胰高血糖素样肽-1受体激动剂与非酒精性脂肪性肝病研究进展

杨丕坚综述 夏宁审校

非酒精性脂肪性肝病(nonalcoholic fatty liver disease，NAFLD)影响全球约1/4的成年人口，增加了社会健康和经济负担[1]。目前，尚未有药物被批准用于治疗NAFLD，一般的治疗建议包括改变生活方式、限制热量摄入和减轻体质量[2]。胰高血糖素样肽-1受体激动剂(glucagon like peptide-1 receptor agonists，GLP-1RAs)是一类被批准用于治疗T2DM的药物[3]。最近GLP-1RAs治疗NAFLD的研究取得了进展，这类药物可能成为治疗NAFLD的新选择[4]。本文综述了GLP-1RAs对NAFLD影响的重要研究，并分析了GLP-1RAs对肝病有益作用的机制，以期扩大GLP-1RAs在NAFLD治疗中的应用。

1 NAFLD的发病机制

NAFLD的发生、发展是遗传因素、代谢因素和环境因素协同作用造成的，共同促进脂肪在肝细胞内蓄积[5]。肝脏脂质运输、脂质合成和分解失衡是肝脏脂质代谢紊乱的主要原因，最终导致脂肪在肝细胞中过度蓄积，形成脂肪肝。而肝脏脂质堆积增加和脂质代谢异常导致炎性反应、内质网应激、氧化应激和肝细胞损伤死亡[6]。在NAFLD中肝细胞的主要死亡形式有凋亡、焦亡、坏死[7]。肝细胞的死亡可促进肝脏固有细胞(如Kupffer细胞、窦状内皮细胞)和因损伤而招募的细胞(如单核细胞、巨噬细胞、树突状细胞、自然杀伤细胞)都发出促炎信号(包括但不限于细胞因子、趋化因子等)，同时引起肝星形细胞的激活，导致肝脏的炎性反应和纤维化[8]。肝脏炎性反应可进一步促进肝细胞的损伤和死亡及肝星状细胞的活化[9]。上述细胞之间的相互影响和相互作用所形成的恶性循环促进了NAFLD 病情的进展。

2 GLP-1RAs的生物学特性

GLP-1是一种由肠道L细胞分泌的肽类激素。然而，循环中的GLP-1不稳定，可被二肽基肽酶-4(DPP-4)快速鉴别和降解，因此它在体内的半衰期仅2 min[10]。GLP-1RAs模拟天然GLP-1起作用，合成的GLP-1RAs对DPP-4具有抵抗力，并有较长的半衰期，这使临床治疗成为可能。艾塞那肽是Exendin-4 的合成形式，与天然GLP-1 具有约53%的氨基酸同源序列，半衰期为3～4 h。利拉鲁肽是一种人工合成GLP-1类似物，与GLP-1 氨基酸结构同源性达97%，其半衰期为11～15 h。GLP-1通过作用于细胞膜上的GLP-1受体而在不同组织中发挥不同的作用。 目前，GLP-1受体广泛分布在胰腺、肾脏、脂肪和肝脏等组织中[11]。GLP-1除具有促进胰腺β细胞葡萄糖浓度依赖性地分泌胰岛素，增强胰岛素敏感性等作用，还具有调节血脂、减少内脏脂肪和缓解肝脏脂肪病变的重要功能[12]。

