肠道菌群与非酒精性脂肪性肝病

周达+范建高

摘 要 非酒精性脂肪性肝病（non-alcoholic fatty liver disease， NAFLD）在全球范围内越来越常见，造成极大的疾病负担，故对其发生、发展及防治措施进行研究变得十分迫切。近年来，肠道菌群被认为是机体的一个重要的“特殊器官”，它参与机体的代谢并与相关疾病的发生、发展相关，与NAFLD的关系亦密切，值得深入探索，以期能寻找到防治NAFLD的新措施。

关键词 肠道菌群 非酒精性脂肪性肝病 发病机制

中图分类号：R589.2 文献标识码：A 文章编号：1006-1533（2016）19-0013-04

Gut microbiota and non-alcoholic fatty liver disease*

ZHOU Da**， FAN Jiangao***（Department of Gastroenterology， Xinhua Hospital， School of Medicine， Shanghai Jiao Tong University， Shanghai 200092， China）

ABSTRACT Non-alcoholic fatty liver disease （NAFLD） is getting more and more prevalent worldwide which causes great burden of disease， it is urgent to investigate the development， progression， prevention and treatment of NAFLD. Gut microbiota， as an “important and special organ” of the body， intimately participates in the metabolism of the body， the onset and progression of NAFLD as well， which merits further studies in order to find new breakthrough for NAFLD.

KEY WORDS gut microbiota； non-alcoholic fatty liver disease； mechanisms

非酒精性脂肪性肝病（non-alcoholic fatty liver disease， NAFLD）是代谢综合征的一种常见肝脏表现，现已成为在西方国家乃至全世界引起人们肝酶水平异常的主要原因，造成了极大的疾病负担[1]。目前，有关NAFLD的发病机制仍模糊不清，未获完全阐明。除环境和遗传因素外，越来越多的研究提示，肠道菌群在NAFLD的发生、发展过程中起着重要作用。

NAFLD主要包括单纯性肝脂肪变、非酒精性脂肪性肝炎（non-alcoholic steatohepatitis， NASH）、NASH相关肝硬化和肝癌。NAFLD患者的心、脑血管疾病发病率较高，疾病相关死亡率也更高。依赖现有诊断方法（生化、影像学和病理检查），NAFLD和NASH的全球人口患病率平均分别约为30%和4%，但世界不同地区数据的差异较大[2]。

关于NAFLD的发病机制，最早提出的是“二次打击”假说，即：胰岛素抵抗使得脂质聚积于肝内，随后引发氧化应激造成肝损害[3]。近年又出现了“多元平行打击”假说，它认为炎症和脂肪变的出现不分先后，是同时伴随的脂毒性、氧化应激、线粒体功能障碍和铁超载等共同促进了NAFLD的发生和发展[4]。不过，随着对肠道菌群研究的深入，其与NAFLD的关系已逐渐被揭开。

肠道菌群为机体不可或缺的一个特殊“器官”，参与机体的代谢活动，如提供能量、合成并分泌激素和维生素、促进机体免疫成熟等，数量级达1014，基因总量超过30万条，是人基因总量的100倍[5]。相关研究是自寻找NAFLD患者与健康对照者粪便菌群间的差异开始的。Zhu等[6]通过16S rRNA测序发现，经肝活组织检查证实的NASH患者及肥胖儿童粪便中的拟杆菌数量显著增加而厚壁菌数量显著减少，同时发现NASH患者肠道内的拟杆菌门数量对厚壁菌门数量的比值提高。但对后一发现，在随后的研究中差异很大。比如，Raman等[7]并未发现NAFLD患者肠道内的拟杆菌门数量对厚壁菌门数量的比值有变化；Mouzaki等[8]的研究则发现，NASH患者的此比值显著降低；而Spencer等[9]的研究还发现，肠道内γ-变形菌属的丰度与肝脂肪变呈显著负相关性，故该丰度可用来预测胆碱缺乏个体发生脂肪肝的可能性。由此可见，单纯从菌门水平来分析肠道菌群与NAFLD的关系显然不够，深入至菌属甚至菌种水平可能更为精准，同时靶向性也更明确。当然，由于研究方法、人群和饮食等的差异，要发现明确具有促进NAFLD发生和发展作用的菌属确实存在一定的难度。

肠道菌群与NAFLD发生和发展的关系十分复杂，目前的研究成果主要集中在如下几个方面。

1）肠道菌群失衡可导致肥胖，而后者是引发NAFLD的重要因素。

此类研究的数量较多。比如，Backhed等[10]发现，尽管无菌小鼠摄入的能量较存在肠道菌群的小鼠高，但体重却明显更低，而对无菌小鼠肠道移植正常鼠肠道菌群后再使之摄入高能量，则其体重显著增加；Turnbaugh等[11]发现，将肥胖小鼠的肠道菌群和体重正常小鼠的肠道菌群分别移植至无菌小鼠肠道，移植了肥胖小鼠肠道菌群的无菌小鼠的体重增加明显更多，且出现了肥胖体征；Derrien等[12]发现，肠道内Akkermansia municiphila的丰度与非肥胖呈显著正相关性，即提高肠道内Akkermansia municiphila的丰度有助于减重和抑制肥胖发生（后续还有很多Akkermansia municiphila改善机体代谢的具体机制的研究，主要为调节机体免疫和炎症反应等[13-14]）。由此可见，肠道菌群与机体能量的吸收、代谢密切相关。此外，小肠细菌过度生长（small intestinal bacterial overgrowth， SIBO）现象也须予以重视。在NAFLD患者及动物模型中均发现存在SIBO现象[15-17]，后者可显著增加机体的能量吸收，同时提高肠道的通透性、增加有害物质入血并加重肝脏炎症。但目前在SIBO的诊断（主要通过呼气试验）上仍存在问题，包括缺乏统一的标准及高效的方法等，未来需探索更精确、更有效的SIBO诊断方法。

