非酒精性脂肪性肝病肠道菌群的研究进展

刘嘉琪， 周少明

(深圳市儿童医院， 广东 深圳 518038)

非酒精性脂肪性肝病肠道菌群的研究进展

刘嘉琪， 周少明

(深圳市儿童医院， 广东 深圳 518038)

非酒精性脂肪性肝病发病率不断升高且起病年龄渐趋低龄化,其发病机制至今尚未明确。在众多致病因素中，肠道菌群的改变与非酒精性脂肪性肝病的发病及进展密切相关。归纳了肠道菌群在非酒精性脂肪性肝病发生及发展中的作用机制，以及通过调节肠道菌群治疗非酒精性脂肪性肝病的方式。可见通过调节肠道菌群，恢复肠道微生态平衡，对延缓乃至阻止非酒精性脂肪性肝病的进展可能有重要的作用，成为预防及治疗该病的新方法。

非酒精性脂肪性肝病； 肠杆菌科； 综述

非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)是一种获得性代谢应激性肝病，是指除外酒精和其他明确损肝因素所致的肝细胞内脂肪过度沉积为主要特征的临床病理综合征，包括单纯性脂肪肝、非酒精性脂肪性肝炎(NASH)、NASH相关肝硬化及肝癌。NAFLD在全球广泛分布，近年来其患病率迅速上升并呈低龄化起病趋势，如今已成为全球重要的卫生问题。但NAFLD的发病机制尚未完全清楚，近来高通量测序技术的提高使肠道菌群研究取得很大进展，故目前NAFLD与肠道菌群之间的联系成为研究热点。

胃肠道含有人体最大的细菌库，正常人肠道菌种达500～1500多种，总量达到10万亿～100万亿，其中革兰阴性菌和厌氧菌占多数。近年来随着高通量和宏基因组测序的应用，完成了人类肠道细菌“基因普查”，表明肠道菌群在不同个体间存在明显差异，粪便和定植于肠黏膜表面的细菌种类和数量并不完全一致。共生细菌以及暂时出现的细菌，二者共存于复杂的平衡状态中[1-3]。

1 肠道菌群和NAFLD之间的联系

1.1 肠-肝轴学说[1，4]肠道与肝脏在结构与功能上存在着天然的密切联系。在病理状态下，肠道细菌产生过多的有害代谢物质进入肝脏，引起肝脏炎症反应、氧化应激和脂质积累，最终导致肝脂肪变性和纤维化。肝脏疾病患者出现恶心、呕吐、纳差等消化系统症状导致肠道菌群营养底物不足，胆汁分泌不足，肠道内胆盐缺乏，门静脉回流受阻，引起胃肠道淤血及肝脏固有免疫系统释放一系列炎性因子，造成肠道黏膜损伤和肠道功能失调，加重肠道菌群失衡，形成恶性循环。

1.2 “二次打击”学说[5-7]“初次打击”是胰岛素抵抗和大量游离脂肪酸进入肝脏引起肝脂肪堆积；“二次打击”包括肠源性的脂多糖、乙醇、炎性诱导物质等大量有害物质引起的氧化应激、脂质过氧化、促炎细胞因子的分泌，长期存在的“二次打击”引起肝细胞的损伤、坏死，使简单的肝脂肪变性发展成NAFLD。

2 NAFLD患者出现肠道菌群紊乱的表现

2.1 细菌移位的增加[8-9]正常人也存在细菌移位，但正常免疫系统在细菌迁移过程中能够及时清除。病理状态下，机体的免疫缺陷和免疫抑制，肠道通透性增加，肠运动减弱，细菌从肠道向肠道以外的部位迁移增加，导致肠源性感染，加重肝脏功能紊乱。

2.2 菌群构成的改变 杨林辉等[10]研究显示单纯性脂肪肝肠道菌群并没有明显失衡，而发展到NASH时出现了明显的肠道菌群失衡，以肠球菌、肠杆菌为代表的有害菌显著增加，以双歧杆菌、乳杆菌为代表的有益菌显著降低。这证实了NASH存在菌群构成改变及革兰阴性杆菌过度繁殖的情况， 导致肠道的定植抗力下降及肠道屏障功能受损，促进内毒素血症形成，直接损害肝细胞，导致肝脏脂肪变性及纤维化。

