中药治疗非酒精性脂肪性肝炎机制探讨
2019-01-04王雅张涛
王 雅 张 涛
湖南中医药大学第一附属医院肝病中心 (湖南 长沙, 410007)
随着生活水平提高,肥胖人口比重加大,非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)已成为我国儿童和成人较为普遍的慢性肝脏疾病。有研究通过非弹性成像技术检测评估非酒精性脂肪肝类(NASH)的患病率为20%~40%,在西方国家,成人人群中有30%,儿童中有10%合并有NAFLD或NASH[1,2]。近十年,发达国家中,慢性肝病患者中等待肝移植人群,NASH原因所致人数占比增加近1倍,成为在等待肝移植中第二大病因[3]。近期在探讨NAFLD/NASH发病机制过程中,越来越多学者将目光投向到环境因素、宿主遗传学和肠道菌群等领域[4]。NASH中先天免疫功能激活和炎症反应关联性研究也成为近期研究热点。在本篇综述中,我们将着重阐述NASH中炎症反应与肠-肝轴功能改变、肠道先天免疫功能激活关联研究,以及中医药在此领域研究进展。
1 先天免疫细胞与NASH
NAFLD先天免疫细胞的改变和作用已成为近期研究的热点。长期大量脂肪组织沉积肝脏,肝细胞脂质负荷过重,肝细胞释放压力信号,释放大量脂多糖,改变肠肝轴功能,肠道微生物平衡系统被打破,肠道上皮细胞通透性增强,导致细菌移位,并通过门脉循环影响肝脏,进一步促进炎症反应,导致肝细胞损伤和凋亡。在NAFLD/NASH疾病进展初期,细胞内和表面识别受体(PRRs)是识别细胞损伤和病菌入侵的关键,慢性肝病损伤,在没有病原体和抗原刺激下产生的炎症反应,是病情进展的关键发生机制,尤其在NASH中,损伤相关分子模式(DAMPs)和病原相关分子模式(PAMPs)是慢性肝病中炎症反应发生的关键。DAMPs涵盖的组内细胞分子,其释放和分泌决定细胞损伤或死亡[5],目前已明确的DAMPs家族的分子包括HMGB1、细胞核和线粒体DNA,嘌呤核苷酸和尿酸等;PAMPs则通过参与细菌脂多糖(LPS)的合成,损伤肠道黏膜屏障,激活局部先天免疫细胞,触发细胞内信号级联放大损伤,导致肝脏损伤。DAMPs和 PAMPs结合模式识别受体(PRRs),引发局部炎症反应,最终导致器官损伤。一些炎症细胞因子包括肿瘤坏死因子-α(TNF-α),白细胞介素-6(IL-6)参与介导DAMPs、PAMPs诱发炎症反应,同时参与胰岛素抵抗和脂代谢等重要的代谢过程。TLR受体家族是最具有特征性PRRs,在许多肝细胞如Kupffer细胞(KCs)、肝星状细胞(HSC),胆管上皮细胞和肝窦内皮细胞中均有表达,在肝脏类疾病尤其是NASH中,TLR-2、TLR-4和TLR-9是较为热点的研究受体[6]。这些受体识别特定分子病原体,TLR-2识别肽聚糖,TLR4和TLR9分别识别细菌脂多糖和细菌DNA[7,8]。同样属于PRRs受体家族的NLRs(NOD受体 )可以识别DAMPs和 PAMPs,通过激活炎性蛋白,刺激细胞内caspase-1和IL-1及IL-18成熟,复苏,有研究指出NLRs受体缺乏,可以减缓NASH炎症和纤维化发生,突出显示出这一通路在NASH中的重要作用[9,10]。
2 与NAFLD/NASH相关的先天免疫细胞
2.1 KCs KCs是位于肝脏的一类巨噬细胞,在肝窦,汇管区和肝淋巴结都有分布[11]。 这类细胞主要从单核细胞分化,占总肝细胞比重约15%,是占人体比重最大的巨噬细胞群体[12]。KCs主要免疫功能是吞噬病原体或来自门静脉循环的细菌衍生物,是阻止病原菌及细菌衍生物在外周循环传播的最后一道屏障,同时它也具备吞噬调节性T细胞毒性和抗原的功能[13]。激活的KCs在NAFLD病情进展过程中占有重要地位,抑制KCs表达可以减轻胰岛素抵抗,阻止炎症向纤维化进展,而激活的KCs表达是先于其他免疫细胞表达的NASH早期表现[14]。KCs根据其分化形式主要分为两大类,为活化的M1巨噬细胞和M2表型。其中M1表型被认为是促进炎症反应本质,M2因其参与伤口愈合和抗炎反应被认为是免疫平衡细胞。