代謝相關(guān)脂肪性肝病的發(fā)病機(jī)制及其與腸道真菌群關(guān)系的研究進(jìn)展

謝嬌嬌，王 莉，何燕芳(綜述)，馬燕花(審校)

代謝相關(guān)脂肪性肝病(metabolic-associated fatty liver disease,MAFLD)是指機(jī)體不攝入過(guò)量酒精的情況引起肝臟內(nèi)脂肪的積累，與酒精性脂肪性肝病(alcoholic fatty liver disease,AFLD)有相似的病理發(fā)展過(guò)程，MAFLD的進(jìn)展從脂肪肝到肝炎再惡化為肝硬化，甚至肝癌。近年，亞洲MAFLD患病率約為27.37%，MAFLD合并非酒精性脂肪性肝炎(nonalcoholic steatohepatitis，NASH)患病率約為63.45%，這兩組數(shù)據(jù)均高于世界平均水平。越來(lái)越多的研究表明，腸道微生物群在MAFLD發(fā)生發(fā)展中起著重要作用，腸道細(xì)菌是腸道微生物群中最豐富的成員，真菌群的變化對(duì)宿主健康有重大影響，研究腸道真菌群的作用有助于發(fā)現(xiàn)治療MAFLD的新靶點(diǎn)。本文將近年來(lái)MAFLD的發(fā)病機(jī)制及其與腸道真菌群關(guān)系研究進(jìn)展作一綜述。

1 MAFLD發(fā)病機(jī)制

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“二次打擊”與“多重打擊”學(xué)說(shuō) MAFLD的發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，近年來(lái)的研究證據(jù)進(jìn)一步補(bǔ)充了經(jīng)典的“二次打擊”學(xué)說(shuō)，出現(xiàn)了“多重打擊”學(xué)說(shuō)并逐漸被接受。1998年Day和James等初次提出“二次打擊”學(xué)說(shuō)?！耙淮未驌簟笔侵阜逝只蛞葝u素抵抗(insulin resistance,IR)等原因?qū)е逻^(guò)量的脂質(zhì)積攢于肝臟中使得肝脂肪變性發(fā)展?！岸未驌簟敝讣?xì)胞應(yīng)激，如氧化應(yīng)激、凋亡和腸源性脂多糖。氧化應(yīng)激可能是引起壞死炎癥的原因，而微粒體、過(guò)氧化物酶體和線粒體幫助機(jī)體排泄游離脂肪酸過(guò)程中生成的活性氧(reactive oxygen species，ROS)成為氧化應(yīng)激的一個(gè)特定來(lái)源，此過(guò)程中生成的過(guò)氧化產(chǎn)物活化肝星狀細(xì)胞(hepatic stellate cells，HSC)以及中性粒細(xì)胞，核轉(zhuǎn)錄因子(nuclear factor kappa B,NF-κB)通路被激活后促使多種促炎因子和黏附分子表達(dá)，導(dǎo)致了脂肪性肝炎或肝纖維化的發(fā)生發(fā)展?！叭未驌簟敝浮岸未驌簟敝?，機(jī)體修復(fù)整個(gè)應(yīng)激過(guò)程中被損傷的肝細(xì)胞，導(dǎo)致肝纖維化的形成?！八拇未驌簟敝浮叭未驌簟敝蟾闻K的微循環(huán)被阻礙，肝細(xì)胞供血不足出現(xiàn)缺血甚至壞死，引起肝小葉重建，最終造成肝硬化的結(jié)局。

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IR與MAFLD IR是MAFLD發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的獨(dú)立危險(xiǎn)因子，非肥胖、非糖尿病以及血脂正常的患者中，研究發(fā)現(xiàn)其脂肪和肝臟IR也逐漸增加，其中超過(guò)90%的MAFLD表現(xiàn)為IR。MAFLD與IR之間的關(guān)系目前尚有一定爭(zhēng)議。有研究提出，MAFLD有遺傳型與代謝型兩種表型，前者患肝細(xì)胞癌的風(fēng)險(xiǎn)更高，后者更多伴有IR并有更高的2型糖尿病患病風(fēng)險(xiǎn)，且后者更多與IR和降低的代謝活性有關(guān)。有研究表明，IR可能先于代謝型MAFLD發(fā)生，患者代謝活性的降低可能是防止游離脂肪酸過(guò)多輸送至肝臟的一種保護(hù)機(jī)制。

