張曉蕾 敖娜 都健

中國醫(yī)科大學(xué)附屬第四醫(yī)院內(nèi)分泌代謝內(nèi)科 沈陽，110032

隨著人們生活水平的日益提高，非酒精性脂肪性肝病( NAFLD) 的發(fā)病率逐年攀升，據(jù)估計(jì)到2030年時(shí)，成年人( 年齡≥15 歲) 中NAFLD患病率將達(dá)到33.5%，由NAFLD所致的失代償性肝硬化的發(fā)病率將增加168%［1］。NAFLD 患者沒有過多酒精的攝入，卻存在肝功能異常，在病理上表現(xiàn)為超過5%的肝細(xì)胞存在脂肪變性，NAFLD與遺傳易感性和胰島素抵抗( IR) 密切相關(guān)，是代謝綜合征的肝臟表現(xiàn)［2］。隨著宏基因組學(xué)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，越來越多的證據(jù)表明，腸道菌群與NAFLD的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)［3］。維生素D 是調(diào)節(jié)體內(nèi)鈣和磷代謝的主要維生素，但在骨骼作用之外，在炎癥性腸病、動(dòng)脈硬化、組織纖維化、免疫和抗腫瘤中具有獨(dú)特的作用，而且在一般人群和慢性病患者中均存在維生素D缺乏的現(xiàn)象［4］。越來越多的流行病學(xué)數(shù)據(jù)表明，維生素D 缺乏與肥胖和NAFLD存在關(guān)聯(lián)，維生素D 可能參與脂肪組織功能障礙和NAFLD 的發(fā)展，Cho等［5］調(diào)查了3 878名韓國青少年，發(fā)現(xiàn)維生素D 缺乏的個(gè)體發(fā)生NAFLD的風(fēng)險(xiǎn)增加。維生素D 在肝臟中可發(fā)揮抗炎、抗增殖和抗纖維化作用。本文將就維生素D 靶向腸道菌群治療NAFLD的研究進(jìn)展作以闡述。

1 維生素D 與腸道菌群

維生素D 是人體必需的一種脂溶性維生素，天然維生素D 需通過肝臟和腎臟中的羥化酶作用轉(zhuǎn)化為生理活性維生素D——1，25( OH)2D3，活性維生素D 和維生素D 受體( VDR) 形成復(fù)合物，再進(jìn)入細(xì)胞核發(fā)揮作用。維生素D 主要參與體內(nèi)鈣、磷代謝，但現(xiàn)有研究證實(shí)，維生素D 不僅局限于骨骼效應(yīng)，其骨骼外的效應(yīng)也越來越受到人們的重視，維生素D 對(duì)包括炎癥性腸病、動(dòng)脈硬化、NAFLD等均有一定治療作用［6］。

腸道菌群是棲息于消化道內(nèi)的大量微生物群，具有調(diào)節(jié)代謝、黏膜屏障生理、免疫和炎性反應(yīng)信號(hào)等多種功能?；A(chǔ)研究顯示，人類腸道菌群由超過1014個(gè)、5 000 多種細(xì)菌組成。最新研究顯示，人體細(xì)菌總數(shù)可達(dá)40 萬億，其中絕大多數(shù)為厭氧菌［7］。正常人胃腸道細(xì)菌分為6 大門，厚壁菌門和擬桿菌門占90%以上［8］。由于不同環(huán)境下腸道菌群會(huì)產(chǎn)生一定的變化，而機(jī)體多種疾病均存在腸道菌群組成及豐度的變化，適時(shí)改變腸道菌群對(duì)疾病預(yù)后有一定的影響。

Wang 等［9］對(duì)來自德國北部1 812 人的全基因組關(guān)聯(lián)分析( GWAS) 發(fā)現(xiàn)，伴隨VDR 基因表達(dá)的不同，整體菌群以及單個(gè)菌株也隨之變化，VDR 是腸道菌群形成的關(guān)鍵宿主因子。維生素D 和VDR 結(jié)合后可以通過調(diào)節(jié)抗菌肽的表達(dá)來影響腸道菌群的組成和功能，從而避免腸道菌群失調(diào)［10］。維生素D與VDR 結(jié)合后，可引起絲裂原活化蛋白激酶磷酸酶5的過表達(dá)，抑制p38 激酶活性，導(dǎo)致白細(xì)胞介素( IL) -6下降［11］。維生素D 通過抑制核因子-κB信號(hào)通路的激活來降低炎性因子IL-1、IL-6、腫瘤壞死因子( TNF) -α等的表達(dá)，從而減少腸道炎性反應(yīng)［12］。維生素D 缺乏將損害小鼠腸道微生物群和代謝物的組成，導(dǎo)致結(jié)腸黏液層變薄，增加細(xì)菌向腸系膜淋巴結(jié)的易位，而補(bǔ)充維生素D 后可顯著降低小鼠糞便中有害細(xì)菌的豐度［13］。王磊等［14］發(fā)現(xiàn)，孕期維生素D 缺乏會(huì)導(dǎo)致子代大鼠結(jié)腸cAMP 的mRNA和蛋白表達(dá)水平降低，腸道乳酸菌豐度降低，補(bǔ)充維生素D 后，子代大鼠結(jié)腸cAMP 蛋白表達(dá)水平明顯升高。昌雪蓮等［15］發(fā)現(xiàn)，孕期及嬰兒早期適當(dāng)補(bǔ)充鈣劑及維生素D 可促進(jìn)嬰兒乳酸菌的生長(zhǎng)。上述證據(jù)表明，維生素D 水平與腸道菌群有一定相關(guān)性。

