益生菌在治疗非酒精性脂肪性肝病中的研究进展

张秀，龙辉

(武汉科技大学附属天佑医院消化内科，武汉 430000)

非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD)是指除了酒精和其他明确肝损害因素所致的、以弥漫性肝细胞大泡性脂肪变为主要特征的临床病理综合征。随着人们生活方式的改变以及不合理的饮食结构的增多，许多国家的儿童和老年人中NAFLD的患病率也在逐年升高[1-2]。据统计，全球NAFLD患病率约为25%[3]，在中国NAFLD正在以每年0.594%的速度增长，预计到2020年，将威胁20%的中国人的健康[4]。迄今为止，除了生活方式和饮食的改变以及体育锻炼外，尚无有效治疗措施可用于预防和管理NAFLD，而且患者依从性差，这些传统治疗方式所产生的效果也并不乐观。肠道微生物群可能在NAFLD的发生、发展中扮演着重要角色，这可能是由于肠道与肝脏紧密的解剖学功能上的相互作用。肠道菌群失调可能改变肠道通透性，为细菌过度生长、黏膜炎症以及侵袭性病原体和有害副产物的转移创造有利的微环境，进而影响肝脂肪形成，加速促炎和纤维化过程。近年来，研究者对于益生菌治疗NAFLD提出了各自的观点，现就益生菌在治疗NAFLD中的研究进展予以综述。

1 肠道菌群与NAFLD

体内的各种微生物统称为人类微生物群落，其数量是人类细胞的10倍，其中大部分是肠道微生物群落，这些群落拥有超过1 000种微生物及其数以百万计的基因[5]，它们在人体中发挥着重要作用。在健康成年人中，肠道微生物群落主要由厚壁菌门、拟杆菌门和放线菌门组成，对免疫系统的正常运作和调节至关重要，然而，许多因素可以影响和改变肠道微生物的组成，如年龄、疾病、饮食、激素变化、旅行和药物等[6]。当健康个体的肠道菌群发生改变(受到损害或不平衡)时，称为肠道菌群紊乱。除肠道菌群紊乱导致肠道黏膜屏障损害、肠上皮通透性改变、肠源性内毒素血症增加外，肠道细菌的代谢产物也发挥着重要作用。

1.1胆汁酸 胆汁酸具有生物清洁剂的作用，在胆固醇和脂质的吸收以及运输过程中起重要作用。肠道中细菌能够将一级胆汁酸代谢为二级胆汁酸，从而改变与胆汁酸池信号有关的特性；同时，胆汁酸具有通过胆汁酸受体的信号转导直接或间接调节肠道微生物组成的能力；胆汁酸还具有作为激素样信号分子的能力，它可以激活多种核受体，特别是法尼醇X受体(farnesoid X receptor，FXR)[7]。缺乏FXR的动物表现出肝脏脂肪变性和炎症，而在饮食诱导的肝脏脂肪变性模型中，通过添加天然或合成的FXR激动剂可以改善其表型[8]。此外，胆汁酸还具有调节肠屏障功能的能力，肠道通透性的增加和细菌易位可导致肠道运动障碍和全身性炎症[9]。有研究发现，与肝脏健康的受试者相比，非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatohepatitis，NASH)患者体内胆汁酸水平升高，且与肠道菌群失调显著相关[10]。NAFLD患者肠道菌群代谢异常可能影响原胆汁酸向继发性胆汁酸的转化，经抗生素和高脂饮食处理的小鼠肠道中胆汁酸代谢物显著升高，通过影响FXR信号的转导，进而降低肝脏中三酰甘油的积累[11]。胆汁酸在NAFLD的发病机制中起关键作用，了解胆汁酸与肠道菌群的相互作用可以为NAFLD的诊断和治疗提供新的思路。

1.2短链脂肪酸(short-chain fatty acid，SCFA) SCFA是微生物群发酵的副产品。肠道微生物群可以通过发酵多糖提高肠道SCFA的水平。饮食补充SCFA对NAFLD具有保护作用，而结肠腔中最丰富的SCFA主要是乙酸盐、丙酸盐和丁酸盐[12]。SCFA不仅为肠上皮提供能量，还具有许多生物活性作用，如调节免疫、脂代谢和糖代谢以及维持肠道微生物稳态等。通过对小鼠模型的研究发现，SCFA的混合物可降低肝内胆固醇的合成速率，而高脂饮食诱导的炎症反应能被丙酸和丁酸抑制[13-14]。丁酸钠通过调节肠道和肝脏的免疫反应，对高脂饮食诱导的肠道菌群失调和内毒素血症以及脂肪性肝炎发挥抑制作用[15]。Pang等[16]发现，补充乙酸盐或丙酸盐可减少肝脏脂肪的生成以及脂肪酸的摄取，并保护小鼠免受高脂饮食导致的体重增加、脂肪变性和胰岛素抵抗。产丁酸盐的益生菌可以改善高脂饮食诱导的肠肝免疫失调，减轻小鼠的脂肪性肝炎，而这主要通过SCFA实现[17]。通过膳食补充SCFA可改善肠道炎症[18]。