但是由于生物体的多样性和环境复杂性,不能单纯以M1、M2区分KCs亚群,在一定条件下,可以同时表达M1、M2。PAMPs主要激活经典的KCs的M1表型表达,包括肠源性内毒素和其他结合Toll样受体在肠道表达的细菌产物,导致炎性细胞因子和趋化因子如TNF-α、IL-1β、IL-12的产生,是引发局部炎症反应,促进肝细胞损伤的一个关键步骤,导致激活DAMPs。DAMPs将进一步通过TLRs信号通路激活的KCs,从而形成炎症恶性循环。同时有研究表明,在NAFLD/NASH疾病病程中,脂质细胞负荷过重,也可通过激活KCs,从而激活TOLL受体信号通路,增加内毒素表达,加速病情进展。与M1分化形式相区别,M2主要指那些参与分泌IL-10、IL-13、IL-4和TGF-α和Th2 CD4 T细胞等介质的KCs,它主要是涉及伤口愈合和减轻炎症反应[15]。目前仅有研究表明 PPAR-d 核受体激活促进M2激活,从而改善NAFLD/NASH小鼠胰岛素抵抗[16],可能是治疗NAFLD/NASH的一个途径。对KCs亚型M2的作用目前仍未能完全掌握。
2.2 中性粒细胞 NASH病情进展与中性粒细胞聚集密切相关,它通过作用巨噬细胞聚集作用于抗原提呈细胞加剧炎症状态,中性粒细胞酶氧化剂的释放,增强巨噬细胞细胞毒作用,促进炎症和纤维化增生[17]。目前有研究通过观察中性粒细胞衍生蛋白酶缺失NASH模型小鼠肝脏炎症反应影响,从而得出中性粒细胞通过其衍生蛋白酶作用促进炎症反应,从而达到调节肝胰岛素抵抗的作用的结论。
2.3 自然杀伤细胞(NK)和自然杀伤T细胞(NKT) NK在肝脏内连接固有免疫和适应性免疫一类淋巴细胞。而肝内NK通过多种信号通路与肝内细胞关联,显示出与外周血NK显示出不同的免疫表型和功能特性,NK功能的调节可通过刺激或抑制表面受体实现。NK多项研究证实,NASH模型中,细胞因子和配体的激活(如IL-12,IL-18)可活化NK功能。但是也有在MCD诱导构建的NASH大鼠研究中观察到,NK的细胞毒活性下降的现象[18]。因此需要更多的研究以掌握NK在NAFLD/NASH中的作用。
NKT是一类特异性表达NK表面受体以及T细胞抗原受体(TCR)的特殊免疫细胞。主要存在于血管血窦内[19]。近期有研究指出,至少有2中NKT亚型在肝脏炎症损伤环境下表现出不同的作用,Ⅰ型NKT促进肝脏炎症反应,而Ⅱ型NKT则对肝脏损伤起防护作用 。另有研究指出,NKT缺乏小鼠在高脂饮食喂养中更易患脂肪肝;在瘦素缺乏小鼠中,通过NKT过度转移,降低肝脂肪变性和提高血糖平衡。以上研究均显示出NKT在早期NAFLD中的作用,同时NKT的耗竭同时激活KCs以及IL-12产生[20]。一项对不同程度NASH患者临床研究显示,当肝脏损伤程度加重,肝内NKT分布更丰富[21],因此,在NAFLD/NASH中,伴随着疾病的进展,NKT的释放可能导致炎症和纤维化加重。
3 肠-肝轴和脂肪组织激活NAFLD/NASH先天免疫反应
无数信号通路存在肝脏和肠道之间,这些信号有激活靶器官免疫和代谢功能,引发局部炎症反应,促进肝细胞损伤的额外的一个关键步骤,导致释放DAMPs作用。肝脏中分泌胆汁除外脂肪消化外,间接参与肠道免疫作用,其分泌IgA,代谢刺激胰高血糖素样肽1(GLP-1)和肠上皮细胞成纤维细胞生长因子-19(FGF19)分泌,从而调节胰岛素分泌和胆汁酸的合成[22],除此之外其可调节肠道菌群和屏障功能。肠道屏障实际上是相邻黏液层细胞表面和潘氏细胞间隙连接复杂蛋白网,肠道屏障结构包括细胞桥粒,紧密连接zonulin-1、claudin和occludin形成的跨膜蛋白和细胞骨架。肠道屏障是控制细菌进入门脉循环的关键,当屏障功能紊乱时,肠道菌群失调产生内毒素和其他细菌衍生物则会透过通透性增强的细胞间隙进入门静脉,增加Toll样受体和PRRs释放,促发炎症反应和纤维化增生。因此TLR信号通路的激活,尤其在联合PAMPs后TLR-4和TLR-9的激活,是NAFLD/NASH中病情进展的关键信号。有研究表明高糖、高脂饮食可以直接诱导肠道上皮细胞紧密连接蛋白(即ZO-1和occludin)的变化[23],肠道巨噬细胞分泌G蛋白偶联受体作用的趋化因子CX3CR1具有较强的吞噬功能和限制PAMPs移位功能,它能自分泌调节细胞生存信号参与肠上皮细胞的保护,该受体的缺失直接导致门脉血症进展和NASH病情持续进展[24]。NAFLD/NASH肠道屏障功能改变是近年研究热点,目前有研究证实40%NAFLD患者肠道通透性增加,而健康人肠道通透性增加比为6.8%。提示NAFLD/NASH患者肠道通透性明显升高,肝脏细胞损伤和相关炎症反应可以与肠道屏障功能破坏相关[25,26]。
