張雪梅，李俊峰*，毛小榮

(蘭州大學 1.第一臨床醫(yī)學院；2.第一醫(yī)院 感染科， 甘肅 蘭州 730000)

肝硬化(liver cirrhosis)是由各種因素導致的終末期纖維化疾病，引起門靜脈高壓和肝功能減退，進而出現(xiàn)肝性腦病、腹膜炎、原發(fā)性肝癌、電解質(zhì)紊亂和酸堿失衡等并發(fā)癥。膽汁酸代謝參與肝硬化并發(fā)癥發(fā)生、發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。膽汁酸在腦內(nèi)的積累、膽汁酸與腸道微生物的相互作用及膽汁酸受體法尼類X受體、鞘氨醇-1-磷酸受體2的激活，可引起與肝性腦病(hepatic encephalopaphy,HE)相關的神經(jīng)功能下降，加重腦組織損傷。

1 膽汁酸代謝與肝性腦病(HE)

膽汁酸作為重要的信號分子，通過3種核受體[法尼類X受體(farnesoid X receptor, FXR)，孕烷X受體，維生素D受體 ]、2種膜受體[(Takeda G-protein-coupled receptor sabtype 5, TGR 5)、鞘氨醇-1-磷酸受體(sphingosine-1-phosphate receptor， S1PR)]調(diào)節(jié)膽汁酸代謝、脂質(zhì)代謝、葡萄糖穩(wěn)態(tài)和炎性反應[1-5]，還可激活轉(zhuǎn)錄網(wǎng)絡和信號級聯(lián)， 控制與肝臟代謝、能量消耗有關基因的表達和活性[6]。

肝性腦病(HE)是由急、慢性肝功能嚴重障礙或各種門靜脈-體循環(huán)分流異常所致的神經(jīng)精神異常綜合癥。疏水性膽汁酸如鵝去氧膽酸、脫氧膽酸、石膽酸與肝細胞中的活性氧和氧化應激有關，故疏水性膽汁酸及其綴合物如鵝去氧膽酸的甘氨酸結合物的積累可導致肝細胞損傷，并跨越血腦屏障，對中樞神經(jīng)系統(tǒng)造成損害[7]。通過對HE患者腦脊液進行代謝產(chǎn)物分析，發(fā)現(xiàn)谷氨酸、谷氨酰胺、芳香氨基酸、蛋氨酸和膽汁酸通過參與神經(jīng)傳遞、影響血腦屏障、調(diào)節(jié)能量代謝參與了HE的發(fā)生，還發(fā)現(xiàn)HE患者腦脊液中三羧酸循環(huán)的活性降低，引起膽汁酸在腦脊液中蓄積[8]，進一步加重HE的進程。

腸-肝-腦軸是肝性腦病的另一個關鍵因素，受腸道微生物的調(diào)控，表現(xiàn)為腸道微生物群(gut microbiota)的改變和生物功能的失調(diào)[9-11]。腸道固有菌群即動物處于健康狀態(tài)時，腸道內(nèi)存在的微生物或微生物層，其產(chǎn)生的短鏈脂肪酸可以減少結腸炎性反應，滋養(yǎng)結腸肌細胞，與病原體競爭細菌作為營養(yǎng)物質(zhì)，產(chǎn)生抗菌肽，改善腸屏障[12]。隨著肝硬化的進展，腸道內(nèi)固有菌群相對減少[13]，而它們的缺乏可能是由于肝硬化嚴重程度惡化導致的膽汁酸總量減少所致[12]，同時，腸道菌群也可通過將腸道膽汁酸轉(zhuǎn)化為次級和非共軛形式來介導膽汁酸代謝[14]。肝硬化失調(diào)率：即固有與非固有菌群(潛在致病性)的比率，是反映腸道失調(diào)的有效指標，其比值的降低與腸道通透性的增加有關[13]。

FXR作為研究最廣泛的調(diào)節(jié)參與膽汁酸穩(wěn)態(tài)的基因，具有維持不同腦區(qū)多個神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)，調(diào)節(jié)神經(jīng)行為的作用，血清中的膽汁酸可以進入大腦，并通過激活FXR引起與HE相關的神經(jīng)功能下降[15-16]。

