肠道微生态与非酒精性脂肪性肝病关系的研究进展

倪曼曼　曾　欣　陈岳祥

200003　上海长征医院消化内科



·综述·

肠道微生态与非酒精性脂肪性肝病关系的研究进展

倪曼曼曾欣陈岳祥

200003上海长征医院消化内科

摘要：非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)是一种与胰岛素抵抗和遗传易感性密切相关，以肝实质细胞脂肪变性和脂质沉积为特征的临床病理综合征。近年来研究发现，肠道微生态失衡通过干扰宿主物质代谢、促进胰岛素抵抗、破坏肠道免疫功能，在NAFLD的发生发展中起重要作用。采用微生态制剂调节和重建肠道微生态也成为NAFLD防治的热点。此文就肠道微生态与NAFLD关系的研究进展作一综述。

关键词：非酒精性脂肪性肝病；肠道微生态；微生态制剂

非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)以肝细胞脂肪沉积超过肝脏湿重5%为特征，并排除乙醇、病毒等其他可引起肝脏脂肪变的病因。在西方国家，NAFLD已经成为慢性肝病的主要病因之一，近年来中国NAFLD的患病率也不断增加，影响着约20%成年人的健康[1]。NAFLD可进展为非酒精性脂肪性肝炎(NASH)、肝纤维化、肝硬化，甚至是肝细胞癌，被认为与胰岛素抵抗相关的肥胖、2型糖尿病、高脂血症和高血压等代谢紊乱有关，是代谢综合征的组成部分[2]。肠道作为人类最大的细菌贮存池，栖息着约1×1014个细菌，其中大部分为厌氧菌(如厚壁杆菌、拟杆菌、变形杆菌和放线菌等)，这一庞大微生物群构成人体的肠道微生态环境，消化吸收复杂碳水化合物及合成新的物质(如维生素K)，为宿主提供营养，生成短链脂肪酸，维持肠黏膜屏障的完整，并参与宿主免疫系统的成熟。肠道微生态失衡可影响宿主营养吸收及能量储存、增加肠黏膜通透性、破坏肠道免疫功能，导致大量肠道有害物质经门静脉入肝[3]。近年来的研究发现，肠道微生态失衡与NAFLD的发生及进展密不可分，本文就相关文献进行综述。

1肠道微生态与肝脏脂质沉积

研究发现，肠道细菌可通过调控能量和脂质代谢，增加宿主体脂质量和肝脏三酰甘油的生成[4]。肠道微生物可降解复杂碳水化合物，促进肠道单糖和短链脂肪酸(SCFA)的吸收，SCFA 通过增加碳水化合物反应元件结合蛋白(ChREBP)mRNA促进胰高血糖素样肽-2表达，提供糖异生和脂肪形成酶的作用底物，影响糖类及脂类代谢，促进肝脏脂质合成[5-6]。肠道菌群失衡还可抑制脂肪酶抑制剂——脂肪酶肠道上皮脂肪因子(Fiaf)的表达，增加脂肪组织脂肪酶活性，使脂肪组织输出增多，影响肝脏脂质沉积[7]。多项研究证实，改变饮食结构可导致肠道微生态失衡，并影响肝脏脂质沉积；不同肠道微生态环境下，饮食对肝脏脂质沉积的影响不尽相同；补充部分肠道益生菌可改善肝脏脂质沉积。荷兰研究人员发现，喂食饱和脂肪酸的小鼠其肠道厚壁杆菌/拟杆菌比例明显增加，该组小鼠肝脏脂肪沉积程度明显高于对照组[8]。Jin等[9]也证实，喂食多菌灵的小鼠肠道厚壁杆菌、变形杆菌明显增加，拟杆菌减少，肝脏脂质沉积程度和三酰甘油水平也明显高于对照组。Le等[10]研究发现，高脂喂养普通小鼠16周后，部分小鼠出现高血糖且血清促炎性因子增加，而部分小鼠无上述代谢紊乱；依据小鼠是否出现高血糖和血清促炎性因子将小鼠分为反应型(RR型)和无反应型(NRR型)，分析两组小鼠肠道细菌，发现RR型小鼠肠道优势菌群为厚壁杆菌类，NRR型小鼠肠道优势菌群为拟杆菌类；随后将RR型和NRR型小鼠盲肠内细菌分别接种到接受高脂饮食的无菌小鼠(GF)体内，肝活组织检查和基因表达分析发现，与接种NRR型小鼠细菌者相比，接种RR型小鼠细菌的无菌小鼠肝细胞三酰甘油沉积严重，促进脂质合成的固醇调节元件结合蛋白(SREBP)和ChREBP核因子表达增加，肝细胞表现出大泡性脂肪变。Xu等[11]给NAFLD小鼠模型补充不同益生菌，结果表明服用双歧杆菌和乳酸杆菌可减少小鼠肝脏脂肪沉积。

