吳 亞， 李艷茹， 楊寄鐲， 殷建忠,2， 馮月梅

1 昆明醫(yī)科大學(xué) 公共衛(wèi)生學(xué)院， 昆明 650500； 2 保山中醫(yī)藥高等?？茖W(xué)校， 云南 保山 678000

酒精性肝病(alcoholic liver disease，ALD)是慢性肝損傷的主要病因之一，該病的發(fā)展經(jīng)歷了多個(gè)進(jìn)行性階段。最初表現(xiàn)為酒精性脂肪肝，患者長期大量飲酒病情會(huì)逐步進(jìn)展為酒精性脂肪性肝炎、酒精性肝炎、肝纖維化、肝硬化，最終有可能發(fā)展為肝癌而死亡。2010年，全球約有8萬人死于酒精性肝癌，其中50%發(fā)生在中國[1]。2000年我國ALD患病率為2.27%，隨著我國嗜酒人群的不斷擴(kuò)大，2015年上升至8.74%[2]。酒精引起的輕度肝損傷可以通過長期戒酒來逆轉(zhuǎn)，但當(dāng)病情進(jìn)展至ALD終末期時(shí)，唯一有效的治療方法是肝移植，但該方法存在供體缺乏、免疫排斥以及手術(shù)費(fèi)用昂貴等缺點(diǎn)。因此，ALD已經(jīng)成為重大的公共衛(wèi)生問題之一。目前ALD的發(fā)病機(jī)制尚未完全明確，本文將從氧化應(yīng)激導(dǎo)致的肝損傷、腸源性內(nèi)毒素血癥、遺傳變異等方面簡要介紹近幾年國內(nèi)外對(duì)ALD發(fā)病機(jī)制研究的相關(guān)進(jìn)展。

1 氧化應(yīng)激

在生物系統(tǒng)內(nèi)，自由基包括氧自由基和氮自由基兩類，其中氧自由基和次氯酸、臭氧等非自由基被稱為活性氧(ROS)。ROS能夠氧化生物膜和組織中的幾乎所有分子，引起DNA鏈斷裂，造成損傷。但在正常生理情況下，人體內(nèi)存在膽紅素、泛醌、谷胱甘肽還原酶/氧化酶等一系列酶促和非酶促的抗氧化物質(zhì)。這些抗氧化物質(zhì)的存在使ROS在生物體內(nèi)不會(huì)損害機(jī)體(圖1)[3]。但在長期酗酒的情況下，ROS生成增加，抗氧化劑的水平或活性會(huì)下降[4]。當(dāng)ROS生成量超過抗氧化系統(tǒng)清除ROS的限度時(shí)，ROS在體內(nèi)水平上升，引起氧化應(yīng)激。肝臟中實(shí)質(zhì)細(xì)胞和非實(shí)質(zhì)細(xì)胞都可能參與ROS的生成，但主要以肝細(xì)胞為主[5]。肝細(xì)胞內(nèi)ROS主要通過3個(gè)途徑產(chǎn)生：線粒體呼吸鏈、細(xì)胞色素P450 2E1、NAD(P)H氧化酶[6]。乙醇被乙醇脫氫酶氧化為乙醛時(shí)會(huì)產(chǎn)生ROS和NADH。NADH會(huì)干擾線粒體的電子傳遞系統(tǒng)，促進(jìn)ROS的生成[7]。乙醛會(huì)引起線粒體損傷，這也可能導(dǎo)致氧的單電子還原為超氧化物。另外，在微粒體內(nèi)氧化乙醇的過程中，細(xì)胞色素P450利用NADPH還原O2時(shí)也會(huì)產(chǎn)生ROS[8]。酒精還會(huì)引起肝細(xì)胞中NAD(P)H氧化酶的活化，導(dǎo)致超氧物的生成增加[9]。此外，有研究[10]發(fā)現(xiàn)酒精依賴者肝臟中鐵濃度增加，而鐵可以催化反應(yīng)較少的氧化劑如超氧化物轉(zhuǎn)化為更強(qiáng)的氧化劑如羥自由基。

