膽汁酸對(duì)肝硬化疾病進(jìn)展及治療的意義

劉寧 周瑩群

肝硬化已經(jīng)成為全球第11個(gè)最常見(jiàn)的死亡原因[1]，嚴(yán)重影響人們的生活質(zhì)量及生存時(shí)間。膽汁酸(bile acid, BA)具有促進(jìn)腸道消化吸收脂肪及其他親脂性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的作用，此外，BA也是重要的信號(hào)分子，能通過(guò)活化細(xì)胞內(nèi)的核受體及細(xì)胞表面G蛋白偶聯(lián)的受體，調(diào)節(jié)糖代謝、能量代謝、炎癥反應(yīng)、腸道細(xì)菌等諸多方面[2]。近年來(lái)不少研究表明，BA還參與了肝硬化的疾病進(jìn)程，與肝硬化并發(fā)癥的形成有關(guān)[3-4]，通過(guò)對(duì)BA的調(diào)節(jié)能有效改善患者肝功能及預(yù)后[5]?，F(xiàn)將從BA在肝硬化的進(jìn)展以及治療中作用進(jìn)行總結(jié)和綜述。

一、膽汁酸的代謝

BA由膽固醇在肝臟經(jīng)一系列酶促反應(yīng)生成，經(jīng)典途徑是其主要生成途徑，其中膽固醇7α羥化酶1 (cholesterol 7α- hydroxylase 1，CYP7A1)是關(guān)鍵酶[6]。生成的BA與?；撬岷透拾彼峤Y(jié)合成為結(jié)合型初級(jí)膽汁酸，通過(guò)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白膽鹽輸出泵 (bile salt export pump, BSEP)和多藥耐藥相關(guān)蛋白2分泌進(jìn)入膽管[7]，儲(chǔ)存入膽囊。進(jìn)食后，BA隨膽汁流分泌到腸道。大部分(95%)BA在末端回腸被重吸收，經(jīng)過(guò)頂端鈉離子依賴性膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)體(apical sodium-dependent BA transporter, ASBT)、回腸膽汁酸載體蛋白和有機(jī)溶質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)體α/β的協(xié)調(diào)配合，完成腸細(xì)胞重吸收BA并轉(zhuǎn)運(yùn)入門(mén)靜脈血流的過(guò)程；小部分BA經(jīng)過(guò)腸道細(xì)菌的水解和脫羥基作用，形成次級(jí)膽汁酸，部分次級(jí)膽汁酸可通過(guò)被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)重吸收，其余則經(jīng)糞便排出體外。大部分門(mén)脈血流中的BA又通過(guò)鈉離子-?；悄懰峁厕D(zhuǎn)運(yùn)蛋白(Na+- taurocholate cotransporting polypeptide, NTCP)和有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)多肽被重吸收回到肝臟(即：腸肝循環(huán))[6-7]。

眾多因素參與BA穩(wěn)態(tài)的調(diào)控。核受體法尼醇X受體(farnesoid X receptor，F(xiàn)XR)在BA調(diào)控中起關(guān)鍵作用，BA通過(guò)活化FXR，抑制膽汁酸合成酶CYP7A1轉(zhuǎn)錄，負(fù)反饋調(diào)節(jié)BA合成[2]。FXR活化還能調(diào)節(jié)各個(gè)環(huán)節(jié)的膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)體，如：刺激BSEP促進(jìn)BA分泌入膽管，下調(diào)ASBT降低腸細(xì)胞對(duì)BA的重吸收，抑制NTCP減少肝臟對(duì)BA吸收，從而防止BA在肝內(nèi)聚集[7]。此外，孕烷X受體、維生素D受體及糖皮質(zhì)激素受體等也能被BA活化，進(jìn)而調(diào)節(jié)BA合成和轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)基因的表達(dá)[4]。腸道細(xì)菌能促進(jìn)初級(jí)膽汁酸解離、脫氫和脫羥基作用，即在BA重吸收或轉(zhuǎn)化為次級(jí)膽汁酸中有重要作用[3]。

