夏巧云，魯?shù)?，楊志煜，曹緒坤，曹名波

(鄭州大學(xué)人民醫(yī)院/河南省人民醫(yī)院 消化內(nèi)科，河南 鄭州 450003)

非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD)是以脂質(zhì)沉積為特征的慢性炎癥，包括單純性脂肪肝、非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatohepatitis，NASH)及其相關(guān)的肝纖維化、肝硬化甚至肝癌。隨著人們生活水平的提高，NAFLD的發(fā)生率逐年升高，通過(guò)控制飲食和鍛煉可改善早期NAFLD患者的癥狀[1]，但1/3的患者從NAFLD進(jìn)展為NASH僅需3～5 a[2]。目前無(wú)特效藥治療NASH，且終末期肝病患者往往需要接受手術(shù)治療甚至肝移植[3]。腸道菌群在NAFLD的發(fā)病及進(jìn)展中發(fā)揮著重要作用。因此，尋找腸道菌群作用于NAFLD的相關(guān)機(jī)制與明確靶向腸道菌群及其代謝產(chǎn)物對(duì)NAFLD的治療作用尤為重要。本綜述通過(guò)總結(jié)腸道菌群影響NAFLD的相關(guān)機(jī)制，旨在為臨床NAFLD的治療提供一定的理論基礎(chǔ)。

1 腸-肝軸

腸-肝軸是連接腸道微生物和肝臟的橋梁。靜脈血攜帶從食物中吸收的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、來(lái)自腸道微生物群的因子和免疫反應(yīng)產(chǎn)物通過(guò)門靜脈進(jìn)入肝組織。肝細(xì)胞合成的膽汁酸與甘氨酸或?；撬峤Y(jié)合，在肝臟中形成膽鹽，儲(chǔ)存在膽囊中，然后進(jìn)入小腸[4]。腸道微生物群有助于機(jī)體能量的攝入，但也是有害物質(zhì)的來(lái)源[5]。與腸道微生物群有關(guān)的毒素會(huì)通過(guò)腸肝循環(huán)影響機(jī)體產(chǎn)生反應(yīng)，包括氧化應(yīng)激、炎癥的激活、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激及線粒體功能障礙等。因此，改善腸道微生物群情況可以對(duì)肝臟產(chǎn)生作用[6]。腸道黏膜屏障作為阻止腸道菌群及其代謝產(chǎn)物進(jìn)入血流的一道重要屏障，其通透性的改變也是發(fā)病的重要原因。腸道內(nèi)定植菌及腸道黏膜的完整性共同構(gòu)成了腸道黏膜屏障。腸道通透性的增加和腸道黏膜完整性的破壞會(huì)導(dǎo)致腸道細(xì)菌的菌群相關(guān)性毒素移位至小腸間隙，有害的微生物及其代謝產(chǎn)物如內(nèi)毒素、長(zhǎng)鏈脂肪酸等逐漸滲入肝臟，進(jìn)而導(dǎo)致NASH的發(fā)生和進(jìn)展。有研究發(fā)現(xiàn)，NAFLD患者的小腸細(xì)菌呈過(guò)度增長(zhǎng)的狀態(tài)，腸道黏膜的通透性也發(fā)生變化，而腸道黏膜完整性和通透性的改變將進(jìn)一步加重肝臟病變，進(jìn)而導(dǎo)致惡性循環(huán)[7-8]。