酒精引起ROS增加并氧化脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和DNA已經(jīng)在各種系統(tǒng)、細(xì)胞和物種中得到證實(shí)。1966年Di Luzio[11]首次觀察到長期飲酒會(huì)引起脂質(zhì)過氧化現(xiàn)象，這是在多不飽和脂肪酸中去除電子后脂質(zhì)自由基形成的反應(yīng)。細(xì)胞脂質(zhì)過氧化產(chǎn)生的親電性物質(zhì)會(huì)修飾細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)，導(dǎo)致蛋白質(zhì)功能喪失并破壞細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。ROS對(duì)蛋白質(zhì)的攻擊主要是通過二硫鍵形成和谷胱甘肽化、亞硝基化、羰基化等途徑來調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的活性。此外，ROS增加會(huì)導(dǎo)致線粒體羰基水平增加，從而進(jìn)一步導(dǎo)致氧化蛋白的積累[12]。ROS對(duì)細(xì)胞核和線粒體DNA造成的氧化損傷均會(huì)導(dǎo)致編碼蛋白質(zhì)的變化，這可能造成編碼蛋白質(zhì)的功能失調(diào)或完全失活。

2 腸道微生物

腸道是體內(nèi)最大的微生物庫。人類的胃腸道腔包括病毒、酵母、真菌、細(xì)菌等數(shù)以萬億計(jì)的微生物，它們攜帶著300多萬個(gè)獨(dú)特的基因[13]。在正常的生理?xiàng)l件下，腸道菌群的組成和數(shù)量處于穩(wěn)定狀態(tài)。酒精攝入后穩(wěn)定狀態(tài)會(huì)被破壞，這種情況稱為菌群失調(diào)。在酒精喂養(yǎng)3周的小鼠體內(nèi)表現(xiàn)為革蘭陽性菌減少，革蘭陰性菌和疣微菌門的豐度增加[14]。而Bj?rkhaug等[15]研究指出，長期過量飲酒者腸道中變形菌門、梭菌門、厚壁菌門增加。酗酒者和肝硬化患者體內(nèi)存在富含變形菌門和厚壁菌門的細(xì)菌群落，其過度生長的程度與肝損傷的嚴(yán)重程度相關(guān)[16]。酒精不僅會(huì)導(dǎo)致菌群失調(diào)，還會(huì)影響腸道屏障。腸道屏障是由腸黏膜上皮細(xì)胞通過緊密連接、黏附連接和橋粒形成的可選擇性滲透的物理屏障，而且由于黏液的存在，腸道屏障還具有免疫特性。酒精及其代謝物通過影響?zhàn)ひ簩雍途o密連接蛋白的表達(dá)，對(duì)腸屏障完整性產(chǎn)生直接的損害作用，進(jìn)而增加腸道通透性。此外，酗酒后的一些微生物代謝物如丁酸鹽、乙酸鹽和丙酸鹽發(fā)生改變后也會(huì)影響腸道屏障的完整性[17]。腸通透性增加有助于具有活性的致病菌、革蘭陰性菌產(chǎn)物脂多糖(LPS)和腸內(nèi)具有促炎癥作用的代謝物進(jìn)入血液循環(huán)。當(dāng)這些致病抗原通過門靜脈到達(dá)肝臟時(shí)，它們能夠激活炎癥反應(yīng)。其中LPS、革蘭陽性菌組成部分肽聚糖和β-葡聚糖分別與Toll樣受體4/CD14復(fù)合物、Toll樣受體2和C型凝集素樣受體結(jié)合，通過NF-κB和IL-6/STAT3信號(hào)通路介導(dǎo)Kupffer細(xì)胞和外周血單個(gè)核細(xì)胞的活化[18-20]?；罨膯蝹€(gè)核細(xì)胞和Kupffer細(xì)胞會(huì)釋放大量促炎細(xì)胞因子和趨化因子，在肝細(xì)胞已經(jīng)受損的情況下，這些細(xì)胞因子會(huì)進(jìn)一步加重肝臟炎癥和氧化應(yīng)激，導(dǎo)致肝損傷惡化，同時(shí)促進(jìn)肝星狀細(xì)胞的激活，參與肝纖維化過程。

