细胞因子在非酒精性脂肪性肝病发病中的作用机制及中药防治研究进展※
2016-03-10程西子张压西
程西子 张压西
(湖北中医药大学2014级硕士研究生,湖北 武汉 430065)
细胞因子在非酒精性脂肪性肝病发病中的作用机制及中药防治研究进展※
程西子 张压西△
(湖北中医药大学2014级硕士研究生,湖北 武汉 430065)
非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)是指除外酒精及其他明确的损肝因素导致的以肝脏细胞内脂质沉积过度为主要特征的临床病理综合征,包括单纯性脂肪肝(SFL)、非酒精性脂肪性肝炎(NASH)及其相关肝硬化。细胞因子与NAFLD的发生和发展密切相关;中药在调节细胞因子表达,治疗NAFLD上有着显著疗效。本文对近年该方面的研究作了系统的回顾。
非酒精性脂肪肝;细胞因子;中药疗法
非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)在西方国家是最为普遍的肝脏疾病,其发病率达20%~30%[1],在我国亦是变得越发严
重的慢性肝病问题,也是21世纪全球面临的重要公共健康问题之一[2]。临床中主要通过对患者病史的问询、临床症状的判断并结合实验室检查及超声波检查等结果来综合判断[3]。一般5%以上的肝脏实质细胞被脂肪浸润即可确诊[1,4-5]。NAFLD是一种对人体危害极大的疾病,甚至可发展为肝癌[6]。近年来,越来越多的学者投入了针对NAFLD病因病机、发病机制的研究,以期制订
出切实有效的临床治疗方案。在对该病的研究过程中,人们逐渐发现细胞因子起到了不容小觑的作用。兹将近年来细胞因子在NAFLD发生发展中的作用机制及中医药防治进展综述如下。
1 发病机制
1998年Day CP等首次提出“二次打击”学说[7],在阐述脂肪性肝病的发病机制方面,认为初次打击主要是胰岛素抵抗(IR):多种细胞因子的共同作用,通过脂质代谢紊乱、高胰岛素血症、瘦素抵抗和线粒体功能障碍等4个机制引起外周脂肪组织转运,游离脂肪酸进入肝脏,促进甘油三酯(TG)合成,并抑制肝内脂肪氧化,最终导致肝脏脂质广泛贮积。若肝脏能够适应脂肪变性的发生,则仅表现为单纯的脂肪肝,若肝脏不能适应,则为二次打击提供了反应基础;二次打击主要为氧化应激和脂质过氧化,肝内活性氧的产生超过肝脏抗氧化系统的清除能力将会导致氧化应激,加之各种炎症因子的释放及线粒体功能异常等因素引发脂肪性肝炎,肝脏细胞的炎症反应持续存在,将导致肝脏组织坏死和肝纤维化,甚至还可能发展成为肝硬化。在多种细胞因子和各项机制的综合作用下衍生出一种有利于“二次打击”发生的内环境,各种因素综合作用的结果都有可能造成肝损伤,进而发展成为非酒精性脂肪性肝炎(NASH),甚至终末期肝病[8]。
“二次打击”学说主要强调了脂肪肝发病进程中线粒体功能紊乱、氧化应激作用、脂质过氧化以及细胞防御机制改变的作用和相互关系,其实质就是肝脏内脂质代谢紊乱导致各种病理产物的积聚和产生的链锁效应。影响NAFLD发病的因素并不是相互独立、相互排斥的,相反,它们是相互影响、相互作用的,如肥胖和炎症因子的表达增多会导致氧化应激反应、肝脏细胞内毒素沉积,而氧化反应、肝脏细胞内毒素沉积会使更多的炎症因子释放,加重肝脏负荷,对脂质沉积起到一定辅助作用。研究进一步发现,在NAFLD的发病过程中,从开始的IR、瘦素抵抗、游离自由基大量产生,再到肝脏组织脂肪堆积过多,脂肪组织、肝脏组织的炎症反应等均有细胞因子参与[9]。