2 腸道菌群及其代謝產(chǎn)物與NASH發(fā)病機(jī)制的關(guān)系

2.1 NASH患者腸道菌群的變化腸道內(nèi)的微生物數(shù)量高達(dá)1 014個(gè)，在機(jī)體免疫調(diào)節(jié)、腸道細(xì)胞增殖、外源性物質(zhì)代謝和抵御病原體等方面發(fā)揮著重要的作用，從而達(dá)到動(dòng)態(tài)的平衡[9]。有研究表明，NASH患者小腸細(xì)菌過(guò)度生長(zhǎng)的占比高達(dá)77.78%[10]。厚壁菌門和擬桿菌門是人體腸道菌群的主要成分。NASH患者的普雷沃菌科占比明顯下降，擬桿菌門占比上升[11-13]。隨著NASH的進(jìn)展，小腸菌群發(fā)生動(dòng)態(tài)改變[14]。有研究表明，嗜膽菌屬和理研菌科與谷丙轉(zhuǎn)氨酶、白細(xì)胞介素-17、脂多糖結(jié)合蛋白、Toll樣受體2(Toll-like receptor 2，TLR2)、Toll樣受體4(Toll-like receptor 4，TLR4)、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)的水平呈正相關(guān)[15]。在MCD所誘導(dǎo)的NASH動(dòng)物模型中，嗜膽菌屬和理研菌科的水平高于對(duì)照組[15]。副桿菌屬是人體主要菌群之一。研究表明，副桿菌屬能顯著減少高脂飲食誘發(fā)的小鼠肥胖情況，且減少胰島素抵抗、脂質(zhì)代謝紊亂和非酒精性脂肪肝癥狀，其在NASH模型中呈下降趨勢(shì)[16]。脫硫弧菌科是脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)的一種潛在來(lái)源，會(huì)破壞腸道屏障的完整性，在NASH模型中呈上升趨勢(shì)[5]。嗜黏蛋白阿克曼菌能顯著減輕胰島素抵抗，進(jìn)而改善葡萄糖代謝情況，其水平在NASH動(dòng)物模型及NASH患者中均呈下降趨勢(shì)[17]。NASH患者處于慢性炎癥的狀態(tài)，這導(dǎo)致部分機(jī)會(huì)致病菌繁殖。Lachnoclostridium與脂肪細(xì)胞大小、空腹血糖、甘油三酯、TNF-α mRNA、HOMA-IR呈正相關(guān)，其在NASH模型中呈上升趨勢(shì)[18]。當(dāng)機(jī)體腸道菌群紊亂或者腸道完整性改變時(shí)，機(jī)會(huì)致病菌韋榮球菌科和脫硫弧菌科的水平增加，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)菌和內(nèi)毒素移位、炎癥、脂代謝紊亂和肥胖的發(fā)生[18]。

2.2 細(xì)菌代謝產(chǎn)物對(duì)NASH的影響腸道菌群的代謝產(chǎn)物直接參與了NASH的發(fā)生和進(jìn)展過(guò)程。LPS是革蘭陰性菌外膜的主要成分。來(lái)源于腸道菌群的LPS可通過(guò)門靜脈循環(huán)進(jìn)入肝臟，從而激活Kupffer細(xì)胞和肝星狀細(xì)胞上的TLR4，引發(fā)一系列炎癥信號(hào)通路，進(jìn)而導(dǎo)致肝損傷和纖維化[15]。有研究表明，糞便中LPS水平的升高可能是腸道菌群變化的結(jié)果[19]。短鏈脂肪酸(short chai fatty acids，SCFAs)由腸道菌群發(fā)酵膳食纖維產(chǎn)生，主要由乙酸鹽、丙酸鹽、丁酸鹽組成。SCFAs是一種揮發(fā)性脂肪酸，能調(diào)節(jié)腸道pH值，抑制有害細(xì)菌的繁殖，保護(hù)腸道環(huán)境的穩(wěn)態(tài)，在人體不同器官的代謝中發(fā)揮了重要的作用。SCFAs的種類和水平主要取決于腸道菌群的組成、消化時(shí)間和宿主微生物，且SCFAs為反映腸道菌群結(jié)構(gòu)是否正常的間接指標(biāo)[20]。丁酸鹽可由厚壁菌門產(chǎn)生，在維持人體腸道健康中發(fā)揮著重要作用。作為結(jié)腸黏膜的主要能量供應(yīng)來(lái)源，丁酸鹽還是宿主細(xì)胞基因表達(dá)、炎癥、分化、凋亡的重要調(diào)節(jié)因子。一些產(chǎn)丁酸鹽的細(xì)菌具有特殊的積極作用，如通過(guò)消耗乳酸來(lái)幫助穩(wěn)定管腔pH值，或者通過(guò)目前未知的機(jī)制發(fā)揮抗炎作用[21]， 但丁酸鹽在NASH模型中相對(duì)于對(duì)照組呈下降趨勢(shì)，且補(bǔ)充丁酸鹽有助于緩解NASH相關(guān)的肝損傷程度[15]。乙酸鹽和丙酸鹽主要由擬桿菌門產(chǎn)生。乙酸鹽作為膽固醇合成的底物參與脂肪的合成過(guò)程[22]。丙酸鹽通過(guò)增加糖異生進(jìn)而減少進(jìn)食和膽固醇的合成[23]。正常小鼠中乙酸鹽、丙酸鹽、丁酸鹽的比例為58∶26∶16，而通過(guò)高脂飲食誘導(dǎo)的NASH模型小鼠中，三者比例為74∶21∶5[24]，可見NASH模型中細(xì)菌代謝產(chǎn)物也發(fā)生了變化。