2.3 小肠细菌过度生长[5,11]动物和人体试验均显示NAFLD发生时，可观察到小肠细菌过度生长。细菌的过度生长导致大量细菌产物的产生，通过门静脉系统运送至肝脏，对肝细胞造成损害；此外，小肠细菌过度生长还可以改变肠道的转运功能并引起肠道通透性的改变。

3 肠道菌群失衡可能导致NAFLD发病的机制

3.1 细菌代谢产物激活Toll样受体(TLR)信号通路引发炎症反应及肝纤维化[[1,12-13]正常肝脏的TLR信号通路是被抑制的，当病原微生物及其产物到达肝脏时被激活，但持续的TLR信号通路激活却会导致肝脏的损害。(1)TLR4：革兰阴性杆菌的外毒素脂多糖可通过门静脉和体循环激活肝脏TLR4，经脂多糖结合蛋白复合物受体和髓样分化蛋白2辅助，构成TLR4-MD2-LPS复合体，通过骨髓分化因子88依赖和非依赖两信号轴，进一步激活IL-β、IL-6、IL-8、IL-12、TNFα、TGFβ等炎症因子和IFNβ的表达，导致胰岛素抵抗和肝脏炎症，诱发NAFLD，同时促进肝星状细胞活化，导致肝纤维化。Markel等[14]研究发现脂多糖可通过抑制新生肠上皮细胞的迁移和减弱细胞因子的修复作用使肠屏障功能破坏。(2)TLR2：革兰阳性细菌壁成分如肽多糖、脂磷等可激活TLR2，通过TNFα、IL-1β等炎性因子诱发胰岛素抵抗，导致NAFLD的起病。(3)TLR5：为肠黏膜细胞防御感染的固有免疫成分，被鞭毛蛋白激活，引发胰岛素抵抗，诱发NAFLD的起病。(4)TLR9：识别未甲基化的-CpG基序的DNA，而细菌DNA含有丰富的未甲基化的-CpG基序，故TLR9可被细菌DNA激活，介导Kupffer细胞产生IL-1，促进肝脏炎症和纤维化。

3.2 肠黏膜屏障的破坏[1,15-16]肠黏膜屏障的破坏可以导致细菌移位的增加及内毒素血症的发生。(1)生物屏障：生物屏障由寄居在肠腔内或定植于肠黏膜表面的肠道常驻菌群形成，有益菌及致病菌相互制约，相互依存。肠道菌群失衡时，有害菌大量繁殖，导致有益菌的定植抗力减弱及数量的减少。(2)机械屏障：机械屏障由肠道黏液层、肠黏膜上皮细胞、细胞间紧密连接等构成，这种紧密连接能有效阻止细菌及内毒素等物质透过肠黏膜进入血液。肠道菌群失衡时，肠道来源毒物增加，肠上皮细胞间紧密连接蛋白减少，且有害菌通过产生一些抑制肠道上皮细胞蛋白质合成功能的物质，比如蛋白酶和内毒素，使肠壁绒毛受损，从而损伤肠黏膜机械屏障。(3)化学屏障：化学屏障由胆汁、胃酸、消化酶等组成。肠微生态失调通过肠-肝轴引起胆汁失衡，破坏主要由胆汁酸构成的肠黏膜化学屏障，抑制肝细胞低密度和极低密度脂蛋白的合成以及甘油三酯排泄的能力，导致脂质在肝脏沉积。(4)免疫屏障：由肠道相关淋巴组织和肠道内浆细胞分泌型免疫球蛋白(secretory immunoglobulin A, sIgA)构成。淋巴细胞分布于肠道的集合淋巴小结内，是免疫应答诱导和活化的主要部位；弥散免疫细胞分泌sIgA作为效应器。当出现细菌移位和小肠细菌过度生长时，肠液中sIgA减少，肠道脂质过氧化增强，易于被吸收，破坏肠黏膜免疫屏障。

3.3 增加从食物中的能量摄取[7]肠道是吸收食物营养的器官，而营养的吸收需通过肠道菌群的辅助，而肠道菌群的增加会使对食物营养的吸收增加，导致肝脏储存能量的增加，增加脂肪合成。

