非酒精性脂肪性肝病的相关基因学概述

邴 浩， 李异玲

中国医科大学附属第一医院消化内科，辽宁 沈阳 110001

非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD)是一种进行性的肝脏疾病，被认为是代谢综合征在肝脏的表现，以肝内甘油三酯含量(hepatic triglyceride content，HTGC)升高为特点。目前NAFLD患病率为25.2%(95%CI：22.10%～28.65%)[1]，在发达国家患病率较高。近年来，随着饮食结构及生活方式的改变，我国NAFLD的患病率也呈逐年升高的趋势，为15%(6.3%～27.0%)，且男性高于女性[2]。NAFLD的发病机制目前仍未明确，近年来提出多次打击学说[3]，认为炎症反应、氧化应激、基因因素、表观遗传学因素、肠道菌群失衡等在NAFLD发生中共同具有重要作用。

随着精准医学及全基因组关联分析(genome-wide association studies，GWAS)的发展，遗传因素在疾病中的作用不断得到重视，NAFLD的相关基因学研究也在不断深入。GWAS鉴别出了很多与NAFLD相关的基因位点，除了PNPLA3 rs738409及TM6SF2 rs58542926目前已明确为NAFLD的独立危险因素外，GCKR、MBOAT7、PPP1R3b、LIPA、NCAN、YPLAL1、COL13A1、ADIPO、SAMM50等基因位点也被提出与NAFLD的发生、发展有关[4-5]。除此之外，随着NAFLD形成及进展机制的研究不断深入，一些与脂质和葡萄糖代谢及肝脏损伤相关的物质在NAFLD形成及进展中的作用不断被明确，相关基因被认为是NAFLD形成的潜在相关基因而被进一步研究，不断有相关基因位点被提出与NAFLD发生、发展存在相关性。

1 GWAS提出的与NAFLD相关的基因

1.1 PNPLA3含patatin样磷脂酶域3(patatin-like phospholipase domain containing 3，PNPLA3)又称脂肪营养素，属于patatin样磷脂酶家族，大量位于肝细胞膜上并参与脂质代谢。PNPLA3基因位于第22号染色体上，其rs738409处I148M变异影响肝细胞内甘油三酯的水解，使甘油三酯在肝细胞内的蓄积增加[6]，是NAFLD独立于体质量指数、糖尿病等的危险因素，目前被认为是与NAFLD最相关的遗传因素。2008年,ROMEO等[6]首次发现，PNPLA3 rs738409单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms，SNPs)与肝脏脂质含量及炎症反应相关，与NAFLD的易感性有极大相关性。之后的研究发现，PNPLA3基因多态性对非肥胖脂肪肝的发生影响更大，且与脂肪肝的严重程度相关[7]。

目前研究发现，PNPLA3 rs738409 SNP与NAFLD/NASH发生、肝纤维化甚至NAFLD相关肝细胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)的发生均具有相关性，PNPLA3是首个被证实为HCC独立危险因素的基因位点。一项包括24项研究、9 915例患者的Meta分析[8]结果显示，rs738409 GG基因型较GC及CC基因型患者肝纤维化程度重，且这种倾向在酒精性肝病及病毒性肝炎患者中仍然存在。同时，PNPLA3 rs738409 SNP与HCC有明显相关性。进一步亚组分析显示，这种相关性在NAFLD及酒精性肝病患者中存在(OR=1.67，95 %CI： 1.27～2.21)，而包括丙型病毒性肝炎在内的其他原因导致的肝硬化患者中，PNPLA3 CG基因型或GG基因型与HCC无明显相关性(OR=1.33，95 %CI： 0.96～1.82)。

1.2 TM6SF2跨膜蛋白6超家族2(transmembrane 6 superfamily member 2，TM6SF2)位于第19号染色体上(19p12)，编码1个由351个氨基酸构成的多次跨膜结构蛋白，该蛋白主要表达于小肠、肝脏及肾脏[9]。TM6SF2第499号核苷酸的突变(E167K)使其所编码的蛋白由于错误折叠而在细胞内加速降解[10]。TM6SF2 rs58542926 E167K SNP通过影响肝内富甘油三酯脂蛋白(TG-rich lipoproteins，TRLs)及肝脏脂质小滴含量而影响肝脂肪代谢[11]，导致HTGC升高而血脂含量降低，这使得该突变增加了NAFLD的发生却减少了心血管疾病的发生[12]。