3 靶向腸道菌群及其代謝產(chǎn)物對(duì)NASH治療的影響

3.1 益生菌、益生元、合生元

3.1.1益生菌 益生菌是一些活的無(wú)致病性微生物。口服乳酸桿菌和雙歧桿菌能減輕由高脂飲食誘導(dǎo)的NASH小鼠模型中的脂質(zhì)沉積[25]。補(bǔ)充VSL#3益生菌可以逆轉(zhuǎn)腸道菌群紊亂，降低肝脂肪水平以及改善胰島素敏感性[26]。除此之外，益生菌(LP EMCC-1039)可通過(guò)調(diào)節(jié)TLR4/BDNF信號(hào)通路改善高脂飲食引起的NASH及其相關(guān)的認(rèn)知障礙[27]。但定殖于機(jī)體的固有菌群對(duì)外來(lái)菌種具有抵抗性，且腸道微生物的組成和功能存在個(gè)體差異，這導(dǎo)致益生菌并不能使所有患者受益。

3.1.2益生元 益生元可能成為治療NASH的一種新方法。任何不能被人體吸收的且經(jīng)腸道微生物代謝后能夠影響腸道微生物的結(jié)構(gòu)和功能，從而在宿主體內(nèi)產(chǎn)生有益效果的物質(zhì)都可被定義為益生元[28]。在動(dòng)物模型中，益生元通過(guò)調(diào)節(jié)β氧化和脂肪生成相關(guān)的基因表達(dá)進(jìn)而改善NASH模型中脂質(zhì)代謝紊亂[29]。在NAFLD患者中，益生菌和益生元的使用能降低體質(zhì)量指數(shù)、轉(zhuǎn)氨酶及血清膽固醇水平[30]。乳果糖也是一種能調(diào)節(jié)腸道菌群的益生元。在高脂飲食誘導(dǎo)的NAFLD中，乳果糖能顯著降低肝臟轉(zhuǎn)氨酶水平及肝臟炎癥評(píng)分[31]。

3.1.3合生元 益生菌和益生元結(jié)合即是合生元。有研究使用包含7種細(xì)菌和寡聚糖的合生元治療NAFLD患者28周后發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)氨酶水平降低，NF-κB通路受到抑制，TNF-α、C反應(yīng)蛋白(C reactive protein,CRP)水平以及肝纖維化程度明顯下降[32]。雙歧桿菌和低聚果糖合用能明顯減輕NASH患者的脂肪變程度及血清TNF-α和CRP水平[33]。有研究表明，牛奶低聚糖和雙歧桿菌合用可以逆轉(zhuǎn)由西方飲食喂養(yǎng)的膽汁酸受體FXR敲除小鼠中的NAFLD相關(guān)的肝損傷[34]。