1.3内源性乙醇 由于微生物组成的变化，尤其是大肠埃希菌和其他一些肠杆菌比例的升高，显著促进了内源性乙醇的产生。内源性乙醇可抑制三羧酸循环，增加乙酸盐水平，进而促进肝细胞中三酰甘油的积累；乙醇还可以增加细胞色素P4502E1(cytochrome P4502E1，CYP2E1)的活性，催化乙醇氧化，从而有利于氧化损伤、线粒体功能障碍和肝脏炎症自由基的产生[19]。特别是在NAFLD和NASH中，CYP2E1可被大鼠高脂饮食诱导[20]，从而加剧NASH的氧化和亚硝化应激，而CYP2E2缺失小鼠在一定程度上受到保护[21]。同样，在NAFLD患者中，CYP2E1的表达和活性增加，在NASH患者中甚至更高[22]。有数据表明，除肝脏外，肠道CYP2E1在慢性酒精肝炎模型中还可调节酒精引起的肠道渗透作用[23]。除了大肠埃希菌外，其他肠道微生物属(包括拟杆菌、双歧杆菌和梭菌)均可产生乙醇，从而产生显著的介导损伤[24]。Zhu等[25]的研究显示，与瘦弱或肥胖的非NASH对照者相比，NASH患儿不仅血液中的乙醇水平升高，还存在以乙醇生产细菌(如大肠埃希菌)相对丰度增加为特征的营养不良。同样，Volynets等[26]的研究发现，NAFLD患者的血浆乙醇水平升高，肠道微生物群产生内源性乙醇，可能会起到肝脏损害的作用，进而促进NAFLD及其向NASH的发展。

1.4胆碱 胆碱是膜磷脂的重要成分，在生化过程中起重要作用，包括胆汁酸的肠肝循环以及脂质和胆固醇的代谢，胆碱主要通过食物摄入或内源性合成来提供。肝脏负责胆碱的代谢，胆碱通过促进脂肪以磷脂的形式从肝脏转移出去，防止脂肪在肝脏内异常堆积，当胆碱缺乏时，常会发生肝细胞死亡和肝脂肪变性[27-28]。肠道细菌可产生含黄素单加氧酶1和含黄素单加氧酶3，这些酶将饮食中的胆碱代谢为有毒的二甲胺和三甲胺[29]。无菌小鼠不能排泄三甲胺，提示肠道菌群在胆碱转化中起着至关重要的作用[30]。这些有毒的胺被肝脏吸收，生成三甲胺-N-氧化物，可引起肝脏炎症，最终导致胆碱缺乏[31]。遗传分析表明，胆碱代谢基因广泛分布于3个主要的细菌门(变形杆菌门、厚壁菌门和放线菌门)，是人类肠道菌群的组成部分[32]。通过在无菌小鼠上定植胆碱代谢细菌，发现血清胆碱水平和胆碱的生物利用度均显著降低[33]。Spencer等[34]研究了胆碱缺乏对肠道细菌组成的影响以及胆碱缺乏状态下脂肪肝的潜在发展，结果发现，肠道菌群的组成随着饮食中胆碱水平的变化而变化，且丹毒丝菌纲和γ-变形菌纲的丰度变化与肝脏脂肪水平的变化直接相关。胆碱代谢与肠道菌群之间的关系研究为以肠道菌群为靶点的NAFLD疗法提供了新的视角。

2 益生菌应用于NAFLD的临床前研究

目前对NAFLD的干预主要集中于饮食和生活方式的改变。益生菌常用于改善体内微生物群的稳态，维持人体肠道健康。最常用的益生菌属有乳酸菌属和双歧杆菌属，也有乳球菌属、链球菌属、肠球菌属和芽孢杆菌属，一些酵母菌属已被列入益生菌产品，供人类营养[35]。Liang等[36]给NAFLD小鼠服用复合益生菌，结果发现，小鼠肠道菌群失调和肝脏脂质沉积均改善。Cortez-Pinto等[37]使用益生菌对NAFLD小鼠进行实验，观察到益生菌改善了纤维化并降低了内毒素血症。实验表明，益生菌对脂肪肝模型小鼠有显著的治疗作用，益生菌可以预防高脂饲料喂养小鼠肝脂肪变性的发生，改善肝脂肪变性和肝纤维化，而产生这种保护作用的机制主要包括：减少肝脏脂质沉积、内毒素和氧化应激；通过核因子κB的调控和肿瘤坏死因子发挥抗炎作用；通过调整转化生长因子和胶原的表达达到抗纤维化效果等[38]。研究最多的益生菌疗法是VSL#3(一种常用于肠易激综合征的益生菌，含有8种双歧杆菌和乳杆菌)，目前已明确验证了VSL#3治疗NAFLD的作用途径[39]。此外，益生菌可改善糖尿病大鼠肝功能，降低脂毒性，减轻氧化应激，抑制炎症反应，使肠道菌群正常化，从而改善2型糖尿病[40]。一项随机临床试验表明，益生菌可以改善转氨酶、肝脂肪变性，减轻肝脏炎症，可见益生菌补充剂可能是治疗NAFLD的有效措施[41]。虽然目前的研究取得了一定进展，但仍有必要进一步了解益生菌在NAFLD发生、发展中的作用。此外，还需要进一步阐明益生菌作为治疗NAFLD新方法的临床功效、安全性和持续性。

