肠道因素对胆石病防治的作用

2023-08-31蒋兆彦沈惟一

外科理论与实践 2023年2期

蒋兆彦，沈惟一，胡海

（同济大学附属东方医院胆石病中心，上海 200120；同济大学医学院胆石病研究所，上海 200331）

胆囊胆固醇结石病（简称胆石病）的发病率逐年升高，在上海地区超过13%[1],且90%为胆固醇性胆囊结石[2]。胆汁中胆固醇过饱和被认为是导致胆固醇结石形成的先决条件。胆固醇、胆汁酸、磷脂比例决定胆固醇在胆汁中的饱和度，三者进入肠道再次吸收回到肝脏并再次分泌进入胆汁，形成肠肝循环。近年来，肠道因素在胆石病防治中的研究取得了一些进展。

1 生理状态下的肠道与胆石病

1.1 肠道胆固醇摄取

肠上皮细胞刷状缘顶端特异性表达的尼曼匹克C1 样蛋白1（Niemann Pick C1 like 1,NPC1L1）是肠道摄取胆固醇的关键转运蛋白[3]。在肠道不同分段中表达水平不同，近端空肠部分（胆固醇摄取的主要部位）表达最多，远端回肠几乎无[4]。肠腔中的胆固醇与NPC1L1相互作用，使C端构象改变，招募NUMB 蛋白[NUMB 内吞衔接蛋白(endocytic adaptor protein)]。后者与LIMA1蛋白[LIM 结构域和肌动蛋白结合蛋白1(LIM domain and actin binding 1)]一同完成胆固醇的胞吞和NPC1L1的重复利用[5-6]。

NPC1L1肠道表达受到胆固醇浓度的负反馈调节，高胆固醇环境抑制NPC1L1 的表达[7]。在转录调控层面，核因子固醇调节元件结合蛋白2(sterolregulatory element binding proteins 2,SREBP2)、过氧化物酶体增殖物激活受体(peroxisome proliferatorsactivated receptor α,PPARα)激活会促进NPC1L1 表达，而小异二聚体伴侣(small heterodimer partner,SHP)、肝脏X 受体(liver X receptor, LXR)则起抑制作用[3]。鉴于NPC1L1 在胆固醇肠道吸收中的核心地位，更多的调控机制有待进一步探索。近年的研究发现泛素-蛋白酶体降解途径对NPC1L1 表达起到一定作用[8]，信号转导和转录激活因子3 (signal transducer and activator of transcription 3, STAT3)等新的转录调控因子调控机制也有待进一步阐明。

1.2 肠道胆汁酸摄取

从溶解度考虑，胆汁酸有助于胆固醇吸收，肠道对胆汁酸的吸收效率很高，粪便中仅损失胆汁酸总分泌量的5%[9]。与胆固醇主要吸收部位不同，胆汁酸主要在回肠远端通过钠依赖性胆汁酸转运蛋白（apical sodium-dependent bile acid transporter，ASBT）重吸收；并由肠细胞基底膜外侧有机溶质转运体α/β (organic solute transporter α/β, OSTα/β)蛋白分泌经门静脉循环回到肝脏，完成“肝肠循环”[9]。

ASBT 同样处于胆汁酸吸收的中心位置，但通常认为，法尼醇X 激动受体(farnesoid X-activated receptor, FXR)在维持胆汁酸平衡及胆石病发病方面作用更大。肠细胞内FXR 被鹅去氧胆酸（chenodeoxycholic acid, CDCA）等配体激活，转录翻译产生成纤维细胞生长因子(fibroblast growth factor,FGF)15(鼠)/19(人)入血回肝抑制细胞色素P450 家族成员7A1 (cytochrome P450 family 7 subfamily A member 1, CYP7A1),减少胆固醇向胆酸的转化[10]。另外，肝内FXR 可直接被胆汁酸激活，产生SHP 阻遏各类胆汁酸生成酶的转录[9]。胆汁酸的生成和再摄取在胆固醇性胆囊结石发生中起到重要作用。

