黃操 劉江

非酒精性脂肪性肝?。╪onalcoholic fatty liver disease，NAFLD）是指排除酒精、病毒性肝炎、免疫性肝炎或長期使用促進(jìn)脂質(zhì)轉(zhuǎn)化的藥物等因素，通過影像學(xué)或組織學(xué)檢測到＞5%的肝細(xì)胞發(fā)生脂肪變性[1]。隨著臨床對NAFLD 的深入研究，“多重打擊”學(xué)說認(rèn)為遺傳易感性基礎(chǔ)上以平行或協(xié)同作用方式交織眾多因素是NAFLD 的發(fā)病機(jī)制。NAFLD 是多系統(tǒng)代謝功能紊亂累及肝臟的表現(xiàn)。國際專家共識提出將疾病名稱改為代謝相關(guān)脂肪性肝?。╩etabolic associated fatty liver disease，MAFLD），并制定了全面而簡便的診斷標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)與飲酒量無關(guān)，基于肝臟脂肪變的證據(jù)，同時滿足以下3 項(xiàng)條件之一：超重或肥胖、2 型糖尿病、代謝功能障礙[2-4]。

MAFLD 和NAFLD 最顯著的區(qū)別是，診斷MAFLD不需要考慮酒精攝入及其他慢性肝病，存在代謝異常才是診斷所必須的[3]。胰島素抵抗引起的肝臟脂肪堆積是第一個也是最核心的代謝異常[5]。以往對阻塞性睡眠呼吸暫停（obstructive sleep apnea syndrome，OSAS）患者的研究提示，OSAS 通過缺氧影響胰島素敏感、脂質(zhì)代謝、炎癥和纖維化，影響NAFLD的發(fā)生、發(fā)展[6]。在新的研究中，Tomar 等[7]對78 例接受了多導(dǎo)睡眠圖并有完整病例資料的慢性肝病患者分析發(fā)現(xiàn)，OSAS 與MAFLD 存在相關(guān)性，且提供了MAFLD 而不是肥胖作為OSAS 病因的流行病學(xué)證據(jù)。本文就缺氧對MAFLD 發(fā)病的影響研究進(jìn)展作一綜述。

1 缺氧促進(jìn)胰島素抵抗的形成與發(fā)展

胰島素抵抗是指胰島素反應(yīng)性細(xì)胞對胰島素的反應(yīng)低于正常，而肝臟是空腹血糖和極低密度脂蛋白（very low-density lipoprotein，VLDL）的產(chǎn)生部位，在VLDL 中包含著血清中的大部分TG，MAFLD 患者抑制葡萄糖和VLDL 產(chǎn)生的能力受損，導(dǎo)致高血糖和高TG 血癥。因此，MAFLD 與超重或肥胖、胰島素抵抗和2 型糖尿病等代謝性疾病密切相關(guān)，被認(rèn)為是代謝綜合征的肝臟組成部分[8-10]。

胰島素抵抗的發(fā)病機(jī)制包括氧化應(yīng)激、亞硝化應(yīng)激、羰基應(yīng)激、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和遺傳毒性應(yīng)激的產(chǎn)生，這些應(yīng)激反應(yīng)進(jìn)一步誘導(dǎo)如未折疊蛋白反應(yīng)、泛素蛋白酶體途徑、DNA 損傷反應(yīng)、Nod 樣受體熱蛋白結(jié)構(gòu)域相關(guān)蛋白3 炎癥體和細(xì)胞凋亡；此外還包括胰島素靶細(xì)胞的應(yīng)激反應(yīng)失調(diào)，如自噬、熱休克反應(yīng)和核因子紅系相關(guān)因子-2 信號，每一種應(yīng)激、應(yīng)激反應(yīng)和應(yīng)激反應(yīng)失調(diào)都以多種方式導(dǎo)致胰島素抵抗[11]。缺氧可上調(diào)12/15-脂氧合酶，其代謝產(chǎn)物15-羥基二十碳四烯酸等可激活NF-κB、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶，以及平滑肌細(xì)胞和脂肪細(xì)胞的線粒體氧化應(yīng)激，并降低這些組織中胰島素受體的磷酸化和表達(dá)，使胰島素抵抗加重[12-13]。