2 细胞因子的多重作用
细胞因子在肝功能和代谢中均起关键性作用,如肝细胞死亡、胆汁淤积、肝纤维化和肝损伤修复等。其中肝脏分泌肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和白细胞介素-6(IL-6)是许多类型肝损伤的初始反应,并引起其他细胞因子的分泌,形成炎症瀑布反应。所有细胞因子一同参与炎性细胞的聚集,并促进包括肝纤维化在内的肝脏修复。由脂肪组织产生的多种蛋白和可溶性因子统一被称为脂肪细胞因子,包括脂联素(ADPN)、瘦素、抵抗素等,被认为是联系代谢综合征、肥胖症、IR及相关炎性疾病的主要因素。大量临床证据表明,内脏脂肪含量多少与肝脂肪变性和炎症反应的严重程度直接相关,脂肪细胞因子可能参与NAFLD的病理过程[10]。
2.1 TNF-α 各种原因导致的NAFLD中,TNF-α与NAFLD发展密切相关。张自然等[11]研究发现,诱导模型组大鼠肝组织的TNF-α的含量从肝组织产生脂肪变性开始逐渐升高,在出现NASH时呈显著性升高。TNF-α还会引起其他细胞因子的释放。另一项研究发现,NAFLD患者中,代谢综合征的形成与TNF-α、IL-6水平明显相关,它们可能通过改变胰岛素敏感性,在NAFLD的发生发展中起到重要作用[12]。TNF-α同时还是内毒素介导肝损害的关键介质,不仅直接介导内毒素的多种生物学作用,还诱生其他炎症细胞因子协同作用,继而从其他各种途径扩大了内毒素的生物学效应,从而引起肝细胞的广泛病变。
在“第一次打击”由IR导致的高脂血症中,游离脂肪酸中的n~6多不饱和脂肪酸可通过过氧化机制激活库普弗(Kupffer)细胞中核转录因子-кB(NF-кB),促进TNF-α的生成和释放。另外,在后期肝纤维化过程中,崔健和等[13]研究证明,TNF-α通过影响细胞外基质的合成参与肝纤维化的进程,与肝组织纤维化程度呈正相关。TNF-α能与肝细胞膜受体结合促进细胞死亡,同时诱导肝内活性氧的增加和中性粒细胞的激活来加重肝细胞的炎症反应和损害,是介导肝损伤、加速脂肪肝向NASH转变的主要细胞因子。
2.2 IL-6 研究证实, IL-6是重要的致炎细胞因子[14],在NAFLD患者血清中IL-6水平显著升高,提示IL-6可能与NAFLD的发生密切相关。导致IL-6分泌增加的一个重要原因是肥胖[15]。IL-6可以直接参与肝脏局部炎症反应和炎性损伤过程,具有多向效应。起初,有研究证实IL-6在脂肪变性早期可以抑制氧化应激,防止线粒体功能紊乱,对肝脏起到一定的保护作用[12,16]。然而,在其后的病理变化中它可抑制肝脏胰岛素信号,产生IR,诱导肝细胞凋亡,直接参与NASH的发生和发展[17]。随后,IL-6直接刺激肝细胞、储脂细胞及Kupffer细胞增生分泌胶原蛋白、层黏连蛋白和蛋白多糖,参与肝纤维化形成,促进肝损害。IL-6和TNF-α二者关系密切,可协同作用介导IR的发生。IL-6水平的升高,还可以反作用于TNF-α,使后者合成分泌量增高。长期IL-6水平升高可导致高胰岛素血症,降低体质量,影响骨骼肌葡萄糖的转化以及引发肝脏炎症反应。