2）肠道菌群产生的内生性乙醇可促进NAFLD的发展。

最早在排除饮酒的情况下发现，肥胖女性体内的乙醇含量显著提高[18]。随后又发现，NASH儿童体内的乙醇含量显著提高[6]，并发现NASH患者肝内的乙醇代谢酶水平显著提高[19]。这些数据提示了内生性乙醇的潜在危害，即可能造成肝脏脂肪聚积和引起氧化应激（即乙醇的“二次打击”）。另外，乙醇可提高肠道的通透性，促进有害物质入血，促进NAFLD的发生和发展[20]。不过，肠道菌群产生的内生性乙醇含量有限，其与NAFLD的关系是继发还是使动尚有待更多研究的揭示。

3）肠道菌群可通过内毒素介导肝内炎症。

众所周知，内毒素由革兰阴性菌产生，其活性成分为脂多糖，后者可与肝内Toll样受体结合，致使炎症因子释放并引发后续炎症反应而促进NAFLD的发展[21]。有关研究发现，对正常小鼠注射低剂量脂多糖可致肝炎发生[22]，对NAFLD小鼠注射脂多糖可显著促进肝脏疾病进展[23]。研究还发现，高脂诱导的NAFLD动物模型的血清脂多糖水平显著升高[24]，NAFLD患者的血清脂多糖水平也高于健康对照者，尤其是在出现肝脏早期纤维化时[25-26]。由此可见，脂多糖水平升高为NAFLD的病理特征，脂多糖可引起炎症级联反应而造成对肝脏的“二次打击”。

4）肠道菌群可调节胆碱代谢。

肠道菌群失衡可促进肠道内的胆碱代谢为甲胺，后者有肝损害作用，同时可造成机体胆碱缺乏，继而引发肝内脂质沉积[27]。肠道菌群介导的胆碱缺乏可能是促进NAFLD发展的机制之一，但此目前仍需得到更多直接证据、尤其是来自人体研究数据的支持。

肠道菌群促进NAFLD发生和发展还可能有其他更为复杂的机制，比如肠道菌群通过调节机体免疫细胞间接促进或改善NAFLD。肠道菌群可调控肠道中不同淋巴细胞亚群[如辅助性T细胞（T helper cells， Th）1/Th2、调节性T细胞/Th17]的分化，调节B细胞、自然杀伤T细胞、树突状细胞和巨噬细胞等免疫细胞的功能和活性，以及维持黏膜免疫系统中促炎与抗炎机制间的动态平衡（为黏膜免疫稳态维持的关键调节因素，同时可避免自身免疫反应）等[28-30]。不过，更多的研究还是仅提示免疫细胞分泌的免疫因子可间接影响肝脏，而肠道淋巴细胞是否可特异性地归巢入肝、进而直接影响NAFLD的进展仍需得到进一步的强有力的直接证据的支持。

早在肠道菌群与NAFLD的关系受到高度关注之前，肠道益生菌的补充可改善机体代谢的事实就已被发现。有研究提示，益生菌Lactobacillus rhamnosus GG[31]和Lactobacillus casei Shirota[32]均可显著改善饮食诱导小鼠模型的NAFLD和NASH，其机制之一即为改善疾病小鼠的肠道菌群。但是，有关益生菌改善人NAFLD的研究数较少。Wong等[33]研究发现，对经肝穿刺检查证实的NASH患者给予益生菌治疗可显著减少患者肝内的脂质含量。一项meta分析显示，益生菌疗法可显著降低NAFLD患者的肝酶、总胆固醇和炎症因子水平，改善胰岛素抵抗[34]。最近进行的一项研究揭示，NAFLD的严重程度与肠道菌群失衡及其代谢功能的变化有关，其中拟杆菌属的丰度与NASH呈独立相关性，瘤胃球菌属的丰度与显著的肝纤维化呈独立相关性[35]。这些研究提示，调节肠道菌群可成为NAFLD的治疗方案之一，而对肠道菌群的深度分析也许还可帮助我们寻找到NAFLD的新的诊断和病情判断方法，这也是未来进行相关研究的更具体的方向。

当然，尽管有关肠道菌群与NAFLD关系的研究数甚多，但这些研究仍存在很多不足之处：①由于受到现有菌群研究方法或技术的限制，还有很多肠道菌、尤其是与NAFLD相关的肠道菌无法确定种属，更无法进行体外培养的具体研究，因此更应建立标准化的研究预案，使对不同地区、不同人群的研究数据相互间具有一定的参考价值；②大部分研究仅分析了粪便中的菌群，因此还应将研究对象聚焦于小肠内的细菌，后者与粪便中的菌群差异很大，同时与NAFLD发生的关系也更密切；③肠道内除了细菌外，还有病毒、古生菌等，它们是否与NAFLD相关也值得探索；④菌群研究耗资大，故不能仅单纯检测细菌，还应同步进行RNA、DNA和蛋白组学的分析及检测，以开拓新的研究视野。

随着美国“人类微生物组计划”（http：//commonfund. nih.gov/hmp）、欧洲“肠道微生物组计划”（http：//www. metahit.eu）和国际“联合人类微生物组计划”（http：// www.human-microbiome.org）[36]的相继实施，肠道菌群与疾病的关系开始被广泛探索，研究成果与日俱增，其中肠道菌群与代谢性疾病、包括NAFLD的关系得到了最为广泛和深入的探索[37]。从精准医学和转化医学的角度看，研究的深入、技术和方法的更新必将对阐明肠道微生物与NAFLD进展的关系提供莫大的帮助，进而为NAFLD的诊断与治疗提供新的思路和靶点。

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