NAFLD和NASH中,脂肪组织失衡释放信号参与肝脏先天免疫激活。胰岛素抵抗脂肪组织加速分解,血清游离脂肪酸比重增加,沉积于异位组织中。肝脏中,脂肪酸通过TLR2/4信号通过活化KCs细胞,脂肪因子平衡被打破,瘦素和抵抗素分泌增加,脂联素分泌减少[27]。脂肪细胞因子通过作用巨噬细胞功能影响,减少TNF-a 分泌,促进KCs M2表型极化,促进抗炎细胞如IL-10分泌,从而展现强大的抗炎作用,因此瘦素和抵抗素分泌增加,脂联素分泌减少可促进炎性反应细胞增生,导致NAFLD/NASH进展。
4 目前西医探索治疗方向
随着对NAFLD/NASH研究的深入,越来越多研究寻求新的治疗靶点以改善目前治疗的局限性。有研究观察CCR受体2、5拮抗剂治疗疗效,得出其能抑制巨噬细胞激活作用,已应用于NASH临床观察中,另有研究观察抑制肝脏炎症细胞、胆汁酸代谢及肠道炎症和巨噬细胞浸润药物作用,如: Obeticholic acid 、PPAR激动剂-gft505等[28,29]。如何通过改变肠道菌群组成如使用益生菌等方法影响肠道上皮细胞紧密连接蛋白,改善肠道屏障功能,最终达到治疗NAFLD/NASH目的,也是近期研究的方向。
5 基于先天免疫功能中药干预NAFLD/NASH机制研究
中药作用肠道微生物,通过改善肠道菌群构成比,达到稳定肠道黏膜屏障功能,抑制肝脏炎症反应和纤维化进展是目前中医治疗NAFLD/NASH研究方向之一。中医将NAFLD/NASH病因归纳为饮食不节、劳逸失常、情志失调、久病体虚等4大类,病机归纳为肝脾失调,精血亏虚,痰浊、气血搏结,肝脾肾亏虚为本,气血痰互结为标。中医学中脾主运化水谷精微,主升清,小肠主受盛化物 ,泌别清浊 。 其中,脾之“主升清”功能与 西医肠道“屏障”功能,小肠之“泌别清浊”功能与西医学”肠道菌群内毒素”有密切关联。大量研究基于此中医理论,观察中药作用NAFLD对其肠道微生态的影响。有研究证实以祛湿化瘀立论的中药方剂,能通过抑制游离脂肪酸释放,减轻下游的ctsb-TNFα通路激活,抑制肝脏脂多糖释放,达到减轻内毒素释放的目的[30]。以肝、脾理论中药复方可抑制KCs、胆固醇调节元件结合蛋白-1C表达,以及SCD-1信号通路的激活,减轻血清总胆固醇、甘油三酯合成[31];可明显下调NAFLD小鼠模型LXRcc、FAS mRNA及蛋白的表达,作用肝细胞LXRα/FAS通路,恢复肝细胞脂肪细胞因子稳态[32]。同时能抑制 KCs 激活,降低炎症启动关键酶 COX-2 表达,从而减轻 肝细胞炎症反应[33];下调脂肪肝组织 LXR-α及其下游 SREBP-1cmRNA 表达, 从而有效降低糖脂水平、减轻肝脏脂质沉积,调节脂质代谢紊乱[34]。
6 结论与展望
综上所述,大量临床和基础实验研究证实在NAFLD/NASH中先天免疫的激活促发炎症反应占有重要作用。脂肪细胞代谢异常,异常细菌代谢产物增多,促发KCs联合先天免疫细胞应答,在免疫反应中占有重要作用,肠道菌群失调产生大量代谢产物突破肠道黏膜免疫屏障,通过门脉系统作用肝脏,是造成肝脏损害的重要原因之一,被认为是NAFLD/NASH肝脏损害发展的重要因素。同时有研究表明,脂肪组织代谢异常也可以通过影响先天免疫细胞作用炎症反应和肝纤维化的发生。
中药复方区别于西医针对NAFLD/NASH治疗以生活干预、体育锻炼为主等治疗手段,采用辨证施治,具有极强的针对性和灵活性。以肠-肝轴为作用点,研究中药干预NAFLD/NASH的疗效、机制,是中医药治疗脂肪肝的重要突破口,而以先天免疫细胞参与肠-肝轴,则可能成为中医药干预治疗NAFLD/NASH的重要视角和策略。