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脂肪酸和脂肪因子 當(dāng)機(jī)體攝入過(guò)多的高脂飲食或IR時(shí)，過(guò)量的脂肪酸(fatty acids，F(xiàn)As)就會(huì)產(chǎn)生，Lee等在1994年提出，過(guò)量的FAs會(huì)損傷胰島β細(xì)胞，甚至致其凋亡。研究證實(shí)，在含有過(guò)量的FAs培養(yǎng)基中培養(yǎng)HepG2細(xì)胞造成溶酶體通透性的增加會(huì)促進(jìn)腫瘤壞死因子-α的合成，誘導(dǎo)肝細(xì)胞死亡，激活HSC以及促進(jìn)肝內(nèi)炎性細(xì)胞聚集和細(xì)胞因子生成。游離FAs如軟脂酸、膽固醇、溶血磷脂酰膽堿和神經(jīng)酰胺等通過(guò)激活信號(hào)級(jí)聯(lián)、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激、線粒體功能的改變和氧化應(yīng)激等來(lái)改變細(xì)胞行為。瘦素、脂聯(lián)素等脂肪因子由脂肪組織分泌產(chǎn)生。瘦素具有促纖維化的作用，脂聯(lián)素激活NF-κB通路產(chǎn)生抗炎因子和抑制促炎因子，以達(dá)到抗炎的作用，同時(shí)激活單磷酸腺苷活化的蛋白激酶(adenosine monophosphate activated protein kinase,AMPK)通路對(duì)抗纖維化和氧化來(lái)保護(hù)肝功能。研究顯示，脂肪因子失衡時(shí)，脂聯(lián)素的低表達(dá)和瘦素的高表達(dá)會(huì)激活肝脂肪變性、肝臟的炎癥反應(yīng)過(guò)程和肝纖維化過(guò)程。

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炎癥反應(yīng)與MAFLD 慢性、持續(xù)性的炎癥反應(yīng)是MAFLD發(fā)展過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。IR、多余FAs、脂肪組織功能障礙以及腸道來(lái)源的內(nèi)毒素等激活促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生和釋放，如白介素(interleukin,IL)-6、腫瘤壞死因子-α等，損傷肝組織，最終進(jìn)展為晚期肝纖維化和肝硬化。JNK-AP-1和IKK-NF-κB是MAFLD炎癥反應(yīng)發(fā)生的兩條重要信號(hào)通路，JNK是絲裂原活化蛋白激酶的成員，可以激活凋亡的發(fā)生，與NASH的進(jìn)展息息相關(guān)。炎癥小體由來(lái)自病原微生物或被損傷細(xì)胞釋放的半胱天蛋白酶和分子組成，是一種胞質(zhì)多蛋白復(fù)合物，炎癥小體可激活過(guò)量FAs、氧化應(yīng)激和其他促炎代謝產(chǎn)物，產(chǎn)生IL-1β，誘導(dǎo)抑制過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體-α，促進(jìn)肝臟脂質(zhì)的沉積與炎癥發(fā)生。炎性小體也可直接作用于HSC，促進(jìn)肝纖維化。以NLRP3/Caspase-1/IL-1β為信號(hào)通路的NLRP3炎性小體可刺激大量致炎因子生成與釋放，誘導(dǎo)細(xì)胞焦亡，從而加速纖維化的發(fā)展。

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遺傳多態(tài)性和表觀遺傳學(xué) 遺傳多態(tài)性與表觀遺傳學(xué)是從基因?qū)W的角度論述發(fā)病過(guò)程。全基因組關(guān)聯(lián)研究已經(jīng)確定了patatin樣磷脂酶結(jié)構(gòu)域蛋白3(patatin-like phospholipase domain containing protein 3，PNPLA3)單核苷酸多態(tài)性在MAFLD的發(fā)生和發(fā)展中的作用。PNPLA3基因編碼一種稱為脂肪營(yíng)養(yǎng)素的蛋白質(zhì)，這種蛋白質(zhì)與參與脂質(zhì)代謝過(guò)程的酶有顯著的同源性，并可對(duì)甘油三酯發(fā)揮脂解活性。有學(xué)者2008年首次證實(shí)PNPLA3基因I148M多態(tài)性與MAFLD中肝臟脂肪含量升高密切相關(guān)，rs738409變異對(duì)脂肪肝發(fā)病和更嚴(yán)重肝損害進(jìn)展的風(fēng)險(xiǎn)影響是目前報(bào)道的最常見變異，證明歸因于該多態(tài)性的總變異比例為5.3%。研究者觀察到斑馬魚小腸中的TM6SF2缺乏會(huì)降低脂質(zhì)清除，促進(jìn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激。TM6SF2 KO小鼠發(fā)生肝臟脂肪變性，這是由極低密度脂蛋白滯留引起的循環(huán)膽固醇降低。