3 遺傳變異

有報(bào)道[21]稱，95%以上的慢性酗酒者患有酒精性脂肪肝，然而，只有大約30%的患者發(fā)展為更嚴(yán)重階段，其潛在的保護(hù)機(jī)制尚不清楚。不同人群攝入不同數(shù)量的酒精或個(gè)體間基因的表達(dá)差異可能導(dǎo)致疾病進(jìn)展的不同。有研究[22]發(fā)現(xiàn)，ADH1B*3等位基因在非洲裔人群中幾乎是唯一的，該等位基因具有更快速的乙醇消除能力，可以保護(hù)接觸酒精的胎兒，并可能使飲用相同數(shù)量酒精的青少年患ALD的可能性降低。ALDH2*2等位基因引起雙硫侖樣反應(yīng)，在亞洲人群中普遍存在?？赡苡捎谠摲磻?yīng)，攜帶這種顯性等位基因的個(gè)體更不易患ALD[23]。美國的一項(xiàng)研究[24]發(fā)現(xiàn)，PNPLA3基因的單核苷酸rs738409多態(tài)性與ALD的發(fā)生密切相關(guān)。此外，單核苷酸rs738409多態(tài)性與漢族男性ALD的發(fā)生也密切相關(guān)[25]。在晚期肝病患者中，PNPLA3 I148M變異會(huì)導(dǎo)致ALD發(fā)展為肝癌的風(fēng)險(xiǎn)增加[26]。

4 自噬在ALD中的作用

自噬是一個(gè)進(jìn)化保守的細(xì)胞內(nèi)分解代謝過程，對(duì)細(xì)胞的發(fā)育、分化、穩(wěn)態(tài)和生存至關(guān)重要。乙醇對(duì)自噬的影響很復(fù)雜，急性和慢性酒精暴露可能對(duì)肝臟自噬具有不同的調(diào)節(jié)作用。急性酒精暴露激活自噬，對(duì)肝細(xì)胞起到保護(hù)作用。Ding等[27]研究發(fā)現(xiàn)，原代培養(yǎng)的肝細(xì)胞和肝細(xì)胞系經(jīng)乙醇處理(20～80 md/L，持續(xù)6～24 h)后，自噬小體和自噬通量增加，提示急性酒精暴露下細(xì)胞自噬被激活。但目前尚不完全清楚自噬如何防止酒精引起肝損傷，可能涉及受損線粒體和脂質(zhì)的選擇性降解。線粒體在酒精代謝過程中起著非常重要的作用，但極易受到損傷。

線粒體自噬是自噬的一種特殊形式，即通過自噬選擇性去除受損的線粒體。在酒精性肝損傷和脂肪變性的過程中線粒體自噬對(duì)肝細(xì)胞起到保護(hù)作用。受損線粒體被去除后可以維持健康的線粒體，從而減少氧化應(yīng)激，保持呼吸鏈功能和線粒體能量生成，進(jìn)而防止細(xì)胞死亡。線粒體自噬還通過維持具有β-氧化能力的線粒體來防止脂質(zhì)在肝臟中積累(圖2)[28]。

脂滴的內(nèi)容物被自噬體轉(zhuǎn)運(yùn)至溶酶體，溶酶體利用酸性脂肪酶降解脂質(zhì)的過程被稱為脂噬。在體內(nèi)和體外均觀察到酒精誘導(dǎo)的GFP-LC3陽性自噬體特異性包裹脂滴。在ALD動(dòng)物模型中，使用雷帕霉素激活自噬降低了甘油三酯水平，而氯喹抑制自噬使肝臟甘油三酯水平升高[29-30]。Mallory小體(Mallory-Denk bodies，MDBs)是肝細(xì)胞內(nèi)的胞質(zhì)透明包涵體，其主要成分包括角蛋白8、角蛋白18、泛素和p62。乙醇和脂質(zhì)代謝釋放的ROS會(huì)影響許多細(xì)胞內(nèi)蛋白，形成MDBs，這可能對(duì)肝臟結(jié)構(gòu)和功能造成潛在的損害。雖然MDBs的形成機(jī)制不完全清楚，但是有證據(jù)[31]表明，自噬參與了MDBs的消除。