脂肪組織缺氧可導(dǎo)致脂肪細(xì)胞死亡并釋放脂肪酸，從而導(dǎo)致血漿游離脂肪酸增加，同時缺氧降低脂蛋白脂肪酶活性，降低脂蛋白清除率，誘導(dǎo)血液中TG 濃度升高，促進(jìn)胰島素抵抗發(fā)展[14]。Thomas 等[15]研究揭示缺氧通過促進(jìn)骨骼肌中磷酸腺苷激活的蛋白激酶來誘導(dǎo)小鼠的胰島素抵抗。此外，硒蛋白P是主要在肝臟分泌的一種肝因子，直接影響糖脂代謝，與胰島素抵抗呈正相關(guān)，在人體和大鼠肝細(xì)胞的研究中發(fā)現(xiàn)缺氧通過下調(diào)microRNA-203 的表達(dá)介導(dǎo)硒蛋白P 的上調(diào)，加速胰島素抵抗的發(fā)生[16]。

在細(xì)胞和動物模型中發(fā)現(xiàn)，缺氧通過激活缺氧誘導(dǎo)因子（hypoxia-inducible factor，HIF）來促進(jìn)肝臟TG 蓄積、壞死性炎癥及纖維化，HIF 由HIF-1α、HIF-2α、HIF-3α、HIF-1β 組成，是連接缺氧與肝臟脂肪變及脂肪肝的重要橋梁[6]。α 亞單位受脯氨酸羥化酶（prolyl-hydroxylase domain，PHD）的調(diào)控，在常氧條件下，HIF-α 在PHD 作用下發(fā)生羥基化，進(jìn)一步與E3 泛素連接酶von-Hippel Lindau 蛋白結(jié)合后泛素化進(jìn)而降解，而缺氧時PHD 失活，導(dǎo)致HIF-α 穩(wěn)定表達(dá)，和NF-κB 共同參與增強(qiáng)脂肪細(xì)胞的炎癥通路，導(dǎo)致脂肪組織胰島素抵抗和其他代謝紊亂[17-18]。有兩條途徑控制HIF-1α 的蓄積，分別是JAK-信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3 信號通路以及磷脂酶A2-溶血磷脂酰膽堿通路。此外，活性氧（reactive oxygen species，ROS）可導(dǎo)致β 細(xì)胞功能障礙而影響葡萄糖穩(wěn)態(tài)，研究表明HIF-1α 可使β 細(xì)胞中ROS 水平升高，這與其促進(jìn)胰腺β 細(xì)胞的主要促氧化酶NADPH 氧化酶-4 的表達(dá)和活性增加有關(guān)[19]。

與之相反的是，脂肪細(xì)胞和肝細(xì)胞中表達(dá)的HIF-2α 對糖耐量降低及胰島素抵抗具有保護(hù)作用[20]。HIF-2α 是編碼抗氧化酶基因的有效激活劑，HIF-2α 的過表達(dá)可防止缺氧誘導(dǎo)的超氧化物歧化酶2（superoxide dismutase 2，SOD2）mRNA 減少，間歇性缺氧上調(diào)HIF-1α 的同時下調(diào)HIF-2α 的水平，當(dāng)HIF-2α 的降解被阻斷時，SOD2 的活性恢復(fù)，使ROS水平正?；?，有助于減輕胰島素抵抗[18]。

此外，高血糖素樣肽1（glucagon-like peptide-1，GLP-1）可誘導(dǎo)β 細(xì)胞體積擴(kuò)大并增強(qiáng)胰島素的分泌，二肽基肽酶4（dipeptidyl peptidase 4，DPP-4）則可降解GLP-1，在小鼠模型中發(fā)現(xiàn)肥胖降低循環(huán)血中GLP-1 水平并增加DPP-4 水平，而HIF-1α 敲除可阻斷這些變化進(jìn)而改善胰島素抵抗，這也意味著HIF-1α 可能為2 型糖尿病的治療提供一個新的靶點(diǎn)[21]。

亦有學(xué)者發(fā)現(xiàn)神經(jīng)酰胺通過抑制蛋白激酶B（protein kinase B，Akt/PKB）的激活來抑制脂肪細(xì)胞對葡萄糖的攝取和糖原合成，影響胰島素抵抗的發(fā)生、發(fā)展，其機(jī)制主要為激活非典型蛋白激酶C 亞型蛋白激酶C zeta 來阻止Akt/PKB 的轉(zhuǎn)移；激活蛋白磷酸酶2A 使Akt/PKB 去磷酸化，缺氧可通過激活神經(jīng)酰胺合成的關(guān)鍵酶如中性鞘磷脂酶、棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶、葡萄糖酰神經(jīng)酰胺的合成酶促進(jìn)機(jī)體內(nèi)神經(jīng)酰胺水平上升，進(jìn)一步影響胰島素抵抗[22-24]。

