廖星晨綜述 李明，譚詩云審校

非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)是指除外酒精和其他明確的肝損傷因素所致的肝細胞內(nèi)脂肪過度沉積為主要特征的臨床病理綜合征，其疾病譜包括非酒精性肝脂肪變、非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatohepatitis,NASH)及其相關肝纖維化、肝硬化和肝細胞癌[1]。據(jù)報道，NAFLD的全球患病率約為25%，其中中東和南美洲的發(fā)病率最高，非洲最低，包括中國在內(nèi)的亞洲大多數(shù)國家患病率高達27%[2]。

已知肥胖是NAFLD的獨立危險因素，研究統(tǒng)計2016年全球有4 100萬5歲以下的兒童及3.4億5～19歲的兒童和青少年超重或肥胖[3]。研究發(fā)現(xiàn),亞洲及中國兒童的NAFLD患病率分別為6.3%和3.4%，在超重和肥胖兒童中NAFLD患病率顯著升高[4]。近年來，NAFLD已成為我國最常見的肝臟疾病，且發(fā)病率在兒童中逐年升高。研究表明,腸道菌群在NAFLD的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著重要作用，本文旨在對腸道菌群與兒童NAFLD相關性作相關綜述。

1 腸道菌群概述

人體腸道寄居著復雜的以細菌為主的微生物群落，統(tǒng)稱為腸道菌群。腸道菌群多由厭氧菌組成，擬桿菌門和厚壁菌門占主導地位，而變形菌門、疣菌門、放線菌門、梭桿菌門和藍藻門僅占很小的比例。研究人員發(fā)現(xiàn),腸道菌群的分布并不均一，在胃和十二指腸最少，結腸最多，健康個體的小腸富含厚壁菌門和放線菌，而擬桿菌門在結腸中更為普遍[5]。研究表明,腸道菌群的建立起始于子宮，并在整個生命過程中隨著時間、地理等因素動態(tài)變化。據(jù)估計，腸道菌群在種類上超過1 000種，在數(shù)量上超過100萬億，其基因數(shù)量是人類基因組的150倍[6]，其數(shù)量及多樣性與人類健康密切相關。正常情況下，腸道菌群處于動態(tài)平衡狀態(tài)，一旦各種原因導致平衡狀態(tài)被打破，腸道菌群失調，則會導致各種疾病的發(fā)生[7]。

2 腸道菌群與兒童NAFLD

嬰兒腸道菌群的建立與分娩途徑、母乳喂養(yǎng)及抗生素的應用有關，至2～3歲時，兒童腸道菌群即與成人相似。近年來，越來越多的研究揭示了腸道菌群失調與代謝綜合征、肥胖、2型糖尿病及NAFLD之間的關系[8]。Le Roy等[9]的一項研究顯示,無菌小鼠接受了NAFLD易感菌群后，出現(xiàn)了高血糖、高胰島素血癥和肝脂肪變性，提示NAFLD的發(fā)生可通過腸道菌群移植傳播。除此之外，不少研究也致力于探尋腸道菌群與兒童NAFLD的關聯(lián)。凌劍蓉等[10]的研究發(fā)現(xiàn)，與健康兒童相比，NAFLD患兒存在代謝異常及腸道菌群紊亂，其擬桿菌屬和雙歧桿菌屬比例降低，普氏菌屬比例顯著升高，而這些差異菌屬有可能通過功能基因的差異表達改變相關代謝途徑進而影響脂質代謝過程，參與NAFLD的發(fā)生發(fā)展。Schwimmer等[11]針對87例經(jīng)活檢證實為NAFLD的兒童和37例非NAFLD的肥胖兒童(對照組)進行了前瞻性、觀察性、橫斷面研究，發(fā)現(xiàn)NAFLD兒童糞便菌群組的α多樣性低于對照組，NASH兒童糞便菌群組的α多樣性最低，且高豐度普氏菌與更嚴重的纖維化相關。一項薈萃分析表明，擬桿菌屬和乳酸桿菌屬是導致嬰兒超重最常見的菌群[12]。而嬰兒腸道菌群的組成和發(fā)育受母親的BMI、體質量和孕期體質量增加的影響?？刂朴绊憢雰涸缙谀c道菌群的因素，可以預防兒童后期超重和肥胖，降低兒童NAFLD的危險因素。

