許青青,唐海英,毛靖偉
大連醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院 a.消化內(nèi)科,b.呼吸睡眠診療中心,遼寧 大連 116011
非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)是一種與胰島素抵抗(IR)和遺傳易感密切相關(guān)的代謝應(yīng)激性肝損傷,以肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞脂肪變性和脂肪貯積為特征[1]。全球NAFLD平均患病率為25%,NAFLD及其亞型非酒精性脂肪性肝炎(NASH)分別影響著美國30%和5%人群[2]。在我國,隨著國人生活方式西方化,NAFLD患病率從2001年的23.8%急劇上升到2018年的32.9%,NAFLD正取代乙型肝炎成為慢性肝病主要原因[3]。在合并糖尿病、肥胖等危險(xiǎn)因素的男性/女性人群中,NASH的患病率分別高達(dá)75%/67%、53%/54%[4]。阻塞性睡眠呼吸暫停(obstructive sleep apnea,OSA)是由多種病因引起上氣道狹窄或阻塞,導(dǎo)致睡眠打鼾伴呼吸暫停,引起血氧含量下降或/和CO2潴留,導(dǎo)致低氧血癥、高碳酸血癥、睡眠結(jié)構(gòu)紊亂以及多系統(tǒng)損害的臨床綜合征[5]。兒童OSA發(fā)病率為1%~5%[6],成年人OSA發(fā)病率為10%~26%[7]。OSA患者中IR發(fā)病率高達(dá)40%以上[8],而作為代謝綜合征核心的IR也是NAFLD發(fā)生與發(fā)展的重要環(huán)節(jié)[9]。因此,OSA與NAFLD必然存在相互聯(lián)系。隨著OSA與NAFLD在人群中普遍流行,以及對人體健康的危害影響逐漸擴(kuò)大,逐漸增加患者就醫(yī)的次數(shù)與經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。本文就OSA對NAFLD的影響以及可能的機(jī)制展開回顧性闡述,以期待從OSA角度為NAFLD尋找新的治療靶點(diǎn),進(jìn)而延緩、甚至阻斷NAFLD進(jìn)展。
OSA引發(fā)器官病理變化的基礎(chǔ)是慢性間歇性缺氧(intermittent hypoxia,IH),而慢性缺氧使得肝細(xì)胞乃至整個(gè)肝臟受累,進(jìn)而參與NAFLD發(fā)生與發(fā)展。肥胖、IR及血脂代謝紊亂作為代謝綜合征的重要組成部分,在NAFLD發(fā)生發(fā)展中起重要作用;而OSA與肥胖、IR及血脂代謝紊亂也關(guān)系密切,因此OSA與NAFLD之間的關(guān)系備受關(guān)注。隨著OSA與NAFLD兩種疾病的普遍流行,近年來對兩者之間的相關(guān)性研究逐漸深入。證據(jù)[10-11]表明,OSA是NAFLD發(fā)生發(fā)展的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。
Arisoy等[12]研究表明,單純鼾癥和輕、中、重度OSA 組患者并發(fā)脂肪肝的比例分別為42.86%、 63.5%、79.4%和79.2%;且脂肪肝的程度與OSA的嚴(yán)重程度正相關(guān)。Cakmak等[13]研究發(fā)現(xiàn),OSA患者的呼吸暫停低通氣指數(shù)(apnea hypopnea index,AHI)、氧減指數(shù)、最低氧飽和度(lowest oxygen suturation,LSaO2)及平均血氧飽和度等多導(dǎo)睡眠監(jiān)測相關(guān)參數(shù)與NAFLD的發(fā)展及嚴(yán)重程度有關(guān)。薈萃分析[14]顯示,OSA的嚴(yán)重程度與NAFLD患者肝酶水平相關(guān),而年齡、性別、糖尿病、BMI和腰圍對肝酶水平?jīng)]有影響。相關(guān)研究[15]表明,OSA使得NAFLD患者的肝纖維化風(fēng)險(xiǎn)增加2.6倍;OSA嚴(yán)重程度與NAFLD活動(dòng)度評分正相關(guān),而且OSA是獨(dú)立于BMI、腹型肥胖、代謝綜合征和胰島素抵抗之外導(dǎo)致肝細(xì)胞脂肪變的危險(xiǎn)因素[16]。