1.3 肠道菌群及其代谢物

近年来，肠道菌群与胆石病发生的关系也再度受到关注[11]。胆石病病人的肠道菌群组成与正常人体有显著差异[12]。成石饲料喂养的小鼠也呈现类似改变[13]。乳酸杆菌属、双歧杆菌属等菌株表达胆汁酸水解酶（bile salt hydrolase,BSH）活性[14],可将肠道中结合胆汁酸水解成游离胆汁酸，其亲水性下降，重吸收减少，促进肝脏胆固醇转化成新生胆汁酸以维持胆汁酸池的总量稳定，并降低胆固醇[15]。另外,肠道部分菌种存在对胆酸7α 位脱羟的能力，这对于人类胆汁酸池中含量最丰富的次级胆汁酸（脱氧胆酸、石胆酸）的形成至关重要，这两类胆酸对宿主生理有明显影响[16]。此外，肠菌代谢产物也可影响胆石病的发生。笔者研究发现，脱硫弧菌分解肠道内容物产生硫化氢进入肝脏诱导FXR 并抑制CYP7A1,使肝内胆固醇倾向于直接排入胆汁而不是向胆汁酸转化[17]。衍生自三甲胺的代谢物氧化三甲胺(trimethylamine N-oxide,TMAO）则可诱导肝脏胆小管侧膜ATP 结合转运蛋白G5/8(ATP binding cassette subfamily G5/8,ABCG5/8)的表达，增加胆固醇分泌，促进结石发生[18]。

2 防治胆石病的肠道靶点

2.1 靶向肠道胆固醇摄取防治胆石病

抑制肠道胆固醇吸收是预防胆石病最直接的手段。依折麦布（ezetimibe）是目前临床应用的NPC1L1 抑制剂，其直接与NPC1L1 胞外结构域结合，阻止构象变化，有效减少胆固醇吸收，降低血脂成分，并预防胆固醇结石形成[19-20]。此外，不少植物提取成分在减少胆固醇吸收、预防胆石病或冠心病方面颇具潜力，如薯蓣皂苷元、姜黄素[21-22]等。这类药物大多靶向NPC1L1，但具体作用机制有待研究。笔者近期研究显示，植物甾醇能减少小鼠肠道NPC1L1 的表达，来防止由成石饲料引起的胆固醇性胆囊结石[21]。另外，薯蓣皂苷元的作用可能是抑制STAT3磷酸化，减少下游NPC1L1的表达。

胆固醇从肠腔内吸收到进入载脂蛋白，中间的关键蛋白质远不止NPC1L1 一种，通过靶向抑制胆固醇内化（LIMA1）、胆固醇酯化[甾醇-O-酰基转移酶(sterol-O-acyltransferase, SOAT2）]等均有望降低胆固醇吸收[6]。培养生长过程消耗胆固醇或黏附胆固醇的肠道菌群可能也是未来胆石防治的方向[23]。

2.2 靶向肠道胆汁酸防治胆石病

改变胆汁酸来减少胆石发生的实际应用并不多。目前临床使用的口服熊去氧胆酸（ursodeoxycholic acid, UDCA）通过其亲水性增加胆固醇的溶解度，从而预防结石或溶石[24]。另一方面，相较于胆酸/石胆酸这类疏水性胆汁酸，UDCA带来的亲水性反而会降低胆固醇的吸收[25]，是UDCA 防治胆石病的又一机制。菌群的存在对于肠道胆汁酸成分的影响很大，游离胆汁酸对FXR 的亲和力更强[15]，通过基因修饰肠菌BSH 抑制结合胆汁酸水解或抑制胆汁酸7α 脱羟酶活性，减少次级胆汁酸生成，可改善胆汁酸的组成及疏水性。口服补充特定益生菌改善肠道微生态，亦或调节胆固醇肠道吸收，进而防治胆石病。