3 GLP-1RAs改善NAFLD动物和临床研究证据

目前，7种合成的GLP-1RAs已被批准并可用于治疗T2DM[13]，分别是艾塞那肽、艾塞那肽长效释放剂、利拉鲁肽、albiglutide、dulaglutide、lixisenatide 和 semaglutide。近年来，多项研究证实了GLP-1RAs延缓NAFLD进展的作用。在高脂饮食喂养的APOE*3-Leiden转基因小鼠中，GLP-1RAs治疗4周显著降低肝脏脂质含量，并逆转高脂饮食诱导的肝脏脂肪变性[14]。除单纯性脂肪变性的动物模型外，GLP-1RAs对非酒精性脂肪性肝炎(NASH)也有显著的治疗作用。喂饲高反式脂肪的ob/ob和C57BL/6J小鼠可更好地模拟NASH患者的病理生理特征，GLP-1RAs可显著降低高反式脂肪饮食小鼠的体质量、肝脏脂肪含量和血浆肝酶水平，并对肝脏疾病终点有明显的有益作用[15]。GLP-1RAs对人类NAFLD的有益作用已在多项研究中得到证实。在AWARD计划(AWARD-1、AWARD-5、AWARD-8和AWARD-9)的子分析已经证明，与安慰剂相比，dulaglutide 显著降低了血清转氨酶活性和γ-谷氨酰转肽酶水平[16]。在SUSTAIN-6研究的子分析中，已证明semaglutide可降低丙氨酸氨基转移酶和高敏C-反应蛋白[17-18]。GLP-1RAs已经成为T2DM合并NASH患者一种治疗选择，尽管尚不清楚GLP-1R激动剂是否通过肝脏中的GLP-1R直接作用于肝细胞减少肝脏脂肪变性或炎性反应[19]。有学者报道，19例经活检证实的NASH患者使用利拉鲁肽治疗24周后，体质量指数、内脏脂肪堆积、转氨酶和高血糖均有所降低，在利拉鲁肽治疗96周后，重复肝活检的10例患者中有6例肝脏组织学也有改善[20]。

4 GLP-1RAs改善NAFLD的作用机制

4.1 GLP-1RAs对肝脏脂代谢的调节 肝脏的脂质平衡是通过游离脂肪酸流入肝脏、游离脂肪酸β氧化、脂肪从头生成和极低密度脂蛋白的分泌来维持的[21]。任何环节的缺陷都会导致肝脏脂质蓄积。GLP-1受体存在于人和啮齿动物的肝细胞中，体外研究结合体内研究数据表明，GLP-1通过与GLP-1受体结合直接影响肝细胞的脂质代谢[22]。

过氧化物酶体增殖物激活受体α(PPAR-α)是脂肪酸代谢的重要调节因子，主要在肝脏和骨骼肌中表达，调控脂肪酸分解代谢相关基因的表达，包括肝脏清除极低密度脂蛋白、脂肪酸摄取和氧化的基因[23]。从NASH小鼠分离的肝细胞显示，PPAR-α及其下游靶基因酰基辅酶A氧化酶(ACOX)和肉碱棕榈酰基转移酶1A(CPT1A)的表达降低[24]。而ACOX和CPT1A分别参与过氧化物酶体和线粒体脂肪酸β氧化[25]。因此，NAFLD小鼠肝细胞脂肪酸氧化的能力受损。GLP-1RAs还可通过介导SIRT1改善肝脏的脂肪沉积，这个作用是通过激活AMPK途径同时抑制SREBP-1c完成[26]。因此，GLP-1RAs通过增加脂肪酸β氧化，抑制肝脏新生脂肪生成，直接影响肝脏脂质代谢。

4.2 GLP-1RAs对炎性反应信号与肝纤维化的调控 NAFLD 与肝脏慢性低度炎性反应有关[27]。新的证据表明，代谢性炎性反应是脂肪肝的一个关键过程，并导致多器官并发症，这可通过免疫细胞亚群和体液因子的系统性改变检测出来[28]。在肝脏和肝外器官中，这些信号可以促进细胞功能障碍、细胞死亡和有害组织重塑，这些改变都是为了维持器官结构和功能的完整性[29]。而在NAFLD的慢性炎性反应中，巨噬细胞起着关键作用，研究表明巨噬细胞表达GLP-1受体并受GLP-1调控[30]。Lee 等[31]在肥胖小鼠过表达GLP-1可调控巨噬细胞从促炎M1表型转变到抗炎M2表型。利拉鲁肽通过提高肝脏Kupffer细胞(肝脏特异性巨噬细胞)M2/M1比率降低NAFLD小鼠模型肝脏炎性反应；体外研究发现，利拉鲁肽通过cAMP-PKA-STAT3信号通路调节Kupffer细胞向M2样活化[32]。GLP-1RAs还可以通过减少肝脏巨噬细胞的内流而抑制炎性反应，从而改善肝脏炎性反应[33]。在化学诱导的NASH小鼠模型中，exendin-4可减轻肝脏巨噬细胞的募集和肝脏炎性反应，同样，在遗传性NASH小鼠模型中，exendin-4减少肝巨噬细胞浸润[34]。总体而言，这些数据表明GLP-1RAs可通过免疫调节作用减轻肝脏炎性反应。