OSA對NAFLD的影響,不僅表現(xiàn)在肝酶、血脂代謝異常等生化改變,也表現(xiàn)在肝組織病理學(xué)的改變。Cakmak等[13]學(xué)者發(fā)現(xiàn),AHI與氧減指數(shù)值越高,LSaO2與平均血氧飽和度值越低,肝損傷和纖維化的程度越重。OSA患者F2~F4期肝纖維化患病率比非OSA患者顯著增高,且纖維化患病率與OSA引起的LSaO2密切相關(guān)[17]。OSA與肝組織的脂肪變性、小葉炎癥和纖維化顯著相關(guān)[14]。Paschetta等[18]發(fā)現(xiàn)OSA引起的IH可引起肝損傷、炎癥反應(yīng)和纖維化的發(fā)生,從而促進(jìn)NAFLD從單純性脂肪肝向NASH進(jìn)展,進(jìn)而向肝硬化及肝癌發(fā)展。Feng等[19]發(fā)現(xiàn)高脂肪飲食與IH誘導(dǎo)的大鼠在第3周后出現(xiàn)脂肪變性,第6周后出現(xiàn)肝細(xì)胞腫脹、炎性細(xì)胞浸潤、肝小葉內(nèi)局灶性壞死等脂肪性肝炎的特征,第9周后肝組織損傷加重,脂肪變性彌漫,可見明顯的細(xì)胞腫脹、炎性細(xì)胞浸潤、局灶性壞死、門靜脈周圍及肝竇周圍纖維化。該實(shí)驗(yàn)觀察結(jié)果與NAFLD的病理結(jié)構(gòu)特征一致,提示OSA引起的IH可能是導(dǎo)致NAFLD發(fā)生、發(fā)展的重要因素之一。
3.1 IR與低氧誘導(dǎo)因子1α(hypoxia-inducible factor-1α,HIF-1α) OSA患者中IR發(fā)病率高達(dá)40%以上[8],IR在NAFLD發(fā)生與發(fā)展中也起重要作用。IH引起胰腺β細(xì)胞凋亡,導(dǎo)致葡萄糖耐受不良和降低胰島素敏感性[20-21]。Drager等[22]發(fā)現(xiàn),IH在小鼠體內(nèi)可誘發(fā)IR,這一效應(yīng)在肥胖小鼠更為突出,并且IH持續(xù)時(shí)間和IR程度之間存在劑量反應(yīng)關(guān)系,這種與IH相關(guān)血糖升高的機(jī)制是由于IH增強(qiáng)了糖異生作用。選擇性抑制HIF-1α蛋白可降低空腹血糖和胰島素水平,并且磷酸烯醇丙酮酸羧激酶基因表達(dá)也被抑制,這是糖異生的關(guān)鍵酶,說明HIF-1α在IH誘發(fā)血糖異常的過程中發(fā)揮著重要作用。HIF-1α激活了乳酸脫氫酶A和丙酮酸脫氫酶激酶1的表達(dá),從而打破了從氧化代謝到糖酵解代謝的平衡,導(dǎo)致丙酮酸轉(zhuǎn)化為乳酸,抑制其進(jìn)入線粒體和抑制脂酸β氧化[23]。因此,IH通過誘導(dǎo)HIF-1α的表達(dá)導(dǎo)致IR,而參與NAFLD的發(fā)生發(fā)展。賴氨酸氧化酶(lysyl oxidase,LOX)是參與細(xì)胞外基質(zhì)交聯(lián)的關(guān)鍵酶,增加組織纖維化和硬化。LOX啟動(dòng)子區(qū)域有缺氧反應(yīng)元件,IH通過誘導(dǎo)HIF-1α與之結(jié)合而高度激活LOX。Mesarwi等[24]發(fā)現(xiàn),肝纖維化組患者血清LOX水平顯著高于無纖維化組患者,肝纖維化風(fēng)險(xiǎn)隨著LOX水平增加而增高;重度OSA患者血清LOX水平顯著高于健康對照組,持續(xù)正壓通氣(continuous positive airway pressure,CPAP)治療的OSA患者血清LOX水平明顯下降。IH通過誘導(dǎo)肝臟LOX過表達(dá),促進(jìn)NAFLD進(jìn)一步向肝纖維化進(jìn)展;IH誘導(dǎo)產(chǎn)生的LOX可以作為評估OSA及NAFLD病情嚴(yán)重程度的生物學(xué)標(biāo)志物。
3.2 糖脂代謝紊亂 薈萃分析[25]表明,OSA患者與高TG、TC、LDL及低HDL有關(guān),AHI與低HDL與高TG存在相關(guān)性。IH能夠誘發(fā)甾醇調(diào)節(jié)元素結(jié)合蛋白-1c、乙酰輔酶A羧化酶和脂肪酸合成酶等與脂肪合成有關(guān)的酶表達(dá),導(dǎo)致TG水平提高;IH導(dǎo)致肝臟TG含量增加,而在肥胖狀況下,這一現(xiàn)象更明顯[26]。IH引起線粒體β氧化障礙,游離脂肪酸代謝受阻,增加的游離脂肪酸進(jìn)一步導(dǎo)致TG合成增加;與此同時(shí),IH還可選擇性地滅活脂肪組織的脂蛋白脂肪酶,減少VLDL從血液中的清除[27]。Drager等[22]發(fā)現(xiàn),IH導(dǎo)致脂肪組織脂蛋白脂肪酶活性降低,所以TG的增加源于脂蛋白清除速度的降低。IH能夠增加體內(nèi)游離脂肪酸水平,表明IH增加了脂肪分解,這可能進(jìn)一步導(dǎo)致IR、肝臟脂肪變性和炎癥[28]。因此,IH通過打破脂肪合成與分解代謝之間平衡,促進(jìn)肝臟TG沉積而參與NAFLD的發(fā)生發(fā)展。