另外，膽汁酸介導的S1PR2信號與HE中神經(jīng)功能減退、小膠質(zhì)細胞活化及隨后發(fā)生的神經(jīng)炎性反應有關。在氧化偶氮甲烷誘導的肝衰竭的模型中，將S1PR2抑制劑JTE-013注入小鼠大腦側(cè)腦室，結果提示JTE-013通過對大腦的直接保護作用減輕了S1PR2信號傳導誘導的神經(jīng)功能減退。原代神經(jīng)元通過S1PR2介導的機制增加趨化因子配體2的表達，激活小膠質(zhì)細胞，產(chǎn)生促炎細胞因子和促進氧化應激的因子[17]。因此，降低膽汁酸水平或拮抗S1PR2活性可能是治療HE的潛在治療方式。同樣的氧化偶氮甲烷誘導的急性肝衰竭小鼠模型中，對頂端鈉依賴性膽汁酸轉(zhuǎn)運體的表達、膽汁酸譜和氨濃度進行檢測，發(fā)現(xiàn)頂端鈉依賴性膽汁酸轉(zhuǎn)運體的激活可以促進膽汁酸的腸道再吸收，增加血和腦中膽汁酸和氨的濃度，進而導致腦組織損傷[15]。

2 膽汁酸代謝與門靜脈高壓

肝硬化失代償意味著預期壽命的顯著下降，門脈高壓是肝硬化失代償?shù)闹饕獩Q定因素[18]。門脈高壓由多種分子機制維持，包括竇內(nèi)皮細胞的低反應性，肝星狀細胞的激活，血管收縮素(內(nèi)皮素-1)活性增加，內(nèi)臟及全身循環(huán)中肝內(nèi)皮型一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthetase，eNOS)活性降低及NO生成增加[4,19]。膽汁酸代謝通過調(diào)節(jié)eNOS的活性，抑制肝星狀細胞的收縮及對血管內(nèi)皮細胞的直接作用，參與了門靜脈高壓的發(fā)生、發(fā)展的過程(圖1)。

竇內(nèi)皮細胞最顯著的特點是針對肝內(nèi)阻力的變化釋放NO，從而調(diào)節(jié)竇內(nèi)血流和血管張力，在肝硬化中，這種動態(tài)肝臟微循環(huán)受到損害[19]，導致門靜脈高壓。血清中的膽汁酸也可直接作用于血管，松弛平滑肌細胞誘導內(nèi)臟血管擴張，參與門脈高壓的形成[7]。

FXR激動劑在實驗模型中顯示出強大的抗纖維化活性和降低門脈高壓的作用，在部分門靜脈結扎誘導的非肝硬化和四氯化碳(carbon tetrachloride，CCL4)誘導的肝硬化門靜脈高壓模型中，采用PX 20606(FXR受體激動劑)灌胃，發(fā)現(xiàn)PX 20606可以抑制病理性血管生成、肝竇和組織重塑，改善肝內(nèi)和肝前門脈高壓，并在CCL4大鼠中發(fā)揮抗纖維化作用[4]。肝竇內(nèi)皮細胞被認為是FXR激動劑的靶點[19]。FXR還通過上調(diào)eNOS的表達、參與炎性反應影響血管一氧化氮的信號傳導[4]。不對稱二甲基精氨酸是一種eNOS抑制劑，在肝硬化中升高并與門脈高壓的嚴重程度相關，但不會對平均動脈壓產(chǎn)生有害影響，F(xiàn)XR激動劑可以增加二甲基精氨酸代謝關鍵酶二甲基精氨酸二甲氨基水解酶-1的表達，從而降低門靜脈壓力[20]。FXR的激活還可以抑制肝星狀細胞的活化、減少膠原的沉積，激活的肝星狀細胞主要通過自身收縮和分泌細胞外基質(zhì)促進肝內(nèi)靜脈壓力的增加[21]。進一步證明了FXR在門靜脈高壓中的重要作用。

CSE.胱硫醚裂解酶; CBS.胱硫醚合酶調(diào)解產(chǎn)生硫化氫的酶; DDAH-1.二甲基精氨酸二甲氨基水解酶-1圖1 膽汁酸代謝參與門靜脈高壓的過程Fig 1 Bile acid metabolism involved in the process of portal hypertension