2.3 ADPN ADPN是一种脂肪细胞分泌的244个氨基酸组成的蛋白质激素[18],一般以低分子量和高分子量多聚体形式存在于血浆中,与受体结合后可以发挥多种重要的生物学作用,对维持胰岛素敏感性有着关键的作用。研究表明,ADPN的水平与肥胖、2型糖尿病、心血管疾病、肝脏脂肪病变等代谢综合征相关疾病呈显著负相关,是NAFLD及肝功能障碍的独立危险因子[19]。NAFLD患者血清ADPN下降,血清ADPN水平与IR呈负相关[20]。ADPN可以降低血脂水平,减轻脂肪特别是TG在肝细胞内的蓄积。在受损肝脏中,ADPN通过与靶器官的AdipoP1/2受体结合发挥生物学效应,激活AMP激活蛋白激酶的同时,通过过氧化物酶体增殖物激活受体-γ(PPAR-γ)共激活剂-1(PGC-1)刺激PPAR-α活性[21],通过开放这些信号通路,脂肪酸氧化酶转录增加,使脂肪氧化分解,改善肝脏内环境,起到了抗脂质沉积、抗脂质过氧化的作用,对脂质蓄积引起的肝脏损伤有一定的保护。ADPN还可以通过抑制炎症因子,如IL-6、TNF-α和C-反应蛋白等的产生而抑制肝脏炎症反应的产生,具有良好的抗炎症、抗纤维化作用[22]。
综上,这些炎性细胞因子主要来自Kupffer细胞,部分来自炎症肝细胞的ADPN可以抑制Kupffer细胞和巨噬细胞,作用于NF-кB信号通路,减弱NF-кB的核异位,弱化炎症因子的产生,对肝脏炎症、肝细胞死亡和肝纤维化及肝脏出现的大规模或局灶性肝损伤起到调节作用。
3 中药治疗研究进展
NAFLD的病名相当于中医学胁痛、痞满、积聚、肝癖等范畴。起病原因大多与饮食不节、过食肥甘厚味,或久病体虚,起居无常,或情志失调等因素有关,引起肝脏疏泄失职,脾脏运化功能失调,肾精亏损,肝、脾、肾三脏功能失调,湿邪内阻,痰浊内生,湿热痰瘀阻结于肝脏;与痰、湿、瘀、积有关,病位主要在肝,与胆、脾、肾关系密切。现代医学对NAFLD的治疗基本上仍处于探索阶段。西医临床治疗方面主要以调节肝功能、降低血脂、抗血糖、促胆汁分泌和脂类代谢药物为主,但尚无针对性药物,而中医药作为一种传统的治疗手段在治疗NAFLD上有显著疗效,在临床治疗上发挥着重要作用。
3.1 常用单味中药及有效成分研究
3.1.1 虎杖 王毓洁等[23]研究发现,保和丸能够通过降低血脂水平,减轻实验大鼠的脂质过氧化反应,加虎杖后效果更佳,大鼠血清丙二醛(MDA)、天冬氨酸氨基转移酶(AST)明显降低,血清超氧化物歧化酶(SOD)、高密度脂蛋白(HDL)明显升高。江庆澜等[24]证明虎杖能显著降低大鼠脂肪组织TNF-α、TG相对水平和肝组织TG含量,其效果优于多烯磷脂胆碱。
3.1.2 丹参 路帅等[25]研究发现,丹参可显著降低NAFLD模型大鼠血清总胆固醇(TC)、TG、丙氨酸氨基转移酶(ALT)、AST和肝组织中TC、TG、MDA的含量或活性,提高肝组织中SOD的活性,减轻肝功能的损伤程度;病理结果也显示丹参能够改善肝组织脂变程度。由此揭示了升高SOD活性、降低MDA含量,改善肝内脂质代谢是丹参抗脂肪肝的主要药效机制。
3.1.3 黄皮叶 李晓波等[26]用黄皮叶水提取物和醇提取物分别灌饲高脂模型小鼠,发现黄皮叶水提取物及醇提取物均可降低高脂血症小鼠血清TC、TG、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)水平,升高高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)水平,且醇提取物较水提取物作用明显。实验研究提示单味中药治疗NAFLD大多从增强脂质代谢,抗氧化应激反应,减轻IR及肝脏组织的炎症反应等方面入手。
3.1.4 布渣叶 又名破布叶、山茶叶。胡向阳等[27]研究发现布渣叶水煎液可以降低NAFLD大鼠血清和肝组织TC、TG及肝指数,降低肝组织TNF-α、单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)及NF-кB等炎症因子的表达,对NAFLD大鼠血脂、炎症反应具有改善作用。