2 腸道菌群與NAFLD

NAFLD 有廣泛的臨床表現(xiàn)形式，而且是多系統(tǒng)的疾病，與IR、動(dòng)脈粥樣硬化等密切相關(guān)，屬于代謝相關(guān)性疾病的肝臟表現(xiàn)。Tilg和Moschen［16］提出了“多重并行打擊”理論來解釋NAFLD的發(fā)病機(jī)制，并認(rèn)為其與環(huán)境因素、基因突變、氧化應(yīng)激、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激、線粒體功能障礙、腸道微生態(tài)失調(diào)等多重因素相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，NAFLD患者普遍存在微生態(tài)失調(diào)的現(xiàn)象，包括細(xì)菌易位和腸道細(xì)菌過度生長(zhǎng)，其特點(diǎn)是厚壁菌門比例增加，擬桿菌門比例下降［17］。通過限制脂肪攝入可以增加擬桿菌門的比例，菌群改變是脂肪聚集的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，腸道菌群失調(diào)常導(dǎo)致一系列嚴(yán)重的代謝相關(guān)性疾?。?8］。目前NAFLD尚無確切治療方法，腸道菌群可能具有一定的治療作用。靶向腸道菌群治療NAFLD的機(jī)制可能如下。

2．1 減輕肝臟炎性反應(yīng) 有害的腸道細(xì)菌及其代謝產(chǎn)物可通過門靜脈系統(tǒng)進(jìn)入肝臟，引起肝臟免疫反應(yīng)的變化，最終導(dǎo)致肝臟損傷，這是腸-肝軸的概念。其中，肝臟Toll 樣受體( TLR) 在腸-肝軸中發(fā)揮重要作用［19］。在正常人群中TLR 信號(hào)處于關(guān)閉狀態(tài)，但當(dāng)腸道微生態(tài)失調(diào)后有害細(xì)菌及其代謝產(chǎn)物將激活TLR 的表達(dá)，上調(diào)TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-8、IL-12和單核細(xì)胞趨化蛋白的轉(zhuǎn)錄，引起下游發(fā)生炎性反應(yīng)，TLR 信號(hào)長(zhǎng)時(shí)間處于激活狀態(tài)將導(dǎo)致氧化應(yīng)激、免疫失調(diào)、IR 等，從而引發(fā)肝臟炎性反應(yīng)，最終發(fā)生NAFLD。Kanmani和Kim［20］證實(shí)，乳酸桿菌通過作用于TLR 信號(hào)通路中的負(fù)調(diào)控蛋白激酶和核因子-κB信號(hào)途徑，可以顯著減少肝HepG2細(xì)胞的炎性反應(yīng)。而且乳酸桿菌和雙歧桿菌的益生菌混合物通過G 蛋白耦聯(lián)受體109a 及其代謝物丁酸鹽，減輕NAFLD大鼠全身性肥胖和炎性反應(yīng)［21］。益生菌產(chǎn)生的短鏈脂肪酸可以增強(qiáng)腸上皮黏膜屏障功能，并為腸道上皮細(xì)胞提供能量，促進(jìn)腸上皮細(xì)胞的自我修復(fù)，防止有害物質(zhì)通過腸-肝軸進(jìn)入肝臟。

2．2 競(jìng)爭(zhēng)黏附位點(diǎn) 當(dāng)腸道菌群失調(diào)時(shí)，腸道中的有害致病菌可誘發(fā)炎性反應(yīng)，使TNF-α 等表達(dá)增加。脂多糖可以通過TNF-α 的促炎作用引起NAFLD，許多益生菌包括雙歧桿菌和乳酸桿菌，都是缺乏脂多糖的革蘭陽性菌，可以通過與腸道黏膜的黏附位點(diǎn)定植而競(jìng)爭(zhēng)性的減少腸道致病菌的黏附位點(diǎn)，從而有效保護(hù)腸道黏膜屏障，阻止致病菌在腸道的定植和易位［22］。

2．3 促進(jìn)能量物質(zhì)代謝 NAFLD患者腸道多形類桿菌比例增加，該細(xì)菌可以分解糖苷鍵，使腸道無法吸收的植物多糖降解為可吸收的單糖，從而增加能量攝入，加重IR 和肝臟負(fù)荷［23］。而益生菌可以通過調(diào)節(jié)腸道上皮TLR2的表達(dá)來增加IgA 水平，增強(qiáng)能量物質(zhì)的代謝，避免脂肪蓄積，對(duì)NAFLD有一定的治療作用。