2 缺氧促進(jìn)肝臟炎癥

缺氧是慢性炎癥組織的共同特征，HIF 在炎癥和免疫中發(fā)揮重要作用，包括通過激活巨噬細(xì)胞和某些類型T 細(xì)胞以及炎癥細(xì)胞因子表達(dá)的調(diào)節(jié)[25-26]。HIF-1α 和HIF-2α 在其中起著不利作用，這涉及HIF 的肝細(xì)胞特異性和免疫細(xì)胞特異性作用，通過von-Hippel Lindau 蛋白缺失，肝細(xì)胞特異性的HIF-1α 和HIF-2α 激活會加重脂質(zhì)積累、肝臟炎癥及纖維化，并使促炎細(xì)胞因子表達(dá)增加。HIF-1α 促進(jìn)脂肪細(xì)胞的炎癥反應(yīng)，其組織特征是經(jīng)典活化的M1 型巨噬細(xì)胞的浸潤，而這種巨噬細(xì)胞的表型受到HIF-1α 依賴和HIF-1α 非依賴途徑的影響[27-28]。

在脂肪性肝炎的治療研究及對HIF 通路的干擾指向HIF 激活有助于炎癥。在脂肪性肝炎小鼠模型中，使用地高辛可以抑制HIF-α 通路的激活，減少中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞浸潤并減輕肝臟損傷[29]。骨髓特異性HIF-1α 的穩(wěn)定表達(dá)加重脂肪變性和炎癥，使肝細(xì)胞巨噬細(xì)胞浸潤增加，巨噬細(xì)胞表達(dá)HIF-1α，進(jìn)而上調(diào)NF-κB 活性來刺激炎癥反應(yīng)[30-31]。此外，HIF-2α 可通過控制肝細(xì)胞富含組氨酸糖蛋白的產(chǎn)生影響肝臟炎癥，富含組氨酸糖蛋白尚可誘導(dǎo)M1 型巨噬細(xì)胞的表達(dá)，有助于脂肪性肝炎的發(fā)生[32]。

在OSAS 患者中發(fā)現(xiàn)夜間缺氧的嚴(yán)重程度和脂肪肝的嚴(yán)重程度相關(guān)，包括肝臟炎癥，而與其他危險(xiǎn)因素?zé)o關(guān)[33]。暴露于慢性間歇性缺氧的小鼠肝臟可見HIF-1α、TNF-α 和NF-κB 水平增加，這種由OSAS 誘導(dǎo)的炎癥可能由抗炎調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞和促炎性Th17 之間的平衡改變介導(dǎo)，在喂食高脂飲食的小鼠中該平衡移向促炎性Th17 細(xì)胞，在注射亞硝酸鈉模擬慢性間歇性缺氧后這種變化則更加明顯[34-35]。

3 缺氧促進(jìn)肝臟纖維化

纖維化是脂肪肝最嚴(yán)重形式的關(guān)鍵組成部分，而且和患者預(yù)后差以及高死亡率相關(guān)。研究表明，慢性間歇性缺氧通過誘導(dǎo)HIF-1α 激活而上調(diào)血管內(nèi)皮生長因子A、血管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子受體2等血管生成因子，以及導(dǎo)致Treg/Th17 失衡，從而加速脂肪性肝炎和纖維化的形成[34，36]。膽管結(jié)扎小鼠模型1 周后即可檢測到肝臟缺氧和HIF-1α 表達(dá)增加，6 周后可在肝組織中發(fā)現(xiàn)NF-κB、TNF-β 增加，同時肝組織中出現(xiàn)膠原蛋白的積累，而HIF-1α 缺陷能減少膠原蛋白合成和致纖維化因子的產(chǎn)生[37]。高脂飲食誘導(dǎo)的脂肪肝中可見明顯的組織缺氧和HIF-1α 表達(dá)增加，而HIF-1α 敲除可防止這種模型的肝臟纖維化[33]。

研究顯示缺氧肝細(xì)胞在HIF-1α 作用下表達(dá)纖溶酶原激活物抑制因子1 增加，導(dǎo)致膠原和細(xì)胞外基質(zhì)過度積累而促進(jìn)纖維化，棕櫚酸處理的人肝臟胚胎腫瘤細(xì)胞也顯示出HIF-1α 水平升高，Ⅰ型膠原蛋白和纖維連接蛋白表達(dá)增加，促進(jìn)纖維化發(fā)生，而HIF-1α siRNA 處理可以阻止這一現(xiàn)象[38]。