2 腸道真菌群與MAFLD

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腸道真菌群 哺乳動(dòng)物的胃腸道是一個(gè)復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，由無(wú)數(shù)與宿主處于穩(wěn)態(tài)的微生物群組成。細(xì)菌、真菌、古菌和病毒等微生物形成了腸道微生態(tài)。它大約包含100萬(wàn)億個(gè)微生物，是人體基因組的150倍之多。相比于細(xì)菌占比，腸道真菌群落總數(shù)占比僅為0.03%～2%。2017年一項(xiàng)人類微生物組項(xiàng)目研究發(fā)現(xiàn)，健康人群腸道最常見的真菌種類為酵母菌、馬拉色菌和念珠菌。在一項(xiàng)MAFLD受試者的橫斷面研究中，念珠菌、毛霉、青霉菌、未知的多孢菌屬、肌質(zhì)巴氏菌和阿根廷假絲酵母的豐度與NASH有關(guān)，而未知的酵母菌屬和馬拉色菌屬與非酒精性脂肪肝有關(guān)。臨床研究實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，枝孢屬不僅在MAFLD患者腸道中的豐度增加，并且在NASH和顯著纖維化時(shí)也顯著增加。從這些研究調(diào)查來(lái)看，現(xiàn)有的真菌數(shù)據(jù)庫(kù)與細(xì)菌數(shù)據(jù)庫(kù)相比，序列總數(shù)較少，分類信息準(zhǔn)確性也不夠，管理也不夠完善，并且真菌的多態(tài)性導(dǎo)致不同的研究將相同的ITS序列可能鑒定為兩種不同的真菌，增加了研究誤差。因此，豐富真菌數(shù)據(jù)庫(kù)、完善信息以及研究更精準(zhǔn)的真菌鑒定方法是未來(lái)微生物研究的重點(diǎn)方向。

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腸道真菌與細(xì)菌的相互作用 在自然界和臨床環(huán)境中存在大量的細(xì)菌-真菌相互作用。近年來(lái)，有許多關(guān)于腸道微生物群的研究結(jié)果表明，腸道細(xì)菌成分或細(xì)菌衍生的代謝物(如三甲胺、次生膽囊酸、短鏈脂肪酸和丙酸咪唑)從腸道轉(zhuǎn)位到肝臟。這些分子影響全身炎癥、能量穩(wěn)態(tài)和膽汁酸代謝，促進(jìn)肝臟疾病的發(fā)展。Kapitan等發(fā)現(xiàn)腸道內(nèi)真菌和細(xì)菌豐度呈負(fù)相關(guān)，細(xì)菌微生物群的破壞是真菌過(guò)度生長(zhǎng)的先決條件。細(xì)菌和真菌在醫(yī)學(xué)上的重要相互作用往往取決于環(huán)境、病原體和宿主等因素。目前腸道真菌與細(xì)菌之間相互作用機(jī)制還需要進(jìn)一步研究，可以將其作為MAFLD發(fā)病機(jī)制的一個(gè)新的研究方向。研究發(fā)現(xiàn)在注射致命劑量的白色念珠菌之前，給小鼠注射亞致死劑量的大腸桿菌可以觀察到其對(duì)宿主的殺滅作用減弱，表明大腸桿菌能夠隨著時(shí)間的推移降低白色念珠菌的生存能力可能由大腸桿菌內(nèi)毒素介導(dǎo)。有研究發(fā)現(xiàn)大腸桿菌MG1655菌株在耗鎂條件下的體外共培養(yǎng)過(guò)程中分泌一種殺真菌分子，可以殺死白色念珠菌。另一項(xiàng)體外研究觀察到，在白色念珠菌存在的情況下，促進(jìn)大腸桿菌K12的生長(zhǎng)和增殖。這種效應(yīng)依賴于兩種微生物的鐵獲取機(jī)制。真菌基因SEF1或SFU1(參與鐵吸收的轉(zhuǎn)錄因子)的缺失，或細(xì)菌鐵轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白FepD或FebG的缺失會(huì)破壞生長(zhǎng)促進(jìn)作用?？偠灾?，一種真菌類鐵載體分子可能支持大腸桿菌吸收環(huán)境中的鐵，盡管機(jī)制尚不清楚，但在某些微量元素受鐵限制的情況下，它可能在腸道中具有潛在的重要作用。

