夏巧云，魯?shù)希瑮钪眷?，曹緒坤，曹名波

(鄭州大學人民醫(yī)院/河南省人民醫(yī)院 消化內科，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進展為NASH僅需3～5 a[2]。目前無特效藥治療NASH，且終末期肝病患者往往需要接受手術治療甚至肝移植[3]。腸道菌群在NAFLD的發(fā)病及進展中發(fā)揮著重要作用。因此，尋找腸道菌群作用于NAFLD的相關機制與明確靶向腸道菌群及其代謝產物對NAFLD的治療作用尤為重要。本綜述通過總結腸道菌群影響NAFLD的相關機制，旨在為臨床NAFLD的治療提供一定的理論基礎。

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養(yǎng)物質、來自腸道微生物群的因子和免疫反應產物通過門靜脈進入肝組織。肝細胞合成的膽汁酸與甘氨酸或?；撬峤Y合，在肝臟中形成膽鹽，儲存在膽囊中，然后進入小腸[4]。腸道微生物群有助于機體能量的攝入，但也是有害物質的來源[5]。與腸道微生物群有關的毒素會通過腸肝循環(huán)影響機體產生反應，包括氧化應激、炎癥的激活、內質網應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肝臟產生作用[6]。腸道黏膜屏障作為阻止腸道菌群及其代謝產物進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。腸道內定植菌及腸道黏膜的完整性共同構成了腸道黏膜屏障。腸道通透性的增加和腸道黏膜完整性的破壞會導致腸道細菌的菌群相關性毒素移位至小腸間隙，有害的微生物及其代謝產物如內毒素、長鏈脂肪酸等逐漸滲入肝臟，進而導致NASH的發(fā)生和進展。有研究發(fā)現(xiàn)，NAFLD患者的小腸細菌呈過度增長的狀態(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一步加重肝臟病變，進而導致惡性循環(huán)[7-8]。

2 腸道菌群及其代謝產物與NASH發(fā)病機制的關系

2.1 NASH患者腸道菌群的變化腸道內的微生物數(shù)量高達1 014個，在機體免疫調節(jié)、腸道細胞增殖、外源性物質代謝和抵御病原體等方面發(fā)揮著重要的作用，從而達到動態(tài)的平衡[9]。有研究表明，NASH患者小腸細菌過度生長的占比高達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的進展，小腸菌群發(fā)生動態(tài)改變[14]。有研究表明，嗜膽菌屬和理研菌科與谷丙轉氨酶、白細胞介素-17、脂多糖結合蛋白、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[15]。在MCD所誘導的NASH動物模型中，嗜膽菌屬和理研菌科的水平高于對照組[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[16]。脫硫弧菌科是脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)的一種潛在來源，會破壞腸道屏障的完整性，在NASH模型中呈上升趨勢[5]。嗜黏蛋白阿克曼菌能顯著減輕胰島素抵抗，進而改善葡萄糖代謝情況，其水平在NASH動物模型及NASH患者中均呈下降趨勢[17]。NASH患者處于慢性炎癥的狀態(tài)，這導致部分機會致病菌繁殖。Lachnoclostridium與脂肪細胞大小、空腹血糖、甘油三酯、TNF-α mRNA、HOMA-IR呈正相關，其在NASH模型中呈上升趨勢[18]。當機體腸道菌群紊亂或者腸道完整性改變時，機會致病菌韋榮球菌科和脫硫弧菌科的水平增加，進而導致細菌和內毒素移位、炎癥、脂代謝紊亂和肥胖的發(fā)生[18]。

2.2 細菌代謝產物對NASH的影響腸道菌群的代謝產物直接參與了NASH的發(fā)生和進展過程。LPS是革蘭陰性菌外膜的主要成分。來源于腸道菌群的LPS可通過門靜脈循環(huán)進入肝臟，從而激活Kupffer細胞和肝星狀細胞上的TLR4，引發(fā)一系列炎癥信號通路，進而導致肝損傷和纖維化[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，能調節(jié)腸道pH值，抑制有害細菌的繁殖，保護腸道環(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、消化時間和宿主微生物，且SCFAs為反映腸道菌群結構是否正常的間接指標[20]。丁酸鹽可由厚壁菌門產生，在維持人體腸道健康中發(fā)揮著重要作用。作為結腸黏膜的主要能量供應來源，丁酸鹽還是宿主細胞基因表達、炎癥、分化、凋亡的重要調節(jié)因子。一些產丁酸鹽的細菌具有特殊的積極作用，如通過消耗乳酸來幫助穩(wěn)定管腔pH值，或者通過目前未知的機制發(fā)揮抗炎作用[21]， 但丁酸鹽在NASH模型中相對于對照組呈下降趨勢，且補充丁酸鹽有助于緩解NASH相關的肝損傷程度[15]。乙酸鹽和丙酸鹽主要由擬桿菌門產生。乙酸鹽作為膽固醇合成的底物參與脂肪的合成過程[22]。丙酸鹽通過增加糖異生進而減少進食和膽固醇的合成[23]。正常小鼠中乙酸鹽、丙酸鹽、丁酸鹽的比例為58∶26∶16，而通過高脂飲食誘導的NASH模型小鼠中，三者比例為74∶21∶5[24]，可見NASH模型中細菌代謝產物也發(fā)生了變化。

