李 理， 陳海震， 黃 晶

吉林大學第一醫(yī)院 檢驗科， 長春130021

酒精性肝病(alcohol-related liver disease, ALD)是由于長期大量飲酒導致的肝臟疾病。單純性脂肪肝和酒精性脂肪性肝炎是ALD的早期組織學進展，若持續(xù)大量飲酒，將導致肝纖維化或肝硬化[1]，最終無法逆轉疾病進展，甚至可能發(fā)展為肝細胞癌(HCC)。根據2015年世界衛(wèi)生組織的疾病、損傷和死亡病因國家估計報告[2]，亞太地區(qū)肝病死亡人數(shù)占全球肝病死亡人數(shù)的62.6%，肝硬化和肝癌分別是亞太地區(qū)肝臟相關死亡的第一、第二大病因，分別占該年該地區(qū)肝病相關死亡人數(shù)的48.2%和43.6%，而酒精消耗是肝硬化和肝癌除HBV感染外的第二大病因(分別為20.8%和29.8%)。在中國大陸地區(qū)，酒精相關性肝硬化(32 338例)約占所有肝硬化和其他慢性肝病(161 376例)死亡人數(shù)的20.0%；酒精相關性肝癌(129 117例)約占所有肝癌(396 791例)死亡人數(shù)的32.5%[2]。終末期ALD的病死率較高，因此在早期對ALD進行診斷、治療，逆轉疾病進展尤為重要。近年來不斷有研究[3-9]證實，參與脂肪代謝和炎癥反應的相關酶或蛋白參與了ALD的發(fā)病機制，并且在全基因組關聯(lián)分析(genome-wide association study, GWAS)和候選基因關聯(lián)分析中驗證其基因多態(tài)性在不同人群中與ALD相關，包括PNPLA3、TM6SF2、MBOAT7等。最新研究[10]發(fā)現(xiàn)，17β-羥基類固醇脫氫酶13(hydroxysteroid 17-beta-dehydrogenase 13, HSD17B13)基因的插入缺失變體(rs72613567:TA)與ALD風險降低相關。本文將對HSD17B13的生物學功能及其在ALD中的作用機制和臨床應用等方面進行綜述。

1 HSD17B13的生物學功能

1.1 HSD17B13的生物學特征 HSD17B13主要表達于肝細胞脂滴(lipid droplet, LD)表面，是一種新型的小鼠和人類肝臟特異性LD表面相關蛋白[11]。HSD17B13最初被命名為短鏈脫氫酶/還原酶9，于2007年首次在人類肝臟cDNA文庫中克隆發(fā)現(xiàn)[12]。現(xiàn)HSD17B13被列入17β-HSD家族，該家族在類固醇代謝中發(fā)揮重要作用，HSD17B13同17β-HSD家族其他成員一樣，具有NAD(P)+/NAD(P)H結合位點(TGxxGxG)和一個在N-端的酶促活性位點(YxxxK)[13]。HSD17B13亞細胞定位于肝細胞LD表面，蛋白質組學研究[14]顯示HSD17B13在肝細胞中大量表達，組織分布研究顯示HSD17B13在腎臟、肺、腦、骨骼肌、卵巢和睪丸中僅有非常低的表達水平，表明其在肝臟中發(fā)揮重要作用。

1.2 HSD17B13的生物學功能 目前，HSD17B13酶的作用底物和產物尚未確定，其具體的生物學功能仍有待于進一步研究。HSD17B13與17β-HSD家族的另一成員HSD17B11的基因具有65%的同源序列和78%相似序列[12]，且兩基因均位于4號染色體上，因此推測HSD17B13可能同HSD17B11一樣參與性激素的代謝。但是研究[15]顯示，HSD17B13基因敲除小鼠血清性激素水平與正常小鼠相比并無差異，并且Abul-Husn等[10]研究證實HSD17B13的插入缺失突變(rs72613567:TA)可以抵抗過量脂質所引起的慢性肝損傷，并緩解非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)和ALD的疾病進展。因此，HSD17B13并非與HSD17B11一樣參與性激素的代謝，推測其可能與肝臟脂質代謝相關。Su等[14]通過重組腺病毒注射正常活體C57BL/6小鼠，發(fā)現(xiàn)過表達HSD17B13的小鼠肝臟TG含量顯著增加，然而對血漿TG和膽固醇水平影響很小。此外，在pEGFP-N1質?；騂SD17B13-EGFP融合蛋白轉染的HepG2細胞和Huh 7細胞中發(fā)現(xiàn)，HSD17B13過表達使細胞內LD的數(shù)量和大小均明顯增加。研究表明，HSD17B13與肝臟TG合成相關。過表達HSD17B13的小鼠肝臟中，脂肪生成相關基因的表達也顯著增加，包括固醇調節(jié)元件結合蛋白-1(sterol regulatory element-binding protein 1, SREBP-1)和其靶基因脂肪酸合酶(fatty acid synthase, FAS)，而參與脂肪酸β氧化相關基因的表達則無變化或輕微降低[14]，提示HSD17B13可以通過促進脂質合成相關基因的表達進而增加肝臟脂質的合成。Zhang等[13]提出一種假說，猜測HSD17B13的過表達可能導致某種未知激素的產生增加，這種激素通過發(fā)送信號驅動脂質合成基因的表達，推動肝細胞中脂肪的積累。