3 腸道菌群介導NAFLD發(fā)生的可能機制

NAFLD發(fā)病機制的最初理論基于“二次打擊學說”?！暗谝淮未驌簟奔锤闻K三酰甘油蓄積或脂肪變性，增加了肝臟對“第二次打擊”如炎性因子、脂肪因子、線粒體功能障礙和氧化應激介導的損傷的易感性，進而導致脂肪性肝炎和/或肝纖維化。相比于以往被廣泛接受的“二次打擊”學說，現(xiàn)在被廣泛接受的理論是“多重打擊學說”，涉及更廣泛的遺傳和環(huán)境因素的相互作用及包括脂肪組織、胰腺、腸道和肝臟等不同器官和組織之間的相互串擾[13]。腸道菌群可以通過多種機制，包括改變腸道的通透性；增加膽汁酸合成及降低膽堿代謝；在腸內(nèi)產(chǎn)生乙醇等介導NAFLD的發(fā)生發(fā)展。

3.1 腸道通透性改變 健康的腸道上皮形成了一個緊密封閉的物理屏障，將宿主和腸道內(nèi)容物隔開，包括黏液層、抗菌肽和緊密連接蛋白在內(nèi)的多個因素共同作用維持腸道屏障的功能。在正常情況下，腸內(nèi)只有少量細菌產(chǎn)物通過門脈循環(huán)進入肝臟。然而，腸道菌群失調可以破壞腸上皮屏障的完整性，增加腸道的通透性，導致細菌和細菌產(chǎn)物如脂多糖和內(nèi)毒素進入門脈循環(huán)最后進入肝臟。這些細菌成分通過激活Toll樣受體和Kupffer細胞中的其他模式識別受體來啟動炎性級聯(lián)反應，釋放炎性因子，刺激肝細胞的脂質蓄積和細胞死亡，導致NAFLD和NASH。研究表明，NAFLD患者的緊密連接蛋白表達降低，腸道通透性變高。一項包含128例NAFLD患者的薈萃分析表明，與健康對照組相比，NAFLD 和 NASH 患者更可能發(fā)生腸道通透性改變[14]。而且在針對兒童的研究中，Giorgio等[15]發(fā)現(xiàn)，非酒精性脂肪肝患兒的腸道通透性增加，并且與疾病的嚴重程度相關。

3.2 內(nèi)源性乙醇 研究表明，內(nèi)源性乙醇的升高會促進NAFLD的發(fā)展[16]。即使在沒有飲酒的情況下，腸道菌群也會將飲食中的碳水化合物源源不斷的發(fā)酵成乙醇，而富含糖分的飲食，可能會導致血液中乙醇濃度升高。有研究表明，與非NASH肥胖兒童相比，患有NASH的兒童及患有NAFLD的成人血液中乙醇水平上升，同時產(chǎn)生乙醇細菌豐度增加[17]。并且在沒有攝入任何乙醇的條件下，肥胖小鼠和患有NASH的肥胖成人呼吸中仍能檢測到乙醇[18]。正常情況下內(nèi)源性合成的乙醇會通過肝臟中的乙醇脫氫酶途徑代謝。當乙醇脫氫酶活性受到抑制，內(nèi)源性乙醇增多，產(chǎn)生大量自由基和活性氧，從而導致線粒體功能障礙、肝細胞炎性反應和損傷[17]。NAFLD患者多伴有胰島素抵抗，而胰島素抵抗顯著影響肝臟乙醇脫氫酶活性。以上研究表明，內(nèi)源性乙醇與NAFLD密切相關。

3.3 膽汁酸 初級膽汁酸由肝臟合成，分泌到膽囊，并在進食后釋放到十二指腸。在腸道中，初級膽汁酸被腸道菌群代謝為次級膽汁酸，然后被重新吸收入門靜脈，大部分膽汁酸被肝臟捕獲再循環(huán)，但有些仍留在血液中并充當信號分子。膽汁酸通過乳化脂肪并促進小腸中脂質和脂溶性維生素的吸收，從而影響肝臟脂質蓄積和炎性反應。因此，膽汁酸是一種在功能上連接腸道和肝臟的關鍵信號分子。膽汁酸的穩(wěn)態(tài)受腸道菌群調控。腸道菌群通過調節(jié)膽汁酸合成酶的表達參與初級膽汁酸、膽酸和鵝去氧膽酸的合成，還通過影響關鍵酶或轉運蛋白的表達影響膽汁酸在肝臟中的結合、回腸末端的重吸收、小腸中的解離、結腸中轉化為次級膽汁酸及腸肝循環(huán)等代謝過程[19]。因此，腸道菌群失調導致的膽汁酸穩(wěn)態(tài)破壞會促進NAFLD的發(fā)生發(fā)展。一項研究表明，NAFLD患兒血清膽汁酸水平和產(chǎn)生次級膽汁酸的腸道菌群豐度升高[20]。另一項針對兒童的研究報道，NAFLD患兒早期血清膽汁酸水平降低，但會隨著纖維化程度的增加而增加[21]。