TGR5可以減輕巨噬細胞的促炎反應，抑制NLRP3炎性細胞的活化，“膽汁酸-TGR5-cAMP途徑”參與調(diào)節(jié)竇內(nèi)皮細胞中的eNOS活性并控制eNOS介導的NO釋放[13]。進一步鞏固了膽汁酸代謝和竇內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定之間的關系。

近年來，G蛋白偶聯(lián)的膽汁酸受體1(G protein coupled bile acid receptor 1， GPBAR1)被認為是通過膽汁酸誘導外周血管舒張的中心途徑。GPBAR1是一種次級膽汁酸的G蛋白偶聯(lián)受體，在庫普弗細胞和竇內(nèi)皮細胞中表達并在肝星狀細胞中激活，導致NO的產(chǎn)生增加并減少內(nèi)皮素-1的生成，從而減輕了體內(nèi)血管舒張劑和血管收縮劑之間的不平衡[19]。GPBAR1還參與調(diào)節(jié)產(chǎn)生硫化氫(hydrogen sulfide， H2S)的酶的活性[22]，硫轉(zhuǎn)運途徑的障礙導致同型半胱氨酸的積累，而同型半胱氨酸的積累和H2S的產(chǎn)生缺陷均會引起血管內(nèi)皮功能的損害[19]。另外，GPBAR1激動劑還能防止蛋氨酸喂養(yǎng)小鼠所致肝內(nèi)皮損傷模型中門脈高壓癥的發(fā)展[22]。以上發(fā)現(xiàn)使GPBAR1成為治療門靜脈高壓癥的一個有前途的靶點。

鞘氨醇-1-磷酸受體2(S1PR2)是一種新的調(diào)節(jié)人成纖維細胞收縮性的調(diào)節(jié)因子，通過啟動鈣依賴性和鈣致敏途徑的轉(zhuǎn)錄介導肝星狀細胞的收縮， S1PR2基因的敲除可保護小鼠免受肝纖維化和相關門脈高壓的影響[21]。

3 膽汁酸代謝與腹膜炎

自發(fā)性細菌性腹膜炎常見于失代償期肝硬化患者中，可引起肝功能進一步惡化、多器官功能衰竭和膿毒血癥，預后差[23]。肝硬化患者病理性細菌異位的發(fā)生與小腸細菌過度增值、腸道通透性增加和缺乏宿主防御機制有關，是腸外細菌感染的原因之一，也是腸道衍生產(chǎn)物促進炎性反應增強的原因之一[24]。腸桿菌科是肝硬化患者最常見的易位菌之一，革蘭陰性桿菌比例增高，可引起腹膜炎[25]。膽汁酸對微生物群和腸屏障功能的影響主要通過轉(zhuǎn)錄因子發(fā)揮作用，F(xiàn)XR活化可影響上皮細胞增殖，并在腸內(nèi)發(fā)揮強大的抗感染作用，穩(wěn)定上皮完整性[24]。TGR5誘導的PKA激酶活化可以使NLRP3(Nod樣受體家族蛋白3)單個殘基Ser 291磷酸化，導致NLRP3炎性小體泛素化，對NLRP3炎性反應的激活起著重要的抑制作用。膽汁酸和TGR5信號通路的激活可減輕脂多糖誘導的全身炎性反應和明礬誘導的腹腔炎性反應。所以，可以將TGR5作為用于NLRP3炎性反應相關疾病治療的潛在靶點[26]。另外膽汁酸成分的變化也有可能導致腸道微生物群的改變，更有利于病原菌增值[25]。

4 問題與展望

膽汁酸通過激活3種核受體和2種膜受體在基因水平調(diào)控自身代謝、膽汁酸轉(zhuǎn)運蛋白的表達、肝臟代謝平衡，參與或影響了肝硬化并發(fā)癥如肝性腦病、門靜脈高壓、腹膜炎發(fā)生、發(fā)展的過程，為肝硬化并發(fā)癥的治療提供了新的臨床思路。但是許多研究成果均來自于動物實驗，缺少可靠的臨床研究，體內(nèi)是否存在其他膽汁酸受體及膽汁酸相關受體在肝硬化并發(fā)癥發(fā)生、發(fā)展中的作用機制尚不明確，且膽汁酸受體在全身分布廣泛，其靶向治療尚未取得突破性進展，故新藥的研究還面臨重大挑戰(zhàn)，但仍擁有廣泛前景。