2肠道微生态与NASH

肠道微生态失衡与NASH发生发展密切相关。Mouzaki等[12]开展的一项横断面研究分析了11例单纯性脂肪肝(SS)，22例NASH患者和17位健康者的肠道菌群结构，发现与对照组相比较，NASH组粪便中拟杆菌比例明显减少；调整体质量指数及饮食因素后，回归分析仍显示拟杆菌比例与NASH呈负相关(P=0.002；95%CI=-0.06～-0.02)。

肠道微生态失衡导致NASH的机制与炎性因子释放增加有关。由于肠道静脉血经门静脉直接供应肝脏，肠道菌群失调后，肠黏膜屏障及免疫功能的破坏使肝脏持续暴露于大量肠源性毒性物质中，如内毒素、细菌DNA、脂多糖(LPS)、游离脂肪酸等[13]。LPS与膜表面受体CD14结合，并被Toll样受体(TLR)识别，促使肝脏产生过量促炎性因子，如肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-1β(IL-1β)、干扰素(IFN)和核因子-κB(NF-κB)，对肝细胞形成“二次打击”[14-15]。有研究发现，拟杆菌减少可增加LPS的生成，引起内毒素血症，从而诱发NASH[16]。有研究表明，用抗生素破坏高脂饮食小鼠肠道微生态后，小鼠肠道拟杆菌、厚壁杆菌减少，变形杆菌明显增加，小鼠肠道屏障通透性增加，LPS大量进入肝脏，激活肝脏TLR4 信号通路，肝脏胆固醇堆积和损伤更加严重[17]。Xin等[18]分别用乳酸杆菌-不动杆菌BS15和磷酸盐缓冲液(PBS)处理高脂饮食小鼠，结果BS15组脂肪肝严重程度、血清游离脂肪酸、LPS水平、内脏脂肪含量及胰岛素抵抗均较对照组减轻，同时肝脏中TNF-α和血清C反应蛋白(CRP)水平也下调。另有研究发现，用MIYAIRI588(一种可生成丁酸盐的益生菌)治疗胆碱缺乏(CDAA)饮食诱导NAFLD小鼠，发现MIYAIRI588可通过改变肠道微生物结构和修复肠道屏障功能，有效降低门静脉血中肠源性内毒素和肝脏炎性因子TNF-α、NF-κB水平，调控蛋白激酶/沉默信息调节因子2相关酶1(AMPK/SIRT1)通路改善糖代谢及胰岛素敏感性，抑制肝脏氧化应激损伤[19]。

此外，肠道菌群失衡使内源性乙醇增加，内源性乙醇通过增加肠道通透性、生成过量活性氧，加重肝脏炎性反应。有研究发现在NAFLD患者肠道中优势菌群包括埃希菌和链球菌，其中埃希菌可产生内源性乙醇，增加肠壁渗透性；链球菌可产生TNF-α、IL-6 和IFN等炎性因子，破坏肠黏膜绒毛，促进肠道有害物质进入肝脏[15,20]。

3肠道微生态与NASH相关肝纤维化

肠道微生物在NASH进展为肝纤维化的过程中也发挥着重要作用。肠道微生态失衡可通过激活LPS-TLR4信号通路，增加肠黏膜通透性，诱导肝纤维化发生。De等[21]分别在高脂喂食(HFD)小鼠和普通喂食(CTRL)小鼠中构建胆管结扎致纤维化模型，结果显示HFD组肠道变形杆菌及血清LPS水平较CTRL组明显增加，肝纤维化程度更加明显；将两组小鼠肠道细菌移植到无菌小鼠体内，对无菌小鼠行胆管结扎，发现移植HFD组细菌后的小鼠较移植CTRL组细菌小鼠的肝纤维化程度严重。此外，还有研究表明，NASH肝纤维化程度与移植的细菌种类有关，肝纤维化程度随革兰氏阴性菌比例增加而加重。日本学者利用多黏菌素(主要抑制埃希菌等肠道阴性杆菌)处理高脂饮食诱导的NASH小鼠，发现抗生素处理后，肝星状细胞活化受抑制，肠黏膜通透性改善，LPS结合蛋白mRNA减少，同时肝纤维化程度明显低于对照组[22]。除LPS-TLR4信号通路外，转化生长因子-β(TGF-β)信号通路也参与了肠道微生态失衡致肝纤维化进程。Velayudham等[23]对NASH动物模型的研究发现，VSL#3(益生菌制剂)可诱导TGF-β受体样跨膜蛋白生成，对TGF-β信号通路起负调节作用，抑制肝纤维化进展。