膽汁酸受體也稱為法尼醇X受體(Farnesoid X receptor,FXR)，在肝臟和腸道中高度表達，其通過反饋機制調節(jié)膽汁酸的合成。FXR和G蛋白偶聯(lián)受體5(takeda G protein-coupled receptor 5,TGR5)共同調節(jié)肝臟的代謝和炎性反應，前者主要由初級膽汁酸激活，而后者主要由次級膽汁酸激活[22]。FXR除了抑制脂肪從頭生成，增加脂肪酸氧化，調節(jié)參與三酰甘油穩(wěn)態(tài)基因的表達，減少脂肪變性和糖異生，還能上調肝糖原合成并調節(jié)葡萄糖轉運蛋白4和胰高血糖素樣肽1的表達，從而影響與NAFLD密切相關的胰島素敏感性[22]。膽汁酸還可以通過FXR和TGR5信號通路減少肝臟炎性反應和纖維化。一些膽汁酸類似物已用作FXR或TGR5激動劑，它們可以通過下調促炎基因的表達并產(chǎn)生更多的單核細胞和IL-10改善肝臟炎性反應、脂肪變性和纖維化[23]。一項研究表明，NAFLD患兒的肝臟FXR介導的膽汁酸信號傳導受到抑制[20]。同時在動物模型中發(fā)現(xiàn)，高脂飼料誘導的幼豬NASH與腸道菌群失調、次級膽汁酸水平增加及FXR信號通路受損有關[24]?？傊懼岱€(wěn)態(tài)的破壞被認為是兒童和青少年腸道菌群失調介導的NAFLD的核心。

3.4 膽堿 人體內(nèi)約70%的膽堿由外源性飲食提供，其余部分則在體內(nèi)合成?？色@得的膽堿量取決于飲食中的膽堿量，以及腸道菌群對膽堿的代謝，而腸道菌群也受膽堿水平的調節(jié)。膽堿缺乏飲食是常用的NASH小鼠模型，這一點充分證實了膽堿缺乏對NAFLD和NASH發(fā)展的影響。腸道菌群可以將膽堿代謝為三甲胺，三甲胺會被含有單加氧酶的肝黃素進一步氧化并轉化為三甲胺-N-氧化物(trimethylamine N-oxide,TMAO)，導致膽堿水平降低及TMAO水平增加[25]。膽堿在極低密度脂蛋白合成過程中起關鍵作用，并促進肝臟脂質輸出。因此，膽堿缺乏會導致肝細胞中三酰甘油的積累。一項早期的小型病例研究表明，不補充膽堿的長期全腸外營養(yǎng)會導致肝脂肪變性，而在接受含有氯化膽堿的腸外營養(yǎng)液6周后，受試者的肝脂肪變性完全改善。研究人員還發(fā)現(xiàn)，TMAO會增加胰島素抵抗，促進炎性反應和氧化應激，血清TMAO水平越高NAFLD的嚴重程度越高[25]。

4 腸道菌群在兒童NAFLD中的治療潛力

兒童NAFLD大多處于單純性脂肪肝階段,可無任何臨床表現(xiàn),僅有少部分進展為NASH,伴嚴重肝損害時才表現(xiàn)出慢性肝病相關臨床癥狀，早期識別是兒童NAFLD管理的關鍵。目前肝臟活檢仍是確診兒童NAFLD的金標準[26]，但肝活檢操作不方便且創(chuàng)傷大，患者尤其青少年患兒肝臟活檢接受度低。鑒于腸道菌群與NAFLD的密切聯(lián)系，研究人員越來越關注腸道菌群作為NAFLD新的治療靶點，以腸道菌群作為一種與NAFLD/NASH嚴重程度相關的非侵入性診斷工具作為目標，并開發(fā)了包括益生菌、益生元和糞便菌群移植在內(nèi)的多種治療方案。