BA在肝硬化的發(fā)生和進(jìn)展中有明顯改變。在合并肝硬化的非酒精性脂肪性肝炎 (nonalcoholic steatohepatitis, NASH)患者中，血清總膽汁酸和初級(jí)結(jié)合型膽汁酸水平明顯高于無(wú)肝硬化的NASH患者[8]。原發(fā)性膽汁性膽管炎(primary biliary cholangitis，PBC)患者也呈現(xiàn)顯著的BA紊亂，表現(xiàn)為血清和糞便中的初級(jí)膽汁酸較正常對(duì)照組明顯升高，而次級(jí)膽汁酸水平減少[9]。此外，隨著Child-Pugh分級(jí)的增加，乙肝后肝硬化患者的血清初級(jí)結(jié)合型膽汁酸顯著增高[10]。在肝硬化晚期，糞便總膽汁酸水平較疾病早期明顯減少，且初級(jí)膽汁酸向次級(jí)膽汁酸轉(zhuǎn)化減少[11]。血清BA水平與MELD評(píng)分及肝靜脈壓力梯度呈正相關(guān)，高濃度的BA可能是肝硬化發(fā)生急性失代償性及慢加急性肝衰竭的獨(dú)立預(yù)測(cè)指標(biāo)[12]。這些結(jié)果提示，BA的紊亂可能對(duì)肝硬化的診斷、進(jìn)展及預(yù)后評(píng)估有一定價(jià)值。

二、膽汁酸紊亂對(duì)肝硬化并發(fā)癥的影響

大量研究表明[4, 13]，肝內(nèi)毒性膽汁淤積能誘導(dǎo)細(xì)胞炎癥損傷、腫瘤形成等，與肝性腦病、原發(fā)性肝癌等肝硬化并發(fā)癥的發(fā)生密切相關(guān)。

(一)膽汁酸紊亂與肝性腦病 在伴發(fā)肝性腦病的肝硬化患者的腦脊液中發(fā)現(xiàn)，一些膽汁酸成分如牛磺膽酸和甘氨膽酸濃度明顯升高[13]。在急性肝衰竭引起肝性腦病的小鼠模型中，腦組織中總膽汁酸水平明顯高于對(duì)照組；而通過(guò)消膽胺處理或敲除CYP7A1來(lái)降低BA水平，能改善模型組小鼠神經(jīng)功能減退[14]。這些結(jié)果提示，BA可能參與了肝性腦病的發(fā)病。

血清中的BA可以通過(guò)脈絡(luò)叢上的膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)體[15]，或者通過(guò)活化Rac1，使緊密連接蛋白磷酸化，從而增加血腦屏障的通透性[16]，穿過(guò)血腦屏障。進(jìn)入腦脊液中的BA作為信號(hào)分子與特定受體結(jié)合，進(jìn)一步介導(dǎo)肝性腦病的發(fā)病。研究表明，BA通過(guò)活化神經(jīng)元細(xì)胞的鞘氨醇1磷酸受體2，促進(jìn)趨化因子受體2的表達(dá)和釋放，從而活化小神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞，進(jìn)一步釋放促炎因子，誘發(fā)肝性腦病[17]。此外，腦組織中FXR通路的異?；罨芤部赡苁歉涡阅X病發(fā)病的重要機(jī)制。McMillin等的研究[14]發(fā)現(xiàn)，在急性肝衰竭早期，小鼠腦組織FXR表達(dá)明顯上調(diào)；而通過(guò)特異性地減少小鼠腦組織中FXR的表達(dá)，能明顯延遲神經(jīng)衰退和昏迷的發(fā)生。

另一方面，腸道菌群失調(diào)也是誘發(fā)肝性腦病的重要環(huán)節(jié)。BA能通過(guò)活化FXR從而抑制腸道細(xì)菌過(guò)度生長(zhǎng)，維持腸道菌群穩(wěn)態(tài)，并且保護(hù)腸上皮細(xì)胞的完整性[3]；在肝硬化晚期，進(jìn)入腸道的BA明顯減少[11]，BA介導(dǎo)的FXR的調(diào)控作用受損，引起腸道菌群失調(diào)、細(xì)菌及有毒代謝產(chǎn)物易位[3, 18]，進(jìn)而誘發(fā)肝性腦病。由此可見(jiàn)，BA紊亂在肝性腦病發(fā)病中起重要作用。

