胰高血糖素样肽-1受体激动剂用于非酒精性脂肪肝病治疗的研究进展

赛文博 综述，吴舟一 审校

国家药品监督管理局药品审评中心，北京100022

非酒精性脂肪性肝病（non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD）是指在无过量饮酒或明确肝损因素的前提下，以肝实质细胞脂肪病变和脂肪储积为特征的临床病理综合征［1］，常与中心性肥胖、血脂异常、高血压、2型糖尿病（type 2 diabetes，T2D）等疾病合并发生，特别是胰岛素抵抗（insulin resistance，IR）和脂代谢紊乱，在其疾病谱的发生、发展过程中扮演了重要角色。更为严重的是，NAFLD患者出现肝细胞损伤后会引起持续性的局部炎症，并继续进展成为肝纤维化、肝硬化，甚至肝癌。近年来，我国患者人数迅速上升，成年人患病率已达15%，中老年人患病率更是高达约22%，且发病年龄呈显著的低龄化趋势，已经逐步成为重要的公共健康问题［2］。

目前，生活方式干预是唯一被证实能有效延缓病程的治疗手段。极大的临床需求进一步促进了相关药物的研发。据统计，截至2020年底，全球共计约有175种相关药物在研，其中35种目前处于临床Ⅰ期研究中，78种处于临床Ⅱ期或Ⅲ期研究中。虽然申报数量庞大，但结果却不尽如人意，至今全球尚无获批用于NAFLD治疗的药物。其中重要的原因之一在于NAFLD病因的高度异质性决定了患者在相同药物治疗后的反应具有较大差异，研究人员评估在不区分病因的条件下，相关干预药物的响应率仅为20%~30%［3］。因此，一些针对糖脂代谢具有广泛调节作用的潜在治疗药物，进入了研究人员的视野。其中，胰高血糖素样肽-1受体激动剂（glucagonlike peptide-1 receptor agonist，GLP-1RA）类药物由于其良好的安全性、显著的体重控制效果以及部分产品所带来的心血管收益，已被全球主要监管机构批准用于糖尿病的治疗。大量研究表明，该类产品能有效改善IR和人体的糖脂代谢，减弱肝脏氧化应激-炎症损伤，改善肝功能，这些结果提示其可能成为治疗NAFLD相关疾病的新选择［4-5］。本文从NAFLD的发病机制、动物及人体试验结果以及GLP-1RA药物可能的作用途径等角度总结了相关的研究进展，旨在分析两者可能存在的相关性，以期对相关药物的探索及开发提供参考。

1 NAFLD的发病机制

肝脏在脂质和葡萄糖代谢中起到极为重要的作用，虽然大量研究表明NAFLD的发生与患者糖脂代谢的动态平衡受损密切相关［4，6］，但详细的发病机制迄今尚不明确。早期相关研究基本符合二次打击学说，即甘油三酯（triglyceride，TG）是肝细胞脂滴中主要的脂质形式，在NAFLD初始阶段，IR导致肝细胞中TG的过度积累，引发脂质代谢的动态平衡紊乱，随后伴随非酯化脂肪酸从脂肪组织释放的增加，脂肪从头生成（de novo lipogenesis，DNL）量显著升高，而β氧化过程则显著减弱［7］。进一步地，由于膳食脂肪酸、脂肪组织脂解产生的游离脂肪酸（free fatty acid，FFA）和DNL是肝细胞的3种脂肪来源，分别占NAFLD患者肝脏脂质的15%、59%和26%［8］，三者共同作用形成脂毒性，完成了对肝脏细胞的第一次打击。而由此引发的炎症反应、脂质过氧化、线粒体功能障碍和氧化应激，形成针对肝细胞的第二次打击。特别是出现脂肪性病变的肝脏中，氧化应激反应将进一步促进脂质的过氧化过程，由此引发的持续性炎症环境导致IL-8、TNF-α、COX-2等细胞因子的聚集，加速肝脏的纤维化和组织坏死。目前，伴随着研究的不断深入，二次打击学说又逐步发展为多次打击学说，该学说认为NAFLD的发生与饮食、药物及压力等环境因素引起的脱氧核糖核酸甲基化、组蛋白修饰以及微小核糖核酸作用等密切相关，这些因素广泛参与人体中的脂质代谢、IR、内质网应激、线粒体损伤、氧化应激和炎症。因此NAFLD发病成因的复杂程度可能仍超乎想象［9-10］。

从另一方面来看，已有研究表明，IR是导致肝脏脂肪变性的核心影响因素［11］。在IR患者的肝脏中，胰岛素不能抑制体内葡萄糖水平升高，进而诱发转录水平调控，其中碳水化合物反应元件结合蛋白（carbohydrate response element binding protein，ChREBP）在脂肪细胞脂肪生成中起主要作用。糖酵解过程中产生的葡萄糖代谢物会激活ChREBP-α，其与Max样蛋白X结合在靶基因启动子中的碳水化合物响应元件，从而影响ATP-柠檬酸裂解酶、乙酰辅酶A羧化酶1、脂肪酸合酶、硬脂酰辅酶A去饱和酶1和ChREBP-β的表达，起到增强DNL的作用。此外，固醇调节元件结合蛋白-1（sterol regulatory element-binding protein-1c，SREBP-1c）也在脂肪细胞脂肪生成中起次要作用［12］。以上一系列反应会造成肝脏中脂肪酸的持续堆积，进而加重肝脏中的IR，引发脂质储存失调的恶性循环［13］。因此，GLP-1RA类药物广泛的糖脂代谢改善能力使其应用于NAFLD的治疗成为可能。