3.2 靶向腸道菌群代謝產(chǎn)物對(duì)NASH的影響腸道菌群對(duì)宿主的作用主要是腸道菌群或宿主分泌、降解或修飾的各種代謝產(chǎn)物所介導(dǎo)的，包括短鏈和長(zhǎng)鏈脂肪酸、氨基酸、膽汁酸、維生素以及多糖等。因此，靶向腸道菌群代謝產(chǎn)物或許可以直接作用于宿主，進(jìn)而改善宿主因腸道菌群紊亂所致的疾病。為小鼠喂養(yǎng)丁酸鹽能夠減輕NASH相關(guān)的肝損傷，緩解肝臟纖維化進(jìn)展、脂質(zhì)沉積，改善脂質(zhì)代謝通路，同時(shí)能逆轉(zhuǎn)腸道菌群的紊亂，減輕小腸屏障功能破壞的程度[15]。SCFAs通過(guò)抑制NF-κB通路抑制炎癥細(xì)胞分泌白細(xì)胞介素-2、白細(xì)胞介素-6、TNF-α等炎癥因子，進(jìn)而對(duì)NASH產(chǎn)生相應(yīng)的作用[35]。SCFAs還減輕了MCD誘導(dǎo)的肝巨噬細(xì)胞聚集和促炎反應(yīng)[36]。但靶向腸道菌群代謝產(chǎn)物治療存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，如補(bǔ)充代謝產(chǎn)物可能會(huì)干擾機(jī)體內(nèi)原有的平衡，改變機(jī)體的固定反饋環(huán)路，對(duì)機(jī)體產(chǎn)生有害的影響。除此之外，單純改變某種代謝產(chǎn)物的濃度可能會(huì)對(duì)其他以及全身器官產(chǎn)生影響。

3.3 糞菌移植對(duì)NASH的治療效果研究表明腸道菌群在NAFLD的起病及進(jìn)展過(guò)程中發(fā)揮著重要的作用，且糞菌移植(fecal microbiota transplantation，F(xiàn)MT)能顯著緩解NASH患者的內(nèi)毒素血癥、肝脂肪變和炎癥壞死程度[37]。分別取高血糖、炎癥和脂肪變性的小鼠和未發(fā)生代謝紊亂小鼠的腸道菌群定植于無(wú)菌小鼠，結(jié)果顯示前者小鼠的肝臟更容易出現(xiàn)脂肪變，說(shuō)明腸道菌群在NASH的發(fā)生發(fā)展中起著重要的作用[38]。重建腸道菌群可明顯緩解由高脂高糖飲食誘導(dǎo)的門靜脈高壓、胰島素抵抗和血管內(nèi)皮功能紊亂[39]。由高脂飲食誘導(dǎo)的NASH小鼠模型經(jīng)過(guò)FMT后，腸道微生物群紊亂得到了明顯改善，盲腸內(nèi)丁酸鹽水平及腸緊密連接蛋白ZO-1水平升高。降低了小鼠體內(nèi)的內(nèi)毒素水平及肝臟脂肪化程度[37]。FMT可以降低復(fù)發(fā)性肝性腦病患者的住院率，改善肝硬化患者的營(yíng)養(yǎng)不良情況[40]。FMT能改善NASH相關(guān)肝損傷及并發(fā)癥，但存在一定的風(fēng)險(xiǎn)及副作用。受體腸道有自身的微環(huán)境，存在定植抵抗的可能；移植菌群可能會(huì)與機(jī)體自身菌群相互作用，從而失效甚至對(duì)機(jī)體有害的影響；FMT腸道菌群穩(wěn)態(tài)的維持、腸道菌群供者的選擇、移植前腸道菌群的清潔問(wèn)題難以把握，存在病原體感染的風(fēng)險(xiǎn)。腸道菌群在治療NASH方面有很好的前景，但也存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，需要更多的研究去證實(shí)。

4 結(jié)論

腸道菌群及其代謝產(chǎn)物在NASH的發(fā)生和進(jìn)展中發(fā)揮著重要作用。基于腸道菌群及其代謝產(chǎn)物的治療將給NAFLD及相關(guān)疾病帶來(lái)希望。目前靶向腸道菌群的益生菌、益生元和合生元已被廣泛應(yīng)用于臨床，但由于個(gè)體差異及對(duì)治療條件的嚴(yán)格要求，F(xiàn)MT仍處于基礎(chǔ)和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)階段，有待臨床應(yīng)用研究結(jié)果的進(jìn)一步證實(shí)。通過(guò)優(yōu)化靶向腸道菌群及其代謝產(chǎn)物的治療措施，有可能克服現(xiàn)有的治療缺陷，從而實(shí)現(xiàn)基于腸道菌群及其代謝產(chǎn)物的 NASH精準(zhǔn)治療。