4.1 益生菌 益生菌是一種非致病性微生物，通過恢復正常的菌群來緩解腸道疾病，并為宿主提供全面的健康益處。這些有益菌可以改善腸道菌群組成，并通過調節(jié)腫瘤壞死因子-α、核轉錄因子-κB和膠原的表達水平，減少脂質蓄積、內(nèi)毒素血癥、氧化應激和炎性反應，延緩肝臟疾病的進展。益生菌對小鼠脂肪肝模型顯示出顯著的治療效果，給高脂飲食的小鼠服用益生菌，顯著減緩了肝臟脂肪變性和纖維化的進展[27]。一項對患有NAFLD的超重兒童進行的隨機對照試驗顯示，在接受包含8種益生菌菌株的VSL3制劑治療后，患兒的脂肪肝狀況和BMI有顯著改善[28]。

4.2 益生元 益生元是不易消化的碳水化合物，可被細菌發(fā)酵。益生元能促進腸道中有益菌群的生長，積極有效地改善腸道菌群，從而促進健康。益生元還能減少細菌肝毒素、增強腸道上皮屏障功能、減少炎性反應、減少脂肪從頭生成、改善食欲和飽腹感及增強血糖控制，所有這些影響都可能使NAFLD改善。研究發(fā)現(xiàn)，高脂飼料喂養(yǎng)的肥胖小鼠給予乳果糖6周后，其炎性反應和肝臟損傷降低。另有臨床試驗也證明了益生元可通過調節(jié)葡萄糖穩(wěn)態(tài)和脂質代謝對NAFLD/NASH的進展起治療作用[29-30]。在一項納入了44例兒童的隨機對照試驗中，發(fā)現(xiàn)益生元可以選擇性地改變腸道菌群，顯著降低體質量、體脂百分比、軀干脂肪百分比和血清白介素6水平[31]。另一項納入了38例兒童的隨機對照試驗發(fā)現(xiàn)，相對于安慰劑組，益生元組的腸道通透性有所改善，雙歧桿菌豐度顯著增加，血糖控制得到改善[32]。這些研究顯示了益生元治療兒童NAFLD的潛力。

4.3 糞便菌群移植(fecal microbiota transplantation,FMT) 除了上述益生菌及益生元補充劑，糞便菌群移植已被證明可以通過調節(jié)腸道菌群來減輕小鼠高脂飲食誘導的脂肪性肝炎。糞便菌群移植是將健康個體糞便中的功能性菌群轉移到腸道菌群失調患者的胃腸道中，以重新建立平衡的腸道菌群組成。研究表明，移植瘦小鼠或肥胖小鼠的腸道菌群，可誘導受體與宿主相似的表型，瘦供體的菌群可顯著降低肥胖小鼠的肥胖程度[33]。多項研究也已經(jīng)證實，F(xiàn)MT對2型糖尿病和潰瘍性結腸炎患者的治療效果，其與恢復健康的菌群、血脂水平的正?；透纳埔葝u素抵抗有關[34-35]。一項納入了87例肥胖青少年的研究表明，接受來自瘦供體的FMT后，受試者腹部肥胖減輕，腸道菌群組成改變及代謝綜合征改善，但尚需要進一步的試驗來證實這些結果及機制[36]。根據(jù)這些研究，可以推測FMT可以成為一種包括NAFLD在內(nèi)代謝性疾病的未來治療方法。

5 小 結

綜上所述，NAFLD是一種常見的慢性肝病。腸道菌群變化與兒童NAFLD的發(fā)生發(fā)展密切相關，其主要作用機制可能與增加腸道通透性，調節(jié)膽汁酸、膽堿及內(nèi)源性乙醇等代謝產(chǎn)物，促進炎性反應及胰島素抵抗密切相關。相較于傳統(tǒng)抗生素，益生菌、益生元和FMT可以有效逆轉與兒童NAFLD相關的腸道菌群失調，是治療兒童NAFLD安全有效的潛在替代品，具有廣闊的發(fā)展前景。如今，以腸道菌群為重點的研究，為探究NAFLD的發(fā)病機制,針對肥胖及NAFLD兒童提供更優(yōu)化的早期篩查和非侵入性診斷方法，以及開發(fā)新的個性化治療方案提供了巨大的機遇和挑戰(zhàn)。