3 益生菌在NAFLD患者中的应用

益生菌在NAFLD患者中作为一种治疗方法的临床研究较少，且规模较小，临床研究结果不一致。Abdel Monem[42]将NASH患者随机分为益生菌嗜酸胶囊组(20亿嗜酸乳杆菌组)和安慰剂组，进行为期17个月的治疗，结果发现，与安慰剂组相比，益生菌嗜酸胶囊组患者的天冬氨酸转氨酶和丙氨酸转氨酶均显著改善。王薇等[43]比较了200例NAFLD患者与对照组中各种益生菌的疗效发现，所有益生菌组的肝功能测试均较对照组显著改善，且各益生菌组比较差异无统计学意义。Manzhalii等[44]将NASH患者随机分为乳酸菌组、双歧杆菌组、嗜热链球菌组和安慰剂组，治疗12周，结果发现，接受益生菌治疗患者丙氨酸转氨酶、肝脏炎症和肝脏纤维化程度均显著降低，粪便分析也显示肠道菌群趋于正常。一项双盲单中心试验用益生菌混合制剂(包括双歧杆菌、乳酸杆菌、乳球菌、丙酸杆菌和醋酸杆菌)治疗NAFLD患者，并与8周后的对照结果进行了比较，结果表明，益生菌混合制剂治疗患者的脂肪肝指数、肝酶活性以及炎症标志物水平均降低[45]。然而，并不是所有试验均支持益生菌或合生菌可以改善肝功能的观点。例如，Ahn等[46]在一项纳入68例成年肥胖NAFLD患者的试验中，干预组采用多菌种益生菌混合制剂(嗜酸乳杆菌、鼠李乳杆菌、副干酪乳杆菌、戊糖片球菌、乳酸双歧杆菌和短双歧杆菌)处理12周，结果显示，与安慰剂组相比，益生菌干预组肝内脂肪分数改善，但丙氨酸转氨酶或天冬氨酸转氨酶未显著改善。在Duseja等[47]为期1年的随机双盲临床试验中，与仅服用二甲双胍(1 000 mg/d)的对照组相比，服用益生菌与二甲双胍组NASH患者的丙氨酸转氨酶、碱性磷酸酶、瘦素和肿瘤坏死因子-α等指标改善，而天冬氨酸转氨酶、胆红素、脂联素、白细胞介素-1β、白细胞介素-6等则无显著改善。事实上，大多数益生菌干预试验均缺乏肝脏活检，以进一步评估肝脏脂肪变性、纤维化、肝硬化和炎症的组织学变化。

4 益生菌制剂的安全性和耐受性

目前尚未发现NAFLD患者临床应用益生菌的不良反应或安全性问题。但长期使用益生菌NAFLD患者的安全性尤为重要，因为患者往往存在多种合并症，需要多种药物治疗，而每种药物均可能引起药物性肝损伤[48]。有证据表明，当患者合并脂肪肝时，药物(如氯沙坦、多种抗生素、他汀类药物、罗格列酮和对乙酰氨基酚)的肝毒性可能更常见和更严重[49]。据推测，这种较高风险可能与肥胖患者CYP450的活性增加有关[50-51]。肠道微生物群是一个非常强大的系统，未来的研究应延长随访时间，以确定长期使用益生菌的效果以及治疗干预终止后益生菌持续使用的情况和效果。Brandi等[52]指出非常有弹性，经过临时干预后肠道微生物群可以恢复其原始组成。但值得注意的是，美国食品药品管理局并未对任何益生菌用途进行裁定或明确[53]。益生菌治疗方面的研究仍是初步的，且目前尚未证实益生菌的不良作用。

5 小 结

近年来益生菌才被作为NAFLD的治疗手段进行探索。目前益生菌对NAFLD的作用还存在一些有待阐明的问题，如目前尚不清楚益生菌作用于特定目标器官的机制；另外，益生菌与肠道内原有细菌之间的相互作用有待明确。迄今为止，证实益生菌治疗效果的研究主要来自中东国家，而在不同地区的人群中，肠道菌群的组成高度不均匀。因此，益生菌对NAFLD的有益作用还需要在不同种族人群中进行验证，而益生菌商业化产品的开发也需要确定最佳的配方和剂量。总之，在NAFLD相关治疗领域，还需要进一步阐明益生菌的作用。