肝星状细胞占正常肝脏细胞的8%～14%，它的激活在肝纤维化的发生、发展起着重要作用。肝损伤后，肝星状细胞被激活促进组织修复，包括细胞动员、增殖、迁移至病变和细胞外基质成分的产生。当肝损伤持续存在时，肝星状细胞高表达促炎、促纤维化和增殖的标志物如肿瘤坏死因子-α、转化生长因子β、血小板衍生生长因子受体β。GLP-1RAs已被证明可改善肝纤维化和延缓NASH进展。利拉鲁肽可改善慢性肝病模型中肝星状细胞的表型，促进原代人肝星状细胞的失活，表现为α-平滑肌肌动蛋白和胶原表达减少，伴随着肿瘤坏死因子-α、转化生长因子β等细胞因子和增殖标志物的表达显著减少[35]。GLP-1RAs可抑制肝细胞的凋亡信号，进而抑制肝星状细胞的活化和纤维化[2]。此外，GLP-1RAs抑制Ⅰ型胶原蛋白分泌改善肝纤维化[15]。

4.3 GLP-1RAs对氧化应激和内质网应激的改善 氧化应激和内质网应激在NAFLD的二次打击假说中起关键作用[6]。NAFLD患者肝细胞内过多的游离脂肪酸导致脂质过氧化和大量ROS产生，而ROS是氧化应激的主要指标，提示此时肝细胞微环境氧化应激的发生。丙二醛(MDA)是脂质过氧化反应的高级脂氧化终产物，机体内自由基的清除程度与细胞损伤可用肝组织中MDA的含量来间接反映[36]。研究表明，GLP-1可以保护肝细胞免受氧化应激和内质网应激的损伤[37]。SOD和MDA联合检测通常用来评估细胞的氧化应激水平[38]。研究表明exendin-4可降低ob/ob小鼠肝脏中的MDA水平，利拉鲁肽可明显降低NAFLD动物模型肝脏ROS、MDA水平，升高SOD水平，利拉鲁肽这种作用可能是通过提高肝脏脂联素水平和失活JNK1来实现的[39]。也有研究表明，利拉鲁肽可能通过SIRT1/SIRT3-FoxO3a促进自噬而减少氧化应激[40]。

内质网应激和氧化应激在NAFLD的发病机制中是相互联系的过程。维持内质网氧化还原平衡对正常的内质网功能很重要，而内质网H2O2产生和清除途径的改变会诱导内质网应激，并导致代谢功能障碍[41]。作为ROS的重要来源之一，内质网的长期应激通过上调CCAAT/增强子结合蛋白同源蛋白(CHOP)的活性从而介导ROS的产生[42]。研究表明，exendin-4、利拉鲁肽可降低CHOP 的表达，同时增加了与自噬相关基因产物的表达，这对内质网应激具有保护作用[43]。CHOP、caspase-12和JNK通过增强它们的活性参与了NAFLD模型的内质网应激，而GLP-1RAs处理可显著抑制这些活化蛋白的表达而改善内质网应激[44]。另一项研究报道，GLP-1RAs还可直接调节内质网关键蛋白的功能和表达[2]。微粒体三酯甘油转移蛋白( MTTP)是一种位于内质网腔内的必需蛋白，介导脂质向载脂蛋白B的转运，MTTP对于防止脂肪酸超载内质网至关重要，它可以减少脂肪酸引起的脂毒性损伤[45]。NAFLD/NASH患者MTTP表达降低，利拉鲁肽治疗后MTTP表达明显增加[36]。

5 结 语

在过去的10年中，关于NAFLD病理生理学的新知识不断积累，显示了这种疾病发展过程中机制的复杂性。目前治疗NAFLD的方法仍然有限，疗效仍然较差。除通过生活方式干预来减肥外，还需要针对脂肪代谢、炎性反应等的药物治疗。GLP-1RAs是一种被批准用于治疗2型糖尿病的药物。近年来，多项研究证实GLP-1RAs延缓NAFLD/NASH进展的作用。GLP-1不仅通过胰岛素效应间接逆转NAFLD/NASH的进展，改善NAFLD相关的关键参数，而且直接影响肝细胞的脂质代谢和肝脏炎性反应。GLP-1RAs可能通过这些不同的途径发挥作用。然而，大多数现有的GLP-1RAs对于NAFLD的适应证研究仍不透彻；同时由于缺乏大规模的临床研究，迫切需要开展随机对照的多中心试验进一步阐明。