3.3 氧化應(yīng)激 氧化應(yīng)激是促進(jìn)NAFLD進(jìn)展的重要機(jī)制之一,還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸氧化酶是一種產(chǎn)生活性氧族的酶,活性氧可引起肝脂質(zhì)過氧化,導(dǎo)致肝細(xì)胞變性壞死、炎癥、肝纖維化[29]。臨床研究[30]顯示,與無OSA及低氧狀態(tài)的青少年患者相比,OSA和低氧介導(dǎo)的氧化應(yīng)激能夠顯著促進(jìn)NAFLD進(jìn)展,低氧水平介導(dǎo)的氧化應(yīng)激可能是青少年NASH進(jìn)展的一個(gè)重要觸發(fā)因素。將SD大鼠暴露于慢性間歇性低氧環(huán)境中可以引起ALT、AST水平和肝臟組織中丙二醛含量明顯高于正常對照組,組織學(xué)顯示慢性間歇性低氧可導(dǎo)致肝細(xì)胞腫脹、壞死和肝臟組織內(nèi)炎性細(xì)胞浸潤,表明IH通過上調(diào)還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸氧化酶誘導(dǎo)肝臟組織氧化應(yīng)激反應(yīng)[31]。髓過氧化物酶是一種重要的過氧化物酶,其過度表達(dá)是機(jī)體氧化應(yīng)激的重要指標(biāo)[32]。研究[19]發(fā)現(xiàn),高脂肪飲食與IH誘導(dǎo)的大鼠髓過氧化物酶陽性率較單純高脂肪飲食組及對照組顯著增加;在高脂肪和IH的情況下,對肝功能、肝組織學(xué)和超微結(jié)構(gòu)的損傷比高脂肪組更嚴(yán)重,并且隨著接觸時(shí)間的延長,肝損傷的程度進(jìn)行性加重,氧化應(yīng)激可能在這一機(jī)制中起重要作用。
3.4 肝臟脂肪變性及代謝性炎癥損傷 低氧還可通過非低氧因子依賴途徑介導(dǎo)NAFLD中的肝臟脂肪變性及代謝性炎癥損傷。低氧導(dǎo)致活性氧的產(chǎn)生與降解失衡,進(jìn)而使機(jī)體處于氧化應(yīng)激狀態(tài),氧化應(yīng)激激活核因子-κB(NF-κB),NF-κB被激活后可與調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝及炎性反應(yīng)的DNA序列結(jié)合促進(jìn)肝脂肪變性、炎癥反應(yīng)[33-34]。應(yīng)激反應(yīng)釋放活性NF-κB進(jìn)入核內(nèi),啟動(dòng)細(xì)胞因子、趨化因子、黏附分子等基因轉(zhuǎn)錄,促進(jìn)表達(dá)大量炎性因子,如TNFα等釋放,以及中性粒細(xì)胞在微循環(huán)及肝組織中聚集,發(fā)生微循環(huán)障礙,血管通透性改變,導(dǎo)致肝組織水腫,同時(shí)大量氧自由基釋放蛋白水解酶造成肝組織損傷[35]。IH通過誘導(dǎo)氧化應(yīng)激反應(yīng),激活NF-κB參與的一系列反應(yīng),介導(dǎo)NAFLD的發(fā)生與發(fā)展。暴露于IH的脂肪組織具有分泌TNFα的特點(diǎn),且IH能夠通過增加肝臟TNFα的表達(dá)來誘導(dǎo)肝臟炎癥[36]。研究[37]表明,在常氧且存在TNFα的情況下對HepG2細(xì)胞株進(jìn)行培養(yǎng),發(fā)現(xiàn)TNFα以時(shí)間依賴性方式誘導(dǎo)HIF-1α的表達(dá),并且還發(fā)現(xiàn)TNFα導(dǎo)致線粒體復(fù)合物Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ的耗氧量減少,利用CTM(HIF-1α抑制劑)抑制HIF-1α活性,這種由TNFα誘發(fā)的細(xì)胞耗氧量降低被消除,提示TNFα引起的線粒體功能障礙由HIF-1α介導(dǎo)。因此,IH通過誘導(dǎo)HIF-1α高表達(dá),促進(jìn)TNFα誘導(dǎo)肝臟炎癥和線粒體功能障礙,進(jìn)一步促進(jìn)NAFLD進(jìn)展。
