癥和肝脂肪變性?？梢钥闯?，腸道菌群-PPAR-γ信號通路在維持腸道菌群穩(wěn)態(tài)、調(diào)節(jié)機體能量代謝、維持腸道黏膜屏障功能、調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)中起著重要作用。

4 腸道菌群-PPAR信號通路在MAFLD發(fā)病中的作用

4.1 調(diào)節(jié)MAFLD機體能量和脂質(zhì)代謝 臨床研究[22]顯示，約77% NASH患者存在腸道細菌過度生長，而正常人群只有31%存在腸道細菌過度生長。腸道菌群可以發(fā)酵宿主不能消化的碳水化合物，增加宿主對食物營養(yǎng)物質(zhì)的吸收[23]，造成肝臟新生脂肪增加，機體肝臟脂質(zhì)供應(yīng)增加，最終引起肝細胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，從而導(dǎo)致肝細胞損傷；同時，線粒體β-氧化和酯化作用異常，形成高甘油三酯血癥，引起MAFLD的發(fā)生[24]。肝細胞PPAR-α缺失引起脂肪酸分解代謝障礙，造成全身脂肪酸代謝紊亂以及肝臟脂質(zhì)沉積，引起MAFLD的發(fā)生，提示肝細胞PPAR-α對全身脂肪酸穩(wěn)態(tài)是必需的，對MAFLD有保護作用[25]。在高脂飲食(HFD)小鼠MAFLD模型中，肝臟PPAR-α基因表達上調(diào)了2倍，移植正常小鼠糞菌后，HFD喂養(yǎng)的小鼠PPAR-α表達顯著降低，表明腸道微生物群與PPAR-α表達水平之間存在關(guān)聯(lián)[26]。外源性補充乳酸菌可以上調(diào)PPAR-α的表達，進而促進脂肪酸β-氧化，同時還可以降低炎癥介質(zhì)如TLR4、白介素-6和腫瘤壞死因子-α(TNF-α)水平，以減輕脂肪變性，從而有效地治療MAFLD[27]，提示調(diào)節(jié)腸道菌群-PPAR-α信號通路具有治療MAFLD的作用。

4.2 參與調(diào)節(jié)腸道黏膜屏障功能和免疫炎癥反應(yīng) 腸道黏膜屏障功能破壞可引起腸黏膜通透性增加，引起LPS入血增多[28]。血液中LPS可被細胞膜上TLR和細胞內(nèi)核苷酸寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體識別，其中TLR4激活將啟動幾種不同的細胞內(nèi)信號級聯(lián)反應(yīng)，誘導(dǎo)合成多種炎性細胞因子(特別是TNF-α)，進一步引起炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激和胰島素抵抗[29]。此外，LPS還可以激活肝內(nèi)枯否細胞表面的TLR4，激活肝臟星狀細胞，造成肝纖維化[30]。研究[31]證實，腸道黏膜屏障功能障礙參與了MAFLD的發(fā)生。通過研究高脂飼料喂養(yǎng)的MAFLD小鼠模型發(fā)現(xiàn)，肝臟脂肪變性與厚壁菌門、變形菌門和疣菌門的增加有關(guān)，與桿菌屬、乳酸菌屬、副擬桿菌屬菌群減少有關(guān)，而補充乳酸菌屬可以增加腸道內(nèi)擬桿菌和擬副桿菌數(shù)量，提高肝臟PPAR-α的表達，降低β-羥基-β-甲基戊二酰輔酶A還原酶和甾醇調(diào)節(jié)蛋白的表達，從而逆轉(zhuǎn)內(nèi)毒素血癥和肝臟脂肪變性，并上調(diào)腸緊密連接蛋白閉鎖蛋白和閉鎖連接蛋白-1的表達，增強上皮屏障的完整性，改善腸道屏障功能[32]。干酪乳桿菌可以通過上調(diào)肝臟PPAR-γ表達來抑制促炎性TLR4信號級聯(lián)反應(yīng)，防止果糖誘導(dǎo)的MAFLD的發(fā)生。乳酸菌也可以增加PPAR-γ的表達，進一步抑制細胞外信號調(diào)節(jié)激酶、c-Jun N末端激酶、p38和絲裂原活化蛋白激酶的磷酸化過程，減少炎性介質(zhì)的產(chǎn)生，防止腸道黏膜損傷[33]，起到保護肝細胞的作用。

4.3 腸道菌群代謝產(chǎn)物通過PPAR作用于MAFLD機體 不同腸道菌群可產(chǎn)生不同代謝產(chǎn)物。腸球菌和類桿菌與糞便中氨基酸濃度呈負相關(guān)；擬桿菌屬與膽堿含量呈正相關(guān)；普雷沃菌屬和梭菌屬與糞便中膽堿含量呈負相關(guān)；類桿菌屬、丹毒桿菌屬、沙門菌屬和腸球菌屬與糞便中脫氧膽酸水平呈正相關(guān)；普雷沃菌屬、巴氏桿菌屬、Alistipes與脫氧膽酸濃度呈負相關(guān)；普雷沃菌屬、巴氏桿菌屬、Alistipes與糞便中短鏈脂肪酸(SCFAs)濃度呈正相關(guān)；擬桿菌屬、腸球菌屬、丹毒桿菌屬與糞便中SCFAs呈負相關(guān)[34]。SCFAs通過調(diào)節(jié)PPAR-γ信號通路的腺苷一磷酸(AMP)活化蛋白激酶共同調(diào)節(jié)肝臟中脂質(zhì)和葡萄糖穩(wěn)態(tài)[35]，對MAFLD具有治療作用。乙酸可以通過上調(diào)AMP蛋白激酶信號通路激活PPAR-α，從而阻止肝臟脂肪沉積[36]。此外，腸道菌群產(chǎn)生的丙酸鹽和丁酸鹽可以通過激活PPAR-γ進一步激活A(yù)MP蛋白激酶通路，上調(diào)解偶聯(lián)蛋白-2的表達，促進肝細胞自噬，維持肝臟正常內(nèi)環(huán)境[37]。

5 結(jié) 語

MAFLD的發(fā)病是多因素、多環(huán)節(jié)、多通路共同作用的結(jié)果。其中，脂質(zhì)代謝紊亂為其首要發(fā)病環(huán)節(jié)，可進一步引起氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)和胰島素抵抗等病理過程。腸道菌群-PPAR信號通路具有維持腸道菌群穩(wěn)態(tài)、調(diào)節(jié)機體能量代謝、維持腸道黏膜屏障功能、調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)等作用。在MAFLD發(fā)病過程中，調(diào)節(jié)腸道菌群-PPAR信號通路可以促進脂肪酸β-氧化，調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝紊亂，維護腸道黏膜屏障功能的完整性，減少LPS吸收入血，抑制免疫炎癥反應(yīng)，逆轉(zhuǎn)內(nèi)毒素血癥和肝臟脂肪變性。此外，腸道菌群代謝產(chǎn)物亦可以作用于PPAR，進一步調(diào)節(jié)肝臟脂質(zhì)和葡萄糖穩(wěn)態(tài)，阻止肝臟脂肪沉積。研究該信號通路有助于加深對MAFLD的發(fā)病機制的認識，并為MAFLD的治療提供新思路。