KOZLITINA等[10]首次报道了TM6SF2 rs58542926 E167K与NAFLD的相关性。Meta分析[13]结果显示，TM6SF2 rs58542926 E167K SNP可引起血浆丙氨酸氨基转移酶(alanine aminotransferase，ALT)及天冬氨酸氨基转移酶(aspartate aminotransferase，AST)含量升高(P<0.001)，而在肝炎患者中TM6SF2 rs58542926 E167K SNP与血浆ALT及AST水平无相关性。FALLETI等[9]研究显示，TM6SF2 rs58542926 E167K SNP与HCC的发生有相关性(OR=1.66，95%CI：1.01～2.74，P=0.043)，TM6SF2 rs58542926 C/T+T/T基因型在酒精性肝病后HCC人群中的比例高于非HCC人群(OR=2.57，P=0.035)，提示该基因多态性与HCC有相关性。

1.3 其他位点除了上述基因，GWAS鉴别出的包括GCKR、MBOAT7、PPP1R3b在内的很多其他基因位点也被证实与NAFLD形成、肝脏酶学改变等相关[4-5]。在墨西哥人群中PNPLA3、SAMM50、COL13A1及ADIPOQ基因多态性被证明与ALT升高有关[5]。研究[4]评估了GWAS筛选出的168个位点，结果显示，PNPLA3 rs738409与NAFLD相关性最强(OR=3.2，95%CI： 1.79～5.59，Padj<0.001)。除此之外，GCKR rs1260326、TM6SF2 rs58542926及MBOAT7 rs641738与NAFLD也均具有相关性，PPP1R3B(rs61756425 G/T)及MBOAT7(rs641738)与NAFLD的严重程度相关。

2 候选基因研究中提出的其他与NAFLD相关基因

2.1 MTTP微粒体甘油三酯转运蛋白(microsomal triglyceride transfer protein，MTTP)是一种异二聚体脂质转移蛋白，主要位于肝脏及小肠的内质网上[14]，协助载脂蛋白B(apolipoprotein B，apoB)脂质转运。MTTP基因位于第4号染色体上(4q24)，其基因多态性多位于启动子区域。目前已发现rs1800591(493G/T)、rs2306985(Q297H)、rs2306986(E98D)、rs3816873(I128T)、rs3792683(N166S)等多个有功能的位点。

Q297H突变可能导致构象改变，进而影响其对于apoB的作用。研究[14]纳入了1 193名受试者，检测了上述5个基因位点，发现Q297H的CC基因型受试者血浆低密度脂蛋白胆固醇及非高密度脂蛋白胆固醇含量更低，NAFLD发生风险更高。研究[15]显示，在丙型病毒性肝炎患者中-493G/T TT/GT基因型会明显增加肝脏脂肪变性，提示该SNP可能与肝细胞甘油三酯聚集有关。有Meta分析[16]结果显示，493G/T基因多态性会增加NAFLD风险(GvsT：OR=1.39，95%CI：1.17～1.65，P<0.001；GG+GTvsTT：OR=1.46，95%CI： 1.02～2.09，P=0.038)。一项基于中国汉族人群的病例对照实验[17]检测了MTTP的7个基因位点，结果显示，rs1800804(-164 T/C)会增加NAFLD的风险，rs1057613 A/G及rs3805335 C/T SNP会减小NAFLD发生风险。而在此研究中-493 G/T与NAFLD无明显相关性。MTTP不同位点SNP的作用受种族、生活方式等因素影响，具体作用仍需更多研究证实。

2.2 APOC3及APOE载脂蛋白是构成血浆脂蛋白的重要组分，分A、B、C、D、E五类，主要在肝脏合成。载脂蛋白C3(apolipoprotein C3，APOC3)是极低密度脂蛋白的主要组成成分之一，可以抑制肝脏脂肪酶活性，延迟富含甘油三酯的颗粒的水解作用。rs2854116 T455C位于启动子区域，近年来被提出与NAFLD及胰岛素抵抗有关。一项基于中国南方人群的研究[18]检测了rs2854116 T455C SNP。结果显示，病例组与对照组基因型分布差异有统计学意义(P<0.001)，校正年龄、性别、BMI等混杂因素后发现，CC基因型患者NAFLD发生率明显升高。也有其他研究[19-20]显示，rs2854116 T455C SNP与NAFLD无相关性，考虑可能与样本量小、种族差异及其他干扰因素有关。

载脂蛋白E(apolipoprotein E，APOE)与脂质的运输和代谢相关，是乳糜微粒及极低密度脂蛋白的组成部分，在血浆脂蛋白代谢及饮食相关肥胖的发生中起重要作用，其基因位点的变异会影响血脂水平。APOE基因共有3种等位基因亚型(E2、E3、E4)，组成6种基因型。研究[21]显示，E3等位基因在NASH病例组中的比例高于正常对照组(97.37%vs82.45%)。APOE基因多态性与NASH明显相关(χ2=15.741，P=0.008)，其中APOE3/E3基因型明显增加NASH的发生风险(OR=7.941，P=0.000)，而APOE3/E4对于NASH具有保护作用。在一项基于意大利人群的病例对照研究[22]中发现，携带E4等位基因的参与者较携带E3等位基因的NAFLD风险减小到近1/2(OR=0.51，95%CI： 0.28～0.93)。