確定HSD17B13酶的作用底物和產物有助于明確其生物學功能。Ma等[16]研究顯示，HSD17B13具有視黃醇脫氫酶活性，并推測HSD17B13是一種與脂滴相關的視黃醇脫氫酶，視黃醇可能是該酶的底物之一。目前的研究顯示HSD17B13與肝臟脂質合成增加相關，其作用底物是否為脂質合成代謝的中間產物或性激素、類固醇、脂肪酸等物質仍有待于進一步確定。

2 HSD17B13在ALD中的作用機制

2.1 HSD17B13參與ALD脂質合成的機制 慢性飲酒早期的病理學特征是肝細胞脂肪變性，即肝細胞中脂肪(主要為TG、膽固醇和磷脂)大量積累，并導致酒精性脂肪性肝病[17]。飲酒可以通過幾種機制改變肝細胞脂肪代謝，從而引起肝臟中脂肪的積累。首先，在乙醇經線粒體上的乙醇脫氫酶(alcohol dehydrogenase, ADH)作用被氧化為乙醛的過程中，會增加肝細胞中NADH/NAD+比例，造成脂肪酸線粒體β-氧化中斷而導致脂肪堆積[18-19]。酒精也可以通過對SREBP-1c和過氧化物酶體增殖物激活受體α(peroxisome proliferation-activated receptor alpha, PPARα)的作用，調控HSD17B13的表達，進而增加肝臟脂質合成。Su等[20]研究發(fā)現(xiàn)，LXR-SERBP1c通路可以調控HSD17B13的表達，SREBP1c是LXRα的直接靶基因，而轉錄調節(jié)因子SREBP1c可以調控HSD17B13的表達。慢性飲酒會上調SREBP1c的表達[21]，故飲酒也許可以通過促進SREBP1c而增加HSD17B13的表達，進而增加肝細胞脂質含量。飲酒也會抑制PPARα與DNA的結合，而PPARα對HSD17B13的表達具有潛在的抑制作用[22]，故飲酒可能通過PPARα調控HSD17B13表達上調，進而增加肝細胞內脂質的合成。

2.2 HSD17B13相關變體與ALD的關聯(lián) 目前HSD17B13在ALD中的研究主要見于其基因多態(tài)性與ALD之間的關聯(lián)分析[10,23-25]，其在ALD中的作用機制尚未見報道。GWAS研究[10]驗證HSD17B13的插入缺失變體(rs72613567:TA)與較低水平的血清轉氨酶相關，且該變體減緩了NAFLD和ALD的進展，對慢性肝損傷具有保護作用。Stickel等[23]研究發(fā)現(xiàn)，攜帶PNPLA3和HSD17B13變體對發(fā)生晚期ALD的風險有不同影響，HSD17B13 rs72613567:TA與酒精相關性肝硬化(OR=0.79，P=8.13×10-6)和酒精相關性肝硬化合并HCC(OR=0.77，P=2.27×10-4)的風險降低相關，而PNPLA3 rs738409:G與酒精相關性肝硬化(OR=1.70，P=1.52×10-26)和酒精相關性肝硬化合并HCC(OR=1.77，P=2.31×10-23)的風險增加相關。在最近的一項研究中，Yang等[25]證實HSD17B13 rs72613567等位基因TA能夠降低酒精、NAFLD和丙型肝炎相關肝病的風險，并且對ALD終末期的肝癌進展具有保護作用。針對HSD17B13 rs72613567 的肝臟保護作用，Gellert-Kristensen等[24]在111 612例丹麥人群(包括ALD和NAFLD患者)中進行了一項關聯(lián)分析，研究證實了與野生型純合子T/T相比，在過度肥胖、重度飲酒及攜帶3或4個脂肪基因(PNPLA3或TM6SF2)的人群中，TA/TA突變型純合子的人群具有更低的血漿ALT水平(降低12%～18%)。rs72613567與肝臟脂質合成減少相關，抑制脂質積累所引起的脂肪性肝炎，從而降低肝損傷，并緩解了ALD的進展。

HSD17B13參與脂質合成的機制可能是ALD的發(fā)病機制之一，HSD17B13的過表達可以導致肝臟脂質合成增加。HSD17B13基因突變所表達的短截蛋白的酶活性降低，減少肝臟脂質的合成，從而降低ALD發(fā)生的風險。