(二)膽汁酸紊亂與原發(fā)性肝癌 多項(xiàng)臨床研究提示了BA紊亂與原發(fā)性肝癌的形成有關(guān)，特別是高濃度的初級(jí)結(jié)合型膽汁酸增加了肝癌的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)[19-20]。Anakk等[21]發(fā)現(xiàn)，在FXR和SHP缺失誘導(dǎo)膽汁淤積的小鼠中，肝臟明顯增大，并出現(xiàn)自發(fā)性肝臟腫瘤形成，并且該研究證實(shí)了過(guò)量的BA能通過(guò)誘導(dǎo)支架蛋白IQGAP1，上調(diào)YAP表達(dá)，進(jìn)而誘發(fā)肝臟腫瘤生成。Xie等[22]研究也表明，經(jīng)疏水性膽汁酸處理的肝癌細(xì)胞系，細(xì)胞增殖明顯增加，腫瘤抑制基因CEBPα顯著下調(diào)；且動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)消膽胺促進(jìn)BA從腸道排泄，能有效預(yù)防原發(fā)性肝癌的發(fā)生[22]。此外，BA能直接破壞質(zhì)膜，引起蛋白激酶C活化，從而激活P38 MAPK通路，導(dǎo)致NF-κB活化，加重炎癥反應(yīng)，進(jìn)一步誘發(fā)肝癌形成[4]；NF-κB p50/p65還能直接與FXR啟動(dòng)子結(jié)合，抑制FXR轉(zhuǎn)錄，F(xiàn)XR表達(dá)下調(diào)又進(jìn)一步加重了膽汁淤積[4]?？梢?jiàn)，BA紊亂是誘發(fā)原發(fā)性肝癌的重要因素。

此外，BA濃度高的原發(fā)性肝癌患者生存時(shí)間或無(wú)病生存期顯著短于濃度低的患者[23]，提示BA還可能與原發(fā)性肝癌進(jìn)展有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，甘氨鵝脫氧膽酸能通過(guò)AMPK/mTOR通路誘導(dǎo)自噬過(guò)程，促進(jìn)肝細(xì)胞肝癌入侵和轉(zhuǎn)移[23]；鵝脫氧膽酸和石膽酸也可以通過(guò)刺激肝細(xì)胞肝癌的Snail通路，下調(diào)上皮蛋白鈣黏蛋白表達(dá)，增加腫瘤的侵襲性[24]。結(jié)合型膽汁酸還能通過(guò)活化ERK1/2和AKT信號(hào)通路，促進(jìn)膽管細(xì)胞癌浸潤(rùn)性生長(zhǎng)[25]。

三、膽汁酸調(diào)控與肝硬化治療

BA紊亂伴隨肝硬化的發(fā)生和進(jìn)展，與肝硬化并發(fā)癥的形成有關(guān)。眾多研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)調(diào)控BA代謝的關(guān)鍵環(huán)節(jié)可以遏制肝硬化的進(jìn)程，成為治療肝硬化的新靶點(diǎn)[5]。

(一)FXR激動(dòng)劑 大量動(dòng)物和細(xì)胞研究證實(shí)了FXR激動(dòng)劑對(duì)肝硬化的治療作用。FXR激動(dòng)劑奧貝膽酸(obeticholic acid，OCA)能降低肝硬化大鼠的肝內(nèi)血管阻力，改善門(mén)脈高壓[26]，其作用機(jī)制與內(nèi)皮型一氧化氮合酶的激活有關(guān)。Schwabl等[27]的研究也發(fā)現(xiàn)FXR激動(dòng)劑PX20606能抑制血竇重構(gòu)，從而降低肝硬化門(mén)脈高壓。此外，病理性的細(xì)菌易位能誘發(fā)肝硬化并發(fā)癥如肝性腦病、自發(fā)性細(xì)菌性腹膜炎等，顯著增高了肝硬化的死亡率。研究發(fā)現(xiàn)，在肝硬化小鼠模型中，OCA能穩(wěn)固腸道-血管屏障，減少腸道細(xì)菌經(jīng)門(mén)脈途徑易位至肝臟[28]，因此，OCA還可能對(duì)防止細(xì)菌易位引起的肝硬化并發(fā)癥有重要意義。

FXR激動(dòng)劑在許多臨床試驗(yàn)中獲得很好的療效，特別是對(duì)膽汁淤積性肝硬化及非酒精性脂肪性肝病(Nonalcoholic fatty liver disease, NAFLD)。其中，OCA是目前研究較多FXR激動(dòng)劑。在熊去氧膽酸不應(yīng)答的PBC患者中，大約50%患者在OCA治療后肝臟生化指標(biāo)得到明顯改善[29]。因此，在2016年，美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局已經(jīng)批準(zhǔn)OCA作為PBC的治療藥物。此外，OCA對(duì)NAFLD 治療作用的研究也獲得了一定成果。一項(xiàng)納入了1 968例非肝硬化NASH患者的Ⅲ期臨床研究的中期分析結(jié)果提示[30]，在對(duì)照組、10 mg OCA治療組和25 mg OCA治療組中，分別有12%、18%和23%的患者的肝纖維得到顯著組織學(xué)改善，可見(jiàn)OCA很可能是NASH的有效治療藥物。另一項(xiàng)關(guān)于FXR激動(dòng)劑GS-9674的Ⅱ期臨床研究也表明[31]，GS-9674治療能顯著改善NASH患者肝臟脂肪變性，且具有良好耐受性。