2.3 PPARα、PPARGC1A及PPARγ过氧化物酶体增殖剂激活受体(peroxisome proliferators-activated receptors，PPARs)是核激素受体家族中的配体激活受体，包括3个亚型：PPARα、PPARβ/δ、PPARγ。PPARα是一种转录因子，可以改善NAFLD患者的脂肪变性、炎症反应及纤维化进程。PPARγ可以改善胰岛素抵抗，减少肝脏游离脂肪酸(fatty free acids，FFAs)含量[23]。一项基于巴西人的研究[24]检测了PPARα rs1800206(Leu162Val)与PPARγ rs1801282(Pro12Ala)两个位点的多态性，结果显示，PPARα Leu162Val SNP与肝纤维化严重程度相关。PPARγ 12Ala在NASH人群中比例低于健康对照组，提示Pro12Ala SNP对肝脏损伤具有保护作用。过氧化物酶增殖激活受体γ辅激活蛋白1α(peroxisome proliferator activated receptor gamma coactivator 1α，PPARGC1α)基因编码的PGC-1α蛋白具有调节线粒体功能、氧化应激、糖异生及脂肪生成的作用。在台湾肥胖儿童的[25]研究中，PPARGC1A rs8192678 A等位基因会增加NAFLD风险，这种作用独立于体质量指数、性别及PNPLA3的基因型。

2.4 其他位点ADIPOQ编码的脂联素是一种脂肪细胞因子，在调节胰岛素敏感性及能量代谢上起重要作用，与肝脏炎症反应及纤维化有关[26]。有Meta分析[27]结果显示，ADIPOQ rs2241766 T>G及rs1501299 G>T可能促进NAFLD的形成。一项中国的研究[26]提示，rs2241767 A45G、rs1501299 G276T及rs3774261 A712G SNP是NAFLD发生与发展的危险因素。

瘦素是脂肪细胞合成的一种激素，对于食物吸收、产热作用、胰岛素的作用及免疫系统都有调节作用。NAFLD患者体内瘦素水平升高而瘦素受体(leptin receptor，LEPR)水平降低。LEPR基因rs6700896 SNP与NAFLD发生、NAFLD患者肝脂肪化及2型糖尿病的发生相关[28]。胆固醇调节元件结合蛋白-2(sterol regulatory element-binding protein-2，SREBP-2)的生理作用为调节细胞胆固醇的生物合成、摄取及排泄。在印度人群中SREBP-2 1784 G>C基因型与NAFLD相关[29]，一项研究[30]追踪了基础非肥胖、无糖尿病、无NAFLD及代谢综合征的175名参与者7年，发现SREBF-2与NAFLD的发生及胰岛素抵抗程度相关。胆固醇酯转运蛋白(cholesteryl ester transfer protein，CETP)在肝外脂肪向肝脏转运中起到重要作用，是协调脂质转运的重要蛋白。rs12447924和rs12597002两个位点变异与脂肪肝发生有关[31]，且与非肥胖患者脂肪肝的发生关系更加显著。除此之外，IRS-1、ENPP1/PC-1、UCP3、FATP5、TNF-α、IL1-β及IL-6等基因也被提出与NAFLD相关[23, 32-33]。

3 表观遗传学

表观遗传学是研究不涉及DNA系列改变的基因表达和调控的可遗传的变化。可逆的表观遗传学转变发生于转录水平，为宿主与环境提供表型的联系。越来越多的证据证明，表观遗传学在NAFLD发生、发展中起到重要作用[34]，为NAFLD病因学提供了一个新视角，可能成为日后NAFLD的治疗靶点及生物标记。表观遗传学的机制包括DNA甲基化、组蛋白修饰及非编码RNA介导的基因沉默[35]，其中对于microRNA的研究最为广泛。NAFLD的严重程度与肝microRNA表达的特定改变导致的脂质及碳水化合物代谢变化有关，而特定的microRNA表达模式可能会对NAFLD发展为HCC有允许或维持作用[36]。

NAFLD是一种遗传-环境-代谢性疾病，遗传因素在NAFLD的发生、发展中具有重要作用。随着研究的不断深入，基因在NAFLD发生及发展中的作用不断明确。已有一些基因SNP被提出可以作为NAFLD及相关肝硬化、HCC的生物标记，一些基因表达产物被提出可作为治疗靶点进行特异性治疗。相关基因学的深入研究对于进一步了解NAFLD的发生、发展机制，对于临床筛检、临床靶向治疗及预防相关肝硬化、HCC的发生起到重要的指导作用。但由于一些基因位点最小等位基因频率低、其表达受种族及生活方式影响大、基于中国人群的研究少等原因，与NAFLD的关系及作用机制尚不明确，需要更多深入研究。