隨著飲酒時(shí)間的延長，酒精可能抑制自噬。有研究[32]發(fā)現(xiàn)，用乙醇喂養(yǎng)小鼠10 d后，肝臟內(nèi)自噬小泡增加，自噬通量下降。Chao等[33]研究也發(fā)現(xiàn)了自噬通量受損的情況，他們認(rèn)為這是自噬不足，即慢性乙醇損害肝臟轉(zhuǎn)錄因子EB，使溶酶體數(shù)量下降，最終導(dǎo)致自噬小體積累。慢性暴露時(shí)雖然酒精能誘導(dǎo)自噬，但由于溶酶體損害，自噬活性最終也會(huì)受到損害。有研究[34-35]報(bào)道，慢性乙醇暴露可能通過滅活RAB7和降低動(dòng)力蛋白2活性來抑制肝細(xì)胞的脂噬；也可能通過抑制腺苷酸活化蛋白激酶的活性來抑制自噬。自噬抑制會(huì)阻止過多的脂滴、受損線粒體和有毒蛋白聚集物的清除，這些物質(zhì)可在各種肝臟疾病的發(fā)展過程中產(chǎn)生，從而導(dǎo)致脂肪變性、損傷、脂肪性肝炎、纖維化和腫瘤的發(fā)生。

5 microRNA(miRNA)

miRNA在肝臟中含量豐富，參與調(diào)節(jié)多種與肝損傷相關(guān)的過程，如炎癥、凋亡、肝細(xì)胞再生等，miRNA的異常表達(dá)可能是許多肝臟疾病的關(guān)鍵致病因素。有研究[36]發(fā)現(xiàn)在酒精暴露下miRNA-21、miRNA-34a、miRNA-155、miRNA-320和miRNA-200a的表達(dá)上調(diào)，而miRNA-122、miRNA-181a、miRNA-199a的表達(dá)下調(diào)。

miRNA-155缺乏可減輕慢性酒精誘導(dǎo)的脂肪變性、肝損傷和氧化應(yīng)激。Bala等[37]發(fā)現(xiàn)慢性酒精喂養(yǎng)的野生型小鼠中炎性單核細(xì)胞的數(shù)量和巨噬細(xì)胞的比例增加，而miRNA-155敲除小鼠的炎性單核細(xì)胞數(shù)量下降，但未發(fā)現(xiàn)巨噬細(xì)胞比例增加。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，酒精喂養(yǎng)導(dǎo)致野生型小鼠肝臟被中性粒細(xì)胞浸潤，而酒精喂養(yǎng)后的miRNA-155敲除小鼠中性粒細(xì)胞浸潤被阻止。

miRNA-122占成熟肝細(xì)胞中所有miRNAs的70%，在其他細(xì)胞和組織中幾乎沒有表達(dá)。肝特異性缺失miRNA-122的小鼠在出生時(shí)表現(xiàn)為脂肪變性，然后逐漸進(jìn)展為纖維化和肝癌。在酒精性肝硬化患者和酒精喂養(yǎng)小鼠的肝臟中發(fā)現(xiàn)miRNA-122的表達(dá)顯著降低[38]。在肝細(xì)胞中，miRNA-122直接或間接地調(diào)控參與脂質(zhì)合成、輸出以及膽固醇穩(wěn)態(tài)的復(fù)雜基因網(wǎng)絡(luò)。肝細(xì)胞miRNA-122過表達(dá)可減輕酒精引起的血清ALT和肝臟甘油三酯水平升高。此外，用pri-miRNA-122處理酒精喂養(yǎng)的小鼠，會(huì)使小鼠的單核細(xì)胞趨化蛋白-1和IL-1β的水平下降[38]。