3 維生素D 靶向腸道菌群治療NAFLD

3．1 維生素D 影響益生菌的作用 益生菌能夠給宿主帶來一些有益影響，在既往的臨床試驗(yàn)中得到廣泛的應(yīng)用，益生菌對(duì)腸道的保護(hù)需要一個(gè)功能正常的VDR 通路，而慢性炎性反應(yīng)可導(dǎo)致患者VDR表達(dá)顯著降低［24］。當(dāng)敲除VDR 基因后，小鼠對(duì)益生菌如鼠李糖乳桿菌株GG 和植物乳桿菌等無應(yīng)答，而在野生型小鼠中，隨著抗菌肽表達(dá)的增加，VDR 的表達(dá)及其轉(zhuǎn)錄活性隨之增加，并能夠?qū)ι抽T氏菌誘導(dǎo)的結(jié)腸炎提供生理和組織學(xué)上的保護(hù)［25］。脂多糖主要存在于革蘭陰性桿菌外膜，發(fā)生炎性反應(yīng)后，脂多糖則被釋放進(jìn)入血循環(huán)，早在1997 年Yang等［26］就發(fā)現(xiàn)給肥胖小鼠注射低劑量的脂多糖，可以誘導(dǎo)其發(fā)展成為非酒精性脂肪性肝炎。人體實(shí)驗(yàn)中，脂多糖與細(xì)胞表面的脂多糖結(jié)合蛋白及CD14結(jié)合，激活TLR4，使核因子-κB 活化，促進(jìn)大量炎性因子產(chǎn)生。而且脂多糖可刺激Kupffer細(xì)胞產(chǎn)生大量的促肝臟纖維化因子如轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β，從而加速肝臟纖維化的進(jìn)展。益生菌可以抑制腸道上皮細(xì)胞核因子-κB 的活化，并誘導(dǎo)腸道上皮細(xì)胞產(chǎn)生熱休克蛋白，增加IL-10等抗炎因子形成，減少促炎因子的分泌和表達(dá)，防止NAFLD的進(jìn)展。

3．2 維生素D 保護(hù)腸道上皮屏障 維生素D 對(duì)包括腸黏膜在內(nèi)的多種組織的上皮屏障均具有保護(hù)作用［27］。已有文獻(xiàn)證明，維生素D 可以上調(diào)腸道上皮細(xì)胞E-cadherin的表達(dá)，因?yàn)榫o密連接蛋白可通過E-cadherin與轉(zhuǎn)錄因子β-catenin和肌動(dòng)蛋白相互作用，通過調(diào)節(jié)下游基因表達(dá)，達(dá)到增強(qiáng)單層細(xì)胞間緊密連接和黏附連接完整性的目的［28］。維生素D 還能夠阻止致病菌黏附在腸道上皮中，從而減少通過腸-肝軸進(jìn)入肝臟的有害物質(zhì)。在體外，用葡聚糖硫酸鈉處理VDR 基因敲除小鼠的結(jié)腸上皮細(xì)胞后，與對(duì)照組相比，其上皮細(xì)胞愈合時(shí)間明顯延長(zhǎng)［29］。另有研究表明，VDR 信號(hào)通路可以抑制腸道上皮細(xì)胞凋亡，降低腸道黏膜的炎性反應(yīng)，對(duì)維持黏膜屏障完整性發(fā)揮關(guān)鍵作用，防止NAFLD的發(fā)生［27］。

3．3 維生素D 的免疫調(diào)節(jié)作用 維生素D 可通過多種方式調(diào)節(jié)人體免疫系統(tǒng)，維生素D 軸是免疫系統(tǒng)的重要調(diào)節(jié)劑，維生素D 缺乏的飲食可以抑制防御素及其激活酶基質(zhì)金屬蛋白酶7 的表達(dá)，從而導(dǎo)致腸道菌群失調(diào)［30］。在缺乏維生素D 的情況下，由于T 細(xì)胞向腸道內(nèi)定植功能受損，將導(dǎo)致IL-10水平低下，增強(qiáng)了對(duì)無害共生菌群的炎性反應(yīng)，導(dǎo)致NAFLD的發(fā)生［31］。適時(shí)補(bǔ)充維生素D 可以修飾免疫反應(yīng)，減少IL-1、IL-6、TNF-α等炎性因子的釋放。

綜上所述，NAFLD的發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，目前尚無確切的治療方法。隨著高通透量測(cè)序技術(shù)的廣泛使用，已發(fā)現(xiàn)腸道菌群在NAFLD的發(fā)生、發(fā)展中起重要作用。合理利用腸道菌群的調(diào)節(jié)作用，可以減少肝臟炎性反應(yīng)，減少腸道通透性，增加能量物質(zhì)代謝，對(duì)NAFLD有積極的治療作用。研究維生素D、腸道菌群、NAFLD三者之間的關(guān)系，可為NAFLD的治療提供新的方法。如果及時(shí)合理補(bǔ)充維生素D，可能會(huì)以腸道菌群為靶點(diǎn)，進(jìn)而有效的治療NAFLD。