3 靶向腸道菌群及其代謝產物對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致病性微生物?？诜樗釛U菌和雙歧桿菌能減輕由高脂飲食誘導的NASH小鼠模型中的脂質沉積[25]。補充VSL#3益生菌可以逆轉腸道菌群紊亂，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)可通過調節(jié)TLR4/BDNF信號通路改善高脂飲食引起的NASH及其相關的認知障礙[27]。但定殖于機體的固有菌群對外來菌種具有抵抗性，且腸道微生物的組成和功能存在個體差異，這導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腸道微生物代謝后能夠影響腸道微生物的結構和功能，從而在宿主體內產生有益效果的物質都可被定義為益生元[28]。在動物模型中，益生元通過調節(jié)β氧化和脂肪生成相關的基因表達進而改善NASH模型中脂質代謝紊亂[29]。在NAFLD患者中，益生菌和益生元的使用能降低體質量指數(shù)、轉氨酶及血清膽固醇水平[30]。乳果糖也是一種能調節(jié)腸道菌群的益生元。在高脂飲食誘導的NAFLD中，乳果糖能顯著降低肝臟轉氨酶水平及肝臟炎癥評分[31]。

3.1.3合生元 益生菌和益生元結合即是合生元。有研究使用包含7種細菌和寡聚糖的合生元治療NAFLD患者28周后發(fā)現(xiàn)轉氨酶水平降低，NF-κB通路受到抑制，TNF-α、C反應蛋白(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由西方飲食喂養(yǎng)的膽汁酸受體FXR敲除小鼠中的NAFLD相關的肝損傷[34]。

3.2 靶向腸道菌群代謝產物對NASH的影響腸道菌群對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物所介導的，包括短鏈和長鏈脂肪酸、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物或許可以直接作用于宿主，進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相關的肝損傷，緩解肝臟纖維化進展、脂質沉積，改善脂質代謝通路，同時能逆轉腸道菌群的紊亂，減輕小腸屏障功能破壞的程度[15]。SCFAs通過抑制NF-κB通路抑制炎癥細胞分泌白細胞介素-2、白細胞介素-6、TNF-α等炎癥因子，進而對NASH產生相應的作用[35]。SCFAs還減輕了MCD誘導的肝巨噬細胞聚集和促炎反應[36]。但靶向腸道菌群代謝產物治療存在一定的風險，如補充代謝產物可能會干擾機體內原有的平衡，改變機體的固定反饋環(huán)路，對機體產生有害的影響。除此之外，單純改變某種代謝產物的濃度可能會對其他以及全身器官產生影響。

3.3 糞菌移植對NASH的治療效果研究表明腸道菌群在NAFLD的起病及進展過程中發(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菌小鼠，結果顯示前者小鼠的肝臟更容易出現(xiàn)脂肪變，說明腸道菌群在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的門靜脈高壓、胰島素抵抗和血管內皮功能紊亂[39]。由高脂飲食誘導的NASH小鼠模型經過FMT后，腸道微生物群紊亂得到了明顯改善，盲腸內丁酸鹽水平及腸緊密連接蛋白ZO-1水平升高。降低了小鼠體內的內毒素水平及肝臟脂肪化程度[37]。FMT可以降低復發(fā)性肝性腦病患者的住院率，改善肝硬化患者的營養(yǎng)不良情況[40]。FMT能改善NASH相關肝損傷及并發(fā)癥，但存在一定的風險及副作用。受體腸道有自身的微環(huán)境，存在定植抵抗的可能；移植菌群可能會與機體自身菌群相互作用，從而失效甚至對機體有害的影響；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題難以把握，存在病原體感染的風險。腸道菌群在治療NASH方面有很好的前景，但也存在一定的風險，需要更多的研究去證實。

4 結論

腸道菌群及其代謝產物在NASH的發(fā)生和進展中發(fā)揮著重要作用?；谀c道菌群及其代謝產物的治療將給NAFLD及相關疾病帶來希望。目前靶向腸道菌群的益生菌、益生元和合生元已被廣泛應用于臨床，但由于個體差異及對治療條件的嚴格要求，F(xiàn)MT仍處于基礎和動物實驗階段，有待臨床應用研究結果的進一步證實。通過優(yōu)化靶向腸道菌群及其代謝產物的治療措施，有可能克服現(xiàn)有的治療缺陷，從而實現(xiàn)基于腸道菌群及其代謝產物的 NASH精準治療。