3.4 乙醇代谢产物的增加[3,11,17]肠道细菌可分解乙醇产生乙醛，增加紧密连接和黏附连接蛋白酪氨酸磷酸化，从而损伤肠黏膜，增加肠壁通透性，且乙醛及其代谢产物可导致活性氧的形成，增加氧化应激造成肝损伤。乙醇产生的一氧化氮通过与微管蛋白作用亦可使肠壁通透性增加；而乙醇代谢产物乙酸盐是脂肪酸合成的底物之一，乙酸盐增多可导致脂肪酸的合成增多。

3.5 短链脂肪酸的增加[7,18]结肠细菌将不易消化的碳水化合物转换成短链脂肪酸，短链脂肪酸作为可吸收的能量来源[19]，通过每日为人体提供热量消耗及刺激脂肪的从头合成而促进肥胖及脂肪肝的发生，并可能通过促进胰高血糖素样肽2的表达来促进养分的吸收。然而，短链脂肪酸也可降低肠道pH值，促进一些嗜酸性共生菌的生长，并可以抑制某些病原菌的生长；还可调节免疫细胞活性，主动减轻肠道炎症；并可以通过刺激肠上皮细胞的增殖，改善肠道屏障功能。故短链脂肪酸对NAFLD发病机制尚不清楚，有可能非常复杂。

3.6 胆碱分解的增多[17]喂养小鼠缺乏胆碱饮食4周，小鼠出现NASH样综合征:体质量明显减轻、肝酶水平升高及肝脏甘油三酯和脂质过氧化水平升高，表明胆碱缺乏可引起肝脂肪变性的增加。肠道细菌产生的酶可催化胆碱转换成二甲胺及三甲胺，然后通过肝脏首次代谢部分三甲胺避免其进入循环系统。革兰阴性杆菌的过度生长可使食物来源的胆碱被大部分分解，诱导胆碱的缺乏，导致NAFLD的发生。

4 通过调节肠道菌群预防及治疗NAFLD

目前临床通过调节肠道菌群治疗NAFLD的方法主要有益生菌、益生元及选择性的肠道洗脱，粪菌移植为近年来较热门的治疗方法，但应用仍较少，其他治疗方法有待进一步确认其效果。

4.1 益生菌[5,20]益生菌指当给与足够数量时，对宿主健康产生有益作用的活的微生物，主要有双歧杆菌及乳酸杆菌两大类。益生菌可通过竞争营养素、竞争性抑制对上皮细胞的黏附、降低肠道pH、将糖转化为有抑制性特性的发酵副产物、分泌抗菌化合物、刺激宿主产生抗菌化合物等方式来抑制病原菌的繁殖和入侵，降低肠道内毒素水平，提高肠道黏膜屏障功能，减轻全身炎症反应，并可影响胆固醇、维生素、氨基酸物质代谢，改善胰岛素抵抗，使肝酶下降，在预防和改善NAFLD中起到保护性作用。

4.2 益生元[13]益生元指膳食中无法消化的碳水化合物，例如乳果糖、果聚糖等制剂；益生元能选择性地促进肠道有益菌的生长以提高其定植抗力，并以此抑制潜在致病菌生长及其有害代谢产物的产生，从而减少肠源性内毒素的产生；乳果糖还可以增加肠腔内细菌量和保留水分的能力，从而增加粪便重量和排便频率、能够软化大便并且能够通过其酸性代谢产物促进肠蠕动，缩短食物通过肠道的时间，加快肠道细菌及其毒素的排出。

4.3 合生元[18]合生元为选择性地将益生菌和益生元组合使用。考虑到肠道细菌的多样性及复杂性，合生元旨在起到协同作用，确保益生菌的生存能力并能促进它们的定植和生长，目前多采用双歧杆菌、乳酸杆菌和发酵型纤维联用。

4.4 后生元(活性酵素)[18]后生元是有益菌的产物，但是不含活细菌。后生元可作为一种调节肠道菌群组成的有益方式，并可调节免疫活性，在调理肠道菌群及减少炎症反应中有一定作用。

4.5 选择性的肠道洗脱[21]口服肠道不吸收的窄谱抗生素去除肠道革兰阴性杆菌及真菌，尽可能保护肠道专性厌氧菌，减少肠道革兰阴性杆菌过度繁殖，降低肠道内毒素池水平，从而减少细菌移位，降低感染及内毒素血症的发生率。