2 GLP-1及其类似物

GLP-1是由回肠及结肠的神经内分泌L细胞分泌，由30个氨基酸组成的多肽。GLP-1从肠内分泌细胞中释放的主要生理刺激是食物摄取，通过激活GLP-1受体介导降血糖作用，抑制胃排空，降低食欲及食物摄取。GLP-1受体在胰岛、肺、脑、肾脏、肝脏及脂肪组织中均有表达。目前，被批准用于T2D治疗的GLP-1RA共9种［14-15］，见表1。这些产品均是在天然GLP-1或Exendin-4的基础上，通过氨基酸替换、脂肪酸修饰、连接Fc片段等多种手段进行了长效化改造。

表1 目前已上市的GLP-1RA类药物Tab.1 Commercial GLP-1RA drugs at present

3 GLP-1RA改善NAFLD的药效学研究

3.1 动物试验 GLP-1RA在代谢功能异常的小鼠中，具有良好的糖脂代谢调节、缓解IR、减少炎症反应等功能，从而降低肝脏脂肪积累和损伤等功能。WU等［16］在一项为期8周的动物试验中，分别给予db／db小鼠高脂饮食、高脂饮食配合利拉鲁肽治疗及高脂饮食配合注射等体积生理盐水，研究结果显示，利拉鲁肽可通过ERK1／2信号通路的激活介导三磷酸腺苷结合盒转运蛋白A1（ATP binding cassette transporter A1，ABCA1）上调，促进胆固醇的逆向转运，并显著降低db／db小鼠血清中TG水平，从而起到缓解肝脏脂质积累的作用，进而从源头预防甚至治疗NAFLD。JOUIHAN等［17］也在研究中发现，持续使用GLP-1受体激动剂IP118共计21 d的Lepob／Lepob小鼠，可显著降低肝脏重量约21%、肝脏脂质含量约15%、谷丙转氨酶水平约29%、谷草转氨酶约27%以及总体重约12.5%，并显著改善小鼠对葡萄糖的耐受性和糖脂代谢功能。PATEL等［18］则在一项研究中发现了更为直接的药效学证据，GLP-1受体和胰高血糖素受体共激动剂治疗除了能提高高脂饮食（high fat diet，HFD）喂养的C57BL6／J小鼠的胰岛素敏感性，降低肝脏和血液循环中的脂质水平外，还能够在长期使用的前提下，显著减少HFD诱导NAFLD模型小鼠的肝脏炎症及脂肪变性，并抑制其肝纤维化进程。

3.2 人体试验 动物药效学中的研究结果也进一步增加了科学家们对人体试验的预期，鼓励了相关人体试验的开展。研究表明，GLP-1RA能够显著减轻T2D患者的肝脏脂肪含量（liver fat content，LFC）和炎症反应，甚至减缓肝纤维化进程［19］。

HOPKINS等［20］用艾塞那肽治疗T2D患者6个月，发现在患者体重、腹部总脂肪、腹部皮下脂肪等多个项目中显著降低。此外，患者肝脏脂肪含量从（21.3±19.3）%降至（12.7±10.6）%，这一变化趋势提示，GLP-1RA类药物对肝脏的糖脂代谢可能具有良好的改善效果。GASTALDELLI等［21］在使用艾塞那肽联合达格列净治疗T2D合并的中、重度NAFLD患者研究中也发现了类似的结果。另一项研究中，研究人员对68例T2D控制不佳的患者进行了为期6个月的进一步跟踪研究，采用利拉鲁肽治疗患者的LFC显著降低31%，而采用胰岛素强化治疗的患者中未观察到LFC的显著变化趋势。该研究还表明，利拉鲁肽治疗对肝脏脂肪的影响主要是由体重减轻引起的［22］。EGUCHI等［23］在另一项采用利拉鲁肽持续治疗的研究中观察到19名受试者接受24周治疗后，体重指数、内脏脂肪堆积、转氨酶和血糖异常明显改善，继续对其中10名治疗96周的受试者进行肝脏组织活检，根据NASH活动评分和Brunt分级确定，其中6名受试者的组织学炎症显著减轻。ARMSTRONG等［24］也在研究中得出了相似的结果，52名患者被平均、随机分配至治疗和安慰剂组中，至临床试验结束时，接受利拉鲁肽治疗并接受治疗结束后肝活检的23名患者中有9名（39%）可有效缓解NAFLD，且仅有2名患者具有肝纤维化进展，相比之下，安慰剂组22名中仅有2名（9%）患者发生了缓解，且有8名患者发生了肝纤维化进展。