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腸道真菌的作用機(jī)制 1998年，Marshall提出“腸-肝軸”學(xué)說(shuō)，是指肝臟和腸道之間的解剖生理關(guān)系，兩個(gè)器官之間通過(guò)體循環(huán)和外部相互連接，并且戰(zhàn)略性地組織成一線和二線免疫調(diào)節(jié)監(jiān)視系統(tǒng)。在腸道相關(guān)淋巴組織中，免疫細(xì)胞對(duì)腸道真菌、代謝物和毒素提供防御或耐受。在穩(wěn)態(tài)條件下，這種淋巴組織介導(dǎo)的免疫調(diào)節(jié)主要局限于腸道組織。當(dāng)穩(wěn)態(tài)被破壞后來(lái)自腸道內(nèi)共生真菌、攝入真菌或真菌衍生的代謝物的潛在抗原穿過(guò)胃腸道屏障，通過(guò)門靜脈轉(zhuǎn)移到肝臟并影響其功能。肝臟內(nèi)的免疫細(xì)胞對(duì)腸道真菌啟動(dòng)免疫反應(yīng)，以維持體內(nèi)平衡。腸道屏障完整性的失調(diào)使得真菌產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到肝臟。肝臟含有豐富的髓系和淋巴系免疫細(xì)胞，包括庫(kù)普弗細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞、T細(xì)胞和B細(xì)胞，當(dāng)這些細(xì)胞暴露于循環(huán)的真菌抗原和真菌衍生的代謝物中時(shí)，它們會(huì)引起炎性細(xì)胞因子和趨化因子的產(chǎn)生，其中一些會(huì)損害肝臟。骨髓免疫細(xì)胞，如樹突狀細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和自然殺傷T細(xì)胞，是最早發(fā)現(xiàn)腸道菌群變化并通過(guò)模式識(shí)別受體(pattern recognition receptors，PRRs)對(duì)潛在入侵者發(fā)起防御的細(xì)胞。PRRs主要有4種類型：Toll樣受體(Toll-like receptors,TLRs)、C型凝集素樣受體(C-type lectin receptors,CLRs)、核苷酸結(jié)合和寡聚結(jié)構(gòu)域樣受體(nucleotide-binding and oligomerization domain-like receptors,NLRs)和半乳糖凝集素家族蛋白(galectin-3)。在先天免疫系統(tǒng)細(xì)胞上激活PRRs可誘導(dǎo)清除病原體的炎癥反應(yīng)，CLRs是介導(dǎo)真菌病原體識(shí)別的主要PRRs，CLRs主要激活SYK-CARD9、SYK-PLCG2或RAF1通路。研究發(fā)現(xiàn)，CLRs家族中CLRs或CLEC7A可以識(shí)別真菌β-葡聚糖，并持續(xù)激活細(xì)胞炎癥小體途徑。TLR通過(guò)髓樣分化因子或TRIF激活信號(hào)。真菌細(xì)胞壁多糖β-葡聚糖可通過(guò)CLEC7A信號(hào)通路誘導(dǎo)肝臟炎癥，導(dǎo)致IL-1β的分泌和肝細(xì)胞的損傷。在整個(gè)PRRs信號(hào)級(jí)聯(lián)中Th1細(xì)胞介導(dǎo)的反應(yīng)涉及細(xì)胞因子干擾素-γ的產(chǎn)生，Th17細(xì)胞介導(dǎo)的反應(yīng)通過(guò)產(chǎn)生IL-17和IL-22來(lái)抵御真菌。研究發(fā)現(xiàn)MAFLD和晚期肝纖維化患者對(duì)白色念珠菌的免疫反應(yīng)增強(qiáng)，白色念珠菌、馬拉色菌和煙曲霉已被確定為Th17細(xì)胞的激活劑，白色念珠菌誘導(dǎo)人產(chǎn)生強(qiáng)烈的抗原特異性Th17細(xì)胞介導(dǎo)反應(yīng)。白色念珠菌增生與肝臟疾病有關(guān)，酒精性脂肪性肝炎、病毒性肝炎以及肝纖維化患者IL-17細(xì)胞顯著增加。IL-17受體在幾乎所有類型的肝細(xì)胞上都有表達(dá)，因此抗真菌免疫反應(yīng)可能會(huì)導(dǎo)致肝損傷，具體的機(jī)制還需要進(jìn)一步研究。在肝硬化患者中真菌感染(如侵襲性念珠菌病和侵襲性曲霉病)是常見的，并常常引發(fā)急性-慢性肝衰竭。所以對(duì)肝硬化、肝移植受者和MAFLD患者及早診斷真菌感染可降低病死率。