盡管FXR激動(dòng)劑對(duì)肝硬化的治療在動(dòng)物、細(xì)胞試驗(yàn)以及臨床研究取得了一些成果，但仍存在一些問(wèn)題。首先，F(xiàn)XR激動(dòng)劑(如OCA)在治療中出現(xiàn)瘙癢癥、低密度脂蛋白膽固醇升高等不良反應(yīng)[29]，仍然是需要解決的問(wèn)題；并且FXR激動(dòng)劑對(duì)合并肝硬化的NASH患者，以及對(duì)病毒性、酒精性等病因相關(guān)肝硬化的治療作用的臨床研究仍是缺乏的。此外，F(xiàn)XR活化能誘導(dǎo)具有促癌作用的纖維生長(zhǎng)因子19表達(dá)增多[8]，其長(zhǎng)期使用是否增加肝癌的風(fēng)險(xiǎn)也值得關(guān)注。

(二)腸道菌群 腸道細(xì)菌的失調(diào)是肝硬化BA紊亂的重要因素[8]，BA紊亂又與肝硬化病情進(jìn)展密切相關(guān)，提示通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群從而調(diào)整BA代謝，可能是改善肝硬化進(jìn)程的有效措施。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，益生菌能調(diào)控BA代謝，通過(guò)抑制BA合成、促進(jìn)其從糞便和尿液排出，從而改善膽汁淤積引起的肝損傷和纖維化[32]。Ma等研究[33]發(fā)現(xiàn)，服用萬(wàn)古霉素可以通過(guò)抑制腸道中革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌生長(zhǎng)，阻礙其介導(dǎo)的初級(jí)膽汁酸向次級(jí)膽汁酸的轉(zhuǎn)化，進(jìn)而誘導(dǎo)肝臟NKT細(xì)胞聚集，抑制肝臟腫瘤生長(zhǎng)。另外，近年來(lái)，很多研究提示通過(guò)腸道益生菌或菌群移植等方式調(diào)節(jié)腸道菌群，能改善肝硬化患者認(rèn)知功能，減少肝性腦病的發(fā)生[34-35]。盡管不少研究提示了BA調(diào)控能改善肝性腦病[14]，但是調(diào)節(jié)腸道菌群改善肝性腦病的作用是否與BA調(diào)控相關(guān)仍有待研究。

總之，調(diào)控腸道菌群可能成為肝硬化及并發(fā)癥治療的有效方案，具體的運(yùn)用時(shí)機(jī)、療效等仍需要大樣本隨機(jī)對(duì)照研究去探索。

(三)膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)體 膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)體是BA實(shí)現(xiàn)有效肝腸循環(huán)的基礎(chǔ)，其中，ASBT和NTCP分別負(fù)責(zé)腸道和肝臟對(duì)BA的重吸收。通過(guò)阻斷ASBT、NTCP抑制BA的重吸收，可以減輕肝內(nèi)膽汁淤積[36]。硬化性膽管炎的小鼠模型證實(shí)了，使用ASBT抑制劑能有效降低血清BA水平，抑制炎癥反應(yīng)，改善疾病的進(jìn)程[37]。臨床研究也表明，ASBT抑制劑能降低PBC患者血清BA水平，并改善患者瘙癢癥狀[38]。但是，ASBT抑制導(dǎo)致腸道BA濃度增加，可能引起腸道菌群紊亂、腹瀉，甚至增加結(jié)腸癌的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)[36]?？傊懼徂D(zhuǎn)運(yùn)體可能成為治療肝硬化(特別是膽汁淤積性肝硬化)的潛在藥物，具體療效和安全性仍待更多的研究驗(yàn)證。

四、總結(jié)

肝硬化常伴有BA代謝紊亂，一方面，BA紊亂可能對(duì)肝硬化的進(jìn)展及預(yù)后的評(píng)估有一定意義；另一方面，肝內(nèi)膽汁淤積進(jìn)一步誘發(fā)肝硬化并發(fā)癥的發(fā)生及病情進(jìn)展。調(diào)控BA代謝的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，如：核受體、腸道菌群、膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)體等，可能成為治療肝硬化的有效途徑，其進(jìn)一步的臨床運(yùn)用仍值得更多的研究去探索。