4 GLP-1RA作用途径分析

4.1 缓解脂毒性和肝脏细胞纤维化 减少肝脏的脂肪堆积是控制NAFLD最直接的途径，有研究表明，在非酒精性脂肪性肝炎患者中，GLP-1减少了新生脂肪生成，降低了脂肪分解诱导的FFA和TG衍生的有毒代谢物的水平［25］。探索其中的原因，一方面，GLP-1RA可有效促进人体饱腹感信号的产生和传导，控制人体能量的总摄入水平；另一方面，该类药物可通过多种作用通路降低血液和肝脏中的脂肪水平，最终达到保护肝脏的目的［26］。此外，GLP-1RA改善脂质代谢的机制可能涉及肝细胞表面上过氧化物酶体增殖物激活受体（peroxisome proliferatorsactivated receptors-α，PPAR-α）的活化，会减少载脂蛋白C的合成，降低血浆中的脂肪，并去除TG［27］。类似的研究相继开展，GLP-1RA对肝脏脂肪变性影响可能涉及通路的研究迅速发展，如AMPK-mTOR／SREBP-1、cAMP-PKA-SIRT／STAT3等多种途径均可能参与其中［28-29］。GHADIEH等［30］则采用GLP-1类似物艾塞那肽研究发现，其能通过癌胚抗原相关细胞黏附分子1依赖途径，有效抑制Cc1-／-小鼠在饮食诱导下TGFβ-Smad2／Smad3促纤维化途径的激活，降低肝组织纤维化或进一步发展为肝癌的风险，进一步证实了GLP-1RA的治疗潜力。

4.2 改善I R IR是NAFLD发生、发展的核心因素，而GLP-1RA能有效改善IR这一结论已经获得大量研究的支持。首先，GLP-1RA可有效增加胰岛素的分泌，MELONI等［31］研究证明，该类药物可通过cAMP生产和Ca2+依赖的电压门控通道的开放，显著增加胰岛素原颗粒募集并促进囊泡收缩，从而诱导胰岛素分泌。其次，GLP-1RA可显著提高组织对胰岛素的敏感性，GAO等［32］和KAWAMORI等［33］在研究中发现，GLP-1通过上调脂肪细胞中磷酸化的IR-β、IR-1、Akt和GSK-3β来诱导胰岛素信号通路，从而导致更多的胰岛素敏感性，弥补并改善了糖尿病患者因此而受到的损伤。此外，还有研究表明，GLP-1可刺激脂肪因子和脂联素的表达及释放，改善由线粒体功能障碍造成的IR［34-35］。

4.3 改善炎症和氧化应激反应 活性氧诱导的氧化应激和炎症是导致肝细胞死亡及组织损伤的重要机制，这一结论也在动物模型中得到了有效证明。多项研究表明，GLP-1RA可通过多种途径缓解活性氧对肝脏造成的损伤。如GLP-1RA能显著增加Nrf2信号通路的激活，改善神经细胞中抗氧化元素的表达［36］；还能显著提高肝脏超氧化物歧化酶水平，并通过抑制JNK-1及其磷酸化，改善肝脏中的氧化应激反应［37］。TONG等［38］也在研究中发现，4周的利拉鲁肽治疗可有效增强肝细胞线粒体活性，并通过抗衰老因子SIRT1／SIRT3-FOXO3a途径促进自噬，从而减少肝脏氧化应激反应带来的损伤。改善炎症方面，SAAD等［39］在研究中发现，在NAFLD大鼠模型中，艾塞那肽可有效通过抑制Toll样受体4-NFκB信号通路，有效下调IL-6和TNF-α等炎症因子的表达水平，从而有效缓解由此引起的肝脏损伤。2018年的另一项研究发现，艾塞那肽可缓解肥胖新西兰兔的肝脏脂肪堆积、炎症水平和肥胖相关基因的表达，并显著提高肝脏组织中超氧化物歧化酶水平，而这些治疗作用可被PI3K通路的特异性抑制剂LY-294002有效抑制［40］。KODERA等［41］的研究表明，艾塞那肽可直接减少炎症介质，如细胞间黏附分子-1、Ⅳ型胶原和NF-κb的激活，并减少巨噬细胞的浸润。KRASNER等［42］发现，GLP-1RA可通过钙离子和AMPK依赖的分子通路减少炎症反应。YU等［43］则通过研究证明了利拉鲁肽可通过抑制NLRP3炎性体和通过线粒体吞噬作用引起的细胞凋亡来改善NAFLD。2018年，SHAO等［44］发现，使用艾塞那肽可在小鼠模型中得到与其相似的结果，且提示的作用通路与利拉鲁肽一致。

5 小结

虽然，GLP-1RA如何影响肝脏细胞的作用通路尚未明确，甚至肝细胞表面是否存在功能性的完整GLP-1R仍存在争议，但大量研究已经证明了相关药物在NAFLD的治疗中具有一定的改善或治疗效果。这种正向作用可能是直接激活信号通路引起的，也可能是通过其他效应分子间接介导的。但总体上，越来越多的证据表明，GLP-1RA有望成为治疗NAFLD的一种新方法。