3.1.5 乌药叶 曹宁等[28]利用高脂饲料建立小鼠高脂血症脂肪肝动物模型,以不同剂量的乌药叶总黄酮给小鼠每日灌胃,连续4周后检查血脂发现,随着乌药叶总黄酮浓度的增加,HepG2细胞中脂滴形成明显减少。表明乌药叶总黄酮有较明显的降血脂作用,可改善肝细胞脂肪变性。
3.2 常用中药复方研究
3.2.1 益肾健脾方 武熙峰等[29]运用益肾运脾方(药物组成:淫羊藿、菟丝子、杜仲、怀牛膝、熟地黄、党参、茯苓、白术、山药、石菖蒲、柴胡、绞股蓝等)临床治疗NAFLD发现,在改善症状,保肝降酶,改善瘦素、ADPN、胰岛素抵抗指数等各项指标方面均有较好疗效,且无不良反应。
3.2.2 茵陈蒿汤 钟成等[30]对经典处方茵陈蒿汤(药物组成:茵陈蒿、栀子、大黄)的最新研究发现,茵陈蒿汤不仅能降低高脂高糖诱导代谢综合征-脂肪肝大鼠血糖、胰岛素含量和胰岛素抵抗指数,还可以升高胰岛素敏感指数;降低游离脂肪酸、TG、TC和LDL-C水平,升高ADPN和HDL-C水平,纠正IR和脂质代谢紊乱;降低ALT、AST、胆碱脂酶活性和MDA含量,提高SOD活性,减轻肝脏组织脂肪浸润和变性。
3.2.3 调肝理脾方 熊鹰等[31]采用调肝理脾方(药物组成:黄芪、炒白术、香附、柴胡、虎杖等)治疗肝郁脾虚型NAFLD患者64例,发现治疗后ADPN较治疗前明显升高、抵抗素、TNF-α水平较治疗前明显降低。
3.2.4 越鞠丸 邓国兴等[32]研究发现越鞠丸(药物组成:香附、苍术、川芎、栀子、神曲)能增强大鼠肝脏PPAR-α mRNA表达,显著降低血脂和肝脂肪含量,从而达到减轻肝脂肪病变程度。
3.2.5 其他 艾迎春等[33]研究从益气健脾、活血化瘀常用中药中选取柴胡、金钱草、大黄、延胡索等具有降脂作用的药物组方而成的制剂对NAFLD模型大鼠血清TC、TG、HDL有明显降低作用,对肝脏组织病变有一定程度的改善作用。高原等[34]使用疏肝祛瘀通络降浊法(药物组成:黄芪、山楂、柴胡等)来治疗大鼠NAFLD,通过上调STAT3的表达和组成型激活,改善瘦素抵抗,使其血清内毒素水平得以降低,同时肝组织内毒素相关受体表达得到下调,从而减轻炎症性肝损害。
4 结语与展望
NAFLD是一种以IR和脂质沉积为基础的遗传代谢应激相关性疾病。其发病机制错综复杂,虽然尚未完全阐明,但可以肯定的是,细胞因子在NAFLD的发生和发展乃至在整个病程中都起到了重要作用。中医药在治疗NAFLD方面有着广阔的前景,从生化病理学推展上升至细胞分子生物学层面深入探讨中药作用于本病的机制,并针对细胞因子进行靶向性治疗,将进一步推动NAFLD的防治,对预防此类疾病的发生有着前瞻性的指导作用。
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(本文编辑:李珊珊)
10.3969/j.issn.1002-2619.2016.12.038
※ 项目来源:武汉市卫生计生委2015年度医疗卫生科研项目(编号:WZ15C05)
程西子(1991—),女,硕士研究生在读,学士。研究方向:中医药防治脾胃病的研究。
R575.053.1;R392.114
A
1002-2619(2016)12-1908-05
2016-05-09)
△ 通讯作者:湖北省武汉市中医医院肝胆脾胃科,湖北 武汉 430014