4肠道微生态与NAFLD相关肝细胞癌

在部分西方国家中，NAFLD已成为肝细胞癌的重要病因之一[24]。肠道微生态与NAFLD患者肝细胞癌发生之间的关系也引起研究人员的重视。Yoshimoto等[25]分别给予两组经7, 12-二甲基苯丙蒽处理过的幼鼠HFD和常规饮食(ND)，30周后发现HFD组肝细胞癌发生率为100%，对照组则无肝细胞癌发生；HFD组小鼠粪便中Ⅺ群梭杆菌明显增加，Ⅺ群梭杆菌使小鼠肠道去氧胆酸(DCA)增加，肠肝循环中DCA的增加可诱导肝星状细胞分泌炎性因子和肿瘤生长因子，促进肝细胞癌的发生。通过喂食二果糖酐或熊去氧胆酸降低DCA水平，可抑制饮食相关肝细胞癌的进展。相反，服用DCA的肥胖小鼠，肝细胞衰老率和肝细胞癌发生率均增加。上述研究结果表明，肠道菌群的变化通过影响胆汁酸代谢，可促进肥胖相关肝细胞癌的发生。

5微生态制剂在NAFLD中的临床应用

肠道微生态紊乱在肥胖、胰岛素抵抗和NAFLD的发生发展中发挥重要作用，而微生态制剂如益生菌、益生元和合生元，不仅可通过选择性促进有益菌生长、抑制致病菌过度生长、修复肠道菌膜屏障、减少肠源性内毒素血症及其相关损伤，还可增加短链脂肪酸和肠道促胰分泌素等激素的生成、增强胰岛素敏感性，从而减弱炎性反应及胰岛素抵抗。近年来，肠道微生态的重建和调节逐渐成为NAFLD 防治的热点。

近年来，微生态制剂用于NAFLD患者的临床试验陆续开展。Loguercio等[26]发现微生态制剂可改善NAFLD患者肝损伤血清标志物。研究人员分别给予3组不同病因的慢性肝病患者(包括10例NAFLD)微生态制剂(包括嗜酸乳杆菌、乳酸双歧杆菌、双歧杆菌等多种细菌混合制剂)，发现NAFLD患者血清氨基转移酶、丙二醛、四羟壬烯醛和TNF-α均减少。Alisi等[27]针对NAFLD儿童患者进行的双盲随机临床试验(22例服用VSL#3，22例服用安慰剂)证实，VSL#3可有效改善儿童患者的NAFLD(P<0.001)。香港进行的一项临床试验以20例肝活组织检查确诊的NASH患者为研究对象，患者随机接受益生菌(植物乳杆菌、德氏乳酸杆菌、嗜酸乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、双歧杆菌)(n=10)和常规治疗(n=10)6个月，结果益生菌治疗组肝脏三酰甘油含量从 22.6%±8.2%下降至 14.9%±7.0%(P=0.034)，而常规治疗组无明显变化；此外，益生菌治疗组血清天冬氨酸氨基转移酶(AST)水平较对照组也明显下降(P=0.008)[28]。另有研究将66例NASH患者随机分为两组，一组接受双歧杆菌-低聚果糖制剂和改善生活方式的综合治疗，另一组接受单独的生活方式干预，联合益生菌治疗组患者肝脏脂肪沉积严重程度和NASH活动度评分均明显低于对照组，其血清 TNF-α、AST水平和胰岛素抵抗也明显低于对照组[29]。最近一项随机、双盲、安慰剂对照临床试验将52例NAFLD患者分为两组，在合理运动和能量均衡的饮食基础上，分别服用合生元或安慰剂，结果发现合生元组 NF-κB活化受抑制，TNF-α、高敏CRP、氨基转移酶及肝纤维化评分均明显低于安慰剂组[30]。

综上所述，肠道微生态在NAFLD发生及进展中发挥着重要作用。肠道与肝脏之间通过“肠-肝轴”互相影响。肠道菌群改变、肠黏膜屏障功能下降，通过影响宿主物质代谢，增加细菌有害成分入肝及增强肝细胞对其敏感性，进而影响肝脏脂质沉积，加重肝脏氧化应激损伤，激活肝纤维化及肿瘤相关信号通路。应用肠道微生态制剂恢复肠道微生态平衡有望成为NAFLD综合防治的重要组成部分。

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(本文编辑：周骏)

(收稿日期：2015-09-06)

通信作者：陈岳祥，Email: chenyuexiang@hotmail.com

DOI:10.3969/j.issn.1673-534X.2016.01.009