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腸道真菌群的臨床應(yīng)用 研究表明，當(dāng)小鼠移植了NASH患者的糞便微生物群，抗真菌藥物兩性霉素B降低了西餐誘導(dǎo)的NASH小鼠的脂肪性肝炎和肝纖維化。長(zhǎng)期乙醇飲食為主的小鼠接受兩性霉素B不會(huì)出現(xiàn)腸道真菌過(guò)度生長(zhǎng)，肝損傷和肝脂肪變性的程度也會(huì)降低。相比于其他真菌屬，布拉氏酵母菌研究應(yīng)用比較廣泛。Everard等研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)布拉氏酵母菌處理后的小鼠擬桿菌門的比例增加，變形菌門和厚壁菌門等與小鼠肥胖和2型糖尿病有關(guān)的菌屬數(shù)量減少。布拉氏酵母菌可減少2型糖尿病模型的肥胖小鼠的肝臟脂肪變性和肝臟炎癥，并減少巨噬細(xì)胞的浸潤(rùn)。Zhu等研究發(fā)現(xiàn)普雷沃菌在人類肥胖和NASH患者中增加，經(jīng)過(guò)布拉氏酵母菌處理的小鼠中普雷沃菌數(shù)量減少，并且普雷沃菌與脂肪組織重量呈正相關(guān)，從而表明這些細(xì)菌與脂肪量之間存在聯(lián)系。四氯化碳誘導(dǎo)肝硬化的大鼠服用布拉氏酵母菌(真菌益生元)，其天冬氨酸和丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶以及丙二醛的血清水平均降低，肝臟中Ⅰ型膠原蛋白α1、α平滑肌肌動(dòng)蛋白和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β的表達(dá)水平也降低，表明肝臟損傷減少?？诜蒸斕m支原體衍生的β-葡聚糖可防止高脂飲食小鼠發(fā)生脂肪肝。腸道真菌群在個(gè)體內(nèi)與個(gè)體間的差異具有顯著意義(

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<0.05)。目前真菌研究主要集中在由真菌物種引起的機(jī)會(huì)性疾病上，這使得真菌作為微生物群的一部分，其作用仍需進(jìn)一步探索。

3 結(jié)語(yǔ)

MAFLD的發(fā)病機(jī)制至今尚未完全明確，因其發(fā)病涉及器官較多，病因較復(fù)雜，其治療也未得到令人滿意的效果?！澳c-肝軸”學(xué)說(shuō)的提出為MAFLD的研究提供了新的理論依據(jù)和治療靶點(diǎn)。真菌群落研究發(fā)展迅速，但許多問(wèn)題目前仍未解決，由于腸道微生態(tài)中腸道真菌群的豐度低于腸道細(xì)菌群，其對(duì)MAFLD發(fā)生發(fā)展的作用機(jī)制以及兩種菌群之間的作用機(jī)制有待進(jìn)一步研究，是否可以利用微生物相互拮抗的機(jī)制作為MAFLD治療的全新靶點(diǎn)需要更多的實(shí)驗(yàn)研究驗(yàn)證。