肝星狀細(xì)胞（hepatic stellate cells，HSCs）是肌成纖維細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)沉積的主要來源，在肝纖維化中有重要作用。缺氧增加活化的HSCs 中Ⅰ型膠原蛋白的表達(dá)，HIF 則是分離的HSCs 中膠原合成基因表達(dá)以及膽管結(jié)扎肝臟中HSCs 激活劑（包括血小板生長因子-B）生成所必需的[30]。此外，庫普弗細(xì)胞亦可激活HSCs，分離的庫普弗細(xì)胞暴露于缺氧時血小板生長因子-B 表達(dá)增加[39]。因此，HIF 可能通過多種機(jī)制參與肝纖維化，包括調(diào)節(jié)肝細(xì)胞、庫普弗細(xì)胞和肝星狀細(xì)胞中纖維生成介質(zhì)的表達(dá)，并促進(jìn)異常血管生成。

4 缺氧與MAFLD 相關(guān)性肝癌

肝細(xì)胞肝癌（hepatocellular carcinoma，HCC）是第五大常見癌癥，也是全球癌癥相關(guān)死亡的第四大原因[40]。HCC 起源于肝硬化，而肝硬化由慢性肝病進(jìn)展而來（如病毒性肝炎、MAFLD、酒精性肝病），調(diào)查發(fā)現(xiàn)MAFLD 相關(guān)性HCC 在日本和韓國的所有肝細(xì)胞癌中所占的比例分別為2.0%和12.2%[41-42]。已發(fā)現(xiàn)HIF-1α 和HIF-2α 在HCC 組織中的表達(dá)水平高于周圍非腫瘤組織，兩者的高表達(dá)與較差的腫瘤分級、血管浸潤和肝內(nèi)轉(zhuǎn)移相關(guān)[43]。這提示HIF 在HCC 的發(fā)生、發(fā)展中起著重要作用。

HCC 的發(fā)展伴隨著血管形成，而血管形成是缺氧刺激和生長因子依賴的過程，但由于血管內(nèi)皮生長因子誘導(dǎo)的新生血管不成熟，其效率低下而不能糾正肝臟缺氧[44]。HIF-1α 可誘導(dǎo)TNF-α、胰島素樣生長因子-2 等生長因子，促進(jìn)細(xì)胞增殖和存活，也可上調(diào)腫瘤微環(huán)境中賴氨酰氧化酶樣蛋白2 的表達(dá)來促進(jìn)HCC 中血管形成[45-46]。HIF-1α 尚可通過HIF-1α / 過氧化物酶體激活γ 受體/ 丙酮酸激酶M2軸促進(jìn)腫瘤細(xì)胞糖酵解，導(dǎo)致腫瘤加速生長[46]。HIF-2α 的作用尚不明確，有研究表明其通過上調(diào)PI3K-Akt-mTOR 途徑激活脂質(zhì)合成，促進(jìn)NAFLD 相關(guān)性HCC 進(jìn)展[47]。

5 預(yù)防和干預(yù)缺氧的作用及臨床應(yīng)用轉(zhuǎn)化

通過減肥降低MAFLD 患者內(nèi)臟脂肪含量，或氧療來改善長期低氧狀態(tài)，以及調(diào)脂藥物控制患者的血脂，可在一定程度上預(yù)防和緩解脂肪肝的形成[48]。隨著對發(fā)病機(jī)制的了解，目前已開發(fā)了HIF-1α 和HIF-2α 的拮抗劑，主要用于治療各種癌癥[49]。有報(bào)道HIF-2α 拮抗劑短期應(yīng)用于高脂飲食誘導(dǎo)的肝脂肪變性小鼠時，可減少脂肪量并改善代謝狀況，顯示了其在肥胖和代謝相關(guān)性疾病中的治療前景[50]。另外，PHD 抑制劑也可通過HIF-2α 依賴性機(jī)制增加肝臟胰島素而降低胰高血糖素敏感性來改善體內(nèi)代謝[51]。但這些仍需要在更嚴(yán)重的MAFLD 和MASH 模型中進(jìn)行研究。

綜上所述，缺氧及相關(guān)的HIF 對MAFLD 的發(fā)生、發(fā)展有重要影響，參與了肝臟胰島素抵抗、脂質(zhì)聚積、炎癥反應(yīng)、纖維化以及HCC 等多個過程。盡管臨床對它們的作用機(jī)制仍未明確，但總的來說，缺氧及HIF 激活在MAFLD 中是不利的。進(jìn)一步的研究需充分闡明HIF 激活在脂肪肝和脂肪性肝炎中的作用機(jī)制，所涉及的調(diào)節(jié)脂質(zhì)合成、纖維化和促炎基因表達(dá)的信號通路，并可以此作為有效的治療靶點(diǎn)。