Li等[39]發(fā)現(xiàn)，與健康對(duì)照組相比，酗酒者血清miRNA-223水平升高。在慢性酒精喂養(yǎng)加急性酒精灌胃的小鼠模型中發(fā)現(xiàn)，血清和中心粒細(xì)胞中miRNA-223水平均升高。此外，miRNA-223基因缺失引起肝臟IL-6的表達(dá)上調(diào)并加重乙醇誘導(dǎo)的肝損傷、中性粒細(xì)胞浸潤和ROS。Wang等[40]則發(fā)現(xiàn)在人類酗酒者中血清miRNA-223水平升高，而中性粒細(xì)胞miRNA-223水平下降。這些差異背后的確切機(jī)制尚不清楚，但可能是由于接觸酒精的時(shí)間不同。酗酒模型小鼠中性粒細(xì)胞miRNA-223的增加可能反映了適應(yīng)性反應(yīng)，而人類酗酒者可能由于長期接觸酒精而損害了適應(yīng)性反應(yīng)。

在小鼠和AML-12細(xì)胞中均發(fā)現(xiàn)酒精上調(diào)miRNA-200a的表達(dá)。miRNA-200a的過表達(dá)改變了包括BAX、BCL-2在內(nèi)的標(biāo)志性凋亡蛋白的蛋白水平，而miRNA-200a抑制劑則產(chǎn)生了相反的效果。此外，miRNA-200a的高表達(dá)增加了AML-12細(xì)胞的凋亡率，相反，miRNA-200a抑制劑轉(zhuǎn)染的AML-12細(xì)胞凋亡率降低[41]?？傊@些發(fā)現(xiàn)表明miRNA-200a可調(diào)節(jié)ALD肝細(xì)胞的凋亡。

6 其他

酒精進(jìn)入人體后主要在肝臟中代謝并產(chǎn)生大量乙醛，乙醛會(huì)上調(diào)甾醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子1c促進(jìn)脂肪酸的合成，同時(shí)乙醛抑制DNA結(jié)合能力和過氧化物酶體增殖物激活受體α的轉(zhuǎn)錄活性來抑制脂肪酸氧化，最終導(dǎo)致脂肪酸在肝細(xì)胞內(nèi)積累[42]。酒精性肝毒性和酒精代謝引起的氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)，會(huì)導(dǎo)致線粒體依賴性細(xì)胞凋亡，加速ALD的進(jìn)展。肝細(xì)胞內(nèi)積累的ROS會(huì)抑制AKT磷酸化，從而抑制GSK3β/Wnt/β-Catenin信號(hào)通路的激活，下調(diào)G1期細(xì)胞周期蛋白D1，進(jìn)而阻滯細(xì)胞周期并激活線粒體依賴性凋亡[43]。 ROS還能直接激活凋亡信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1，活化NF-κB和JNK/P38從而誘導(dǎo)線粒體依賴性凋亡[44]。此外，性別和既有疾病是ALD進(jìn)展的危險(xiǎn)因素。有研究[45]發(fā)現(xiàn)女性酗酒者比男性酗酒者患ALD的風(fēng)險(xiǎn)更高，可能原因是女性體內(nèi)總含水量和胃內(nèi)酒精代謝能力較男性低。

ALD病因明確，但其發(fā)病機(jī)制十分復(fù)雜，多種因素可能參與ALD的發(fā)生發(fā)展。雖然對(duì)ALD發(fā)病機(jī)制的認(rèn)識(shí)有了長足的進(jìn)展，但是還有很多問題有待明確及進(jìn)一步研究，比如哪些基因的變異使人群更易受到酒精的損傷、酒精損害自噬的機(jī)制、各種miRNAs如何參與調(diào)控ALD的發(fā)生發(fā)展、MDBs通過什么途徑造成肝損傷等。對(duì)ALD發(fā)病機(jī)制的進(jìn)一步研究將有助于做好ALD的防治工作。

作者貢獻(xiàn)聲明：吳亞是綜述的主要撰寫人，完成相關(guān)文獻(xiàn)資料的收集、分析及初稿的寫作；李艷茹、楊寄鐲參與文獻(xiàn)資料的分析、整理；馮月梅負(fù)責(zé)指導(dǎo)論文寫作及最后定稿。