3 HSD17B13在ALD中的臨床應用

3.1 HSD17B13在HCC中的臨床應用 HSD17B13作為一種肝細胞LD表面的特異性蛋白，可以作為一種潛在生物標志物應用于肝臟相關疾病的臨床診斷與治療。在HCC中，HSD17B13表達水平有一定的差異，以下研究發(fā)現(xiàn)HSD17B13的表達水平與HCC相關。Xu等[26]通過轉錄水平驗證，相對于癌旁組織，HCC患者癌組織的HSD17B13 mRNA水平下調了30倍以上。對HCC患者肝組織HSD17B13 mRNA和蛋白進行評估，發(fā)現(xiàn)與非腫瘤組織標本相比，腫瘤組織HSD17B13 mRNA和蛋白水平均明顯降低[27-28]，且癌旁組織中較低水平的HSD17B13是HCC患者無復發(fā)生存較差的獨立危險因素(HR=0.41，P=0.014)[27]。此外，有研究[29]發(fā)現(xiàn)HSD17B13可以作為HCC患者術后的預后檢測指標，提示HSD17B13在HCC的進展與預后中發(fā)揮著抑癌作用，可能是治療HCC的潛在標志物。通過蛋白質組學的方法，對單病灶和多病灶原發(fā)性HCC的整體蛋白質組圖譜進行比較發(fā)現(xiàn)，與周圍非癌組織相比，HSD17B13 mRNA水平只在多病灶組下調，而單病灶組沒有下調，表明HSD17B13可以作為診斷HCC的靶標，且可以用于鑒別診斷單病灶和多病灶HCC[30]。

HSD17B13與HCC發(fā)生和進展相關，明確HSD17B13在ALD中的作用機制后，HSD17B13或許可以作為標志物用于評估ALD終末期患者的癌變進展。

3.2 HSD17B13在ALD臨床應用中的前景及問題 Horiguchi等[31]研究顯示，相對于野生型小鼠，PPARα基因敲除小鼠肝臟HSD17B13水平升高了3倍。 Rotroff等[32]對1264例接受PPARα激動劑(貝特類藥物)治療的2型糖尿病患者進行全基因組測序分析發(fā)現(xiàn)， HSD17B13突變與TG和高密度脂蛋白相關，而在小鼠模型中，經貝特類藥物處理的小鼠肝臟HSD17B13的表達水平顯著降低，提示PPARα對HSD17B13的表達具有潛在的抑制作用。在ALD中，PPARα對HSD17B13的作用及機制仍有待進一步研究。以往針對PPARα在ALD中作用的研究證明經PPARα激動劑(Wy14643)治療后，逆轉了乙醇喂養(yǎng)小鼠的PPARα功能和脂質代謝紊亂[33]。因此，在使用PPARα激動劑治療ALD過程中，HSD17B13也許可以作為ALD轉歸和預后的生物標志物，有助于對患者肝臟功能和脂質代謝情況進行評估。

目前，臨床上主要以病史(飲酒史等)和臨床表現(xiàn)結合影像學檢查和實驗室檢查等對ALD進行診斷，HSD17B13作為一種新型生物標志物為ALD的臨床診治和預后提供了新靶點。HSD17B13定位于肝細胞LD表面，在血液中的含量不易檢測，因此HSD17B13作為生物標志物需借助于肝組織活檢，然而有創(chuàng)檢查增加了患者的感染風險。如果確定HSD17B13的作用底物和產物，其血清水平則可以真實地反映HSD17B13的表達水平和肝臟脂質代謝水平。明確HSD17B13在ALD中的作用機制后，通過HSD17B13的作用底物和產物并聯(lián)同其他肝臟指標共同建立HSD17B13相關標志物體系，將有助于對ALD患者肝臟脂質的評估。

4 小結

綜上所述，HSD17B13作為一種新型肝臟特異性LD表面蛋白，在脂肪性肝病進展中具有重要意義。目前關于HSD17B13在肝臟疾病的作用機制仍需進一步探究，其在ALD中的相關研究主要為HSD17B13基因多態(tài)性與ALD的關聯(lián)。HSD17B13對肝臟脂質代謝的作用直接影響了ALD的發(fā)生和發(fā)展。未來的研究應該深入探討HSD17B13的分子結構和生化功能，對明確HSD17B13的作用底物和產物，闡明HSD17B13的生物學功能具有重要意義。同時，闡明HSD17B13在ALD發(fā)病機制中的作用，為HSD17B13在ALD的臨床應用提供理論基礎，也為臨床ALD的診治提供了新靶點。

作者貢獻聲明：李理負責收集資料并分析，撰寫論文；陳海震負責課題設計，收集資料，修改論文；黃晶負責擬定寫作思路，指導撰寫文章并最后定稿。