4.6 粪菌移植[1,16]将正常人粪便中的功能菌群移植到菌群分布异常患者的胃肠道内，重建健康的菌群分布和结构，改善患者血脂水平、胰岛素抵抗及NAFLD。

4.7 小檗碱[11]机制尚不完全清楚，有以下可能：(1)有研究[22]表明小檗碱可有效抑制葡萄球菌、链球菌、沙门氏菌、克雷伯菌等多种细菌，提示小檗碱可减少有害菌生长；(2)通过调节紧密连接蛋白作用降低肠道通透性，提高肠道屏障功能，减少细菌移位及毒素入血。

4.8 利胆剂[1]熊去氧胆酸、胆宁片等利胆剂可促进胆汁的排泄，胆汁可抑制肠道内多种细菌的生长。

4.9 全胃肠道促动力药物[16，21]肝病患者常出现胃肠动力的障碍，促动力药物可加强并协调胃肠运动，防止肠内食物滞留，从而阻止肠道细菌和内毒素移位，并可避免因肠动力不足而引起小肠细菌的过度生长。

4.10 抗氧化剂 Chiva等[23]发现抗氧化剂(维生素C+谷氨酸)可使四氯化碳诱导肝硬化大鼠的肠杆菌、肠球菌移位降低，回肠部位的降低尤为明显，并可降低血清内毒素水平，提示抗氧化剂可清除氧自由基，减轻或防止氧自由基对肠道黏膜的损伤作用，减少细菌移位。

4.11 抗组蛋白抗体 近期有研究[24]证明，循环组蛋白作为一种内源性损伤相关分子模式分子，参与体内炎症反应和免疫反应，在机体释放大量组蛋白或者清除组蛋白的能力明显下降时，其产生的毒性作用将损伤肠道细胞，破坏其机械、免疫屏障功能。目前对于组蛋白的毒性作用的治疗仍在研究中，考虑使用特异性抗组蛋白抗体拮抗其毒性作用，减少对肠道细胞的损伤，起到保护肠黏膜的功能，减少细菌移位及内毒素血症的发生。

5 小结

NAFLD是一个很复杂的代谢相关疾病，肠道菌群失衡导致NAFLD的发病机制尚不完全清楚，但肯定的是，肠道菌群的失衡与NAFLD的起病及发展是密切相关的。NAFLD目前并没有很好的治疗方法，而随着对肠道菌群与NAFLD的深入研究，将会为NAFLD的预防及治疗提供新的思路，降低NAFLD的发病率及致残率。

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Researchadvancesinintestinalflorainnonalcoholicfattyliverdisease

LIUJiaqi,ZHOUShaoming.

(ShenzhenChildren'sHospital,Shenzhen，Guangdong518038,China)

Nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD) is a common chronic liver disease in our country, and its incidence rate is gradually increasing and the age of onset is becoming younger. The pathogenesis of NAFLD remains unclear. Among a variety of pathogenic factors, the change in intestinal flora is closely associated with the development and progression of NAFLD. This article summarizes the mechanism of action of intestinal flora in the development and progression of NAFLD and the treatment of NAFLD by regulating intestinal flora. It is pointed out that regulation of intestinal flora and restoration of intestinal microecological balance may play an important role in delaying or inhibiting the progression of NAFLD and may become a new method for the prevention and treatment of this disease.

nonalcoholic fatty liver disease; enterobacteriaceae; review

R575.5

A

1001-5256(2017)12-2453-04

10.3969/j.issn.1001-5256.2017.12.045

2017-09-07；修回日期：2017-09-13。 基金项目：圳市科技创新委员会2016年基础研究项目 (JCYJ20160429174706491) 作者简介：刘嘉琪(1992-)，女，主要从事儿童非酒精性脂肪性肝病的研究。 通信作者：周少明，电子信箱：zhousm15d@aliyun.com。

引证本文：LIU JQ, ZHOU SM. Research advances in intestinal flora in nonalcoholic fatty liver disease[J]. J Clin Hepatol, 2017, 33(12): 2453-2456. (in Chinese)

刘嘉琪， 周少明. 非酒精性脂肪性肝病肠道菌群的研究进展[J]. 临床肝胆病杂志, 2017, 33(12): 2453-2456.

(本文编辑：林 姣)