3.5 腸道屏障功能障礙 Nobili等[38]發(fā)現(xiàn),IH增加腸道滲透性,體內(nèi)脂多糖水平升高,肝細(xì)胞、Kupffer細(xì)胞和肝星狀細(xì)胞的Toll樣受體4(TLR-4)水平上調(diào),而這些細(xì)胞的TLR-4水平的升高是脂肪性肝炎和脂肪性纖維化的重要特征。因此,OSA與腸道屏障功能受損、內(nèi)毒素血癥增加、TLR-4介導(dǎo)的肝臟對內(nèi)毒素血癥易感性增加有關(guān),而這些改變可能是NAFLD中OSA相關(guān)肝損傷的一個(gè)新的致病環(huán)節(jié)和潛在的治療靶點(diǎn)。OSA是腸道屏障損傷的危險(xiǎn)因素,而腸道通透性增高可能是OSA患者合并NAFLD的原因之一[39]?,F(xiàn)有研究[40]已將腸道屏障功能障礙尤其是腸道菌群失調(diào)與NAFLD的生理病理聯(lián)系起來,腸道菌群在 NAFLD的發(fā)病過程中發(fā)揮作用。機(jī)體慢性IH導(dǎo)致腸道微生態(tài)失調(diào),而腸道生態(tài)失調(diào)會(huì)通過破壞腸道壁屏障而導(dǎo)致腸壁低級別炎癥,從而導(dǎo)致“腸漏”[41]。IH通過加劇腸道菌群的失調(diào)、增加腸道滲透性促進(jìn)NAFLD的發(fā)生發(fā)展。通過益生元、益生菌及糞便菌群移植聯(lián)合氣道正壓治療,早期逆轉(zhuǎn)腸道菌群失調(diào),可能為防治NAFLD開辟新的治療領(lǐng)域。
3.6 睡眠剝奪 OSA引起的睡眠剝奪(sleep deprivation,SD)顯著增加NAFLD發(fā)生風(fēng)險(xiǎn),其機(jī)制可能與SD導(dǎo)致的IR、糖脂代謝紊亂等因素有關(guān)[42]。SD導(dǎo)致機(jī)體胰島素敏感性降低、晨時(shí)皮質(zhì)醇水平升高和交感神經(jīng)張力增加,而后兩者可通過減少胰島素分泌,抑制胰島素調(diào)節(jié)的葡萄糖攝取和增加肝臟糖異生,促進(jìn)IR發(fā)生。SD導(dǎo)致機(jī)體空腹血糖明顯升高、血清胰島素水平下降、糖耐量受損、胰島細(xì)胞對葡萄糖/氯化鉀刺激的胰島素分泌效應(yīng)(GSIS/KSIS)顯著降低(但胰島中胰島素含量卻無明顯變化);SD導(dǎo)致的β細(xì)胞GSIS/KSIS功能明顯受損源于β細(xì)胞中胰島素分泌囊泡與細(xì)胞膜的錨定障礙,使得胰島素釋放受阻。因此,SD通過影響胰島β細(xì)胞功能,進(jìn)而導(dǎo)致糖代謝紊亂[43]。在脂代謝方面,SD可引起肝臟代謝物,如乙酰輔酶A、3-羥丁酸顯著增加,提示肝臟中脂質(zhì)氧化增加;SD引起的肝臟脂肪變性和IR與肝臟內(nèi)參與脂肪代謝的酶類功能失調(diào)密切相關(guān)[44]。SD也可以通過影響腸道屏障功能,增加NAFLD發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。SD通過誘導(dǎo)腸道氧化應(yīng)激、促進(jìn)促炎細(xì)胞因子(IL-17)產(chǎn)生以及抑制抗炎細(xì)胞因子(IL-22)的產(chǎn)生,改變腸道微生物組成,導(dǎo)致腸道菌群失調(diào);而褪黑素可通過抑制氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng),逆轉(zhuǎn)SD引起的小腸微生物群紊亂[45]。綜上,SD可通過IR、糖脂代謝紊亂、腸道菌群失調(diào)等途徑增加機(jī)體罹患NAFLD的風(fēng)險(xiǎn)。
IH是OSA引起多系統(tǒng)、多器官病變的主要病理生理基礎(chǔ),糾正OSA患者的缺氧狀態(tài)是延緩甚至阻止NAFLD進(jìn)展的重要途徑之一。美國睡眠醫(yī)學(xué)會(huì)2019年新版氣道正壓通氣治療成人阻塞性睡眠呼吸暫停臨床實(shí)踐指南[46]再次強(qiáng)調(diào)包括CPAP在內(nèi)的氣道正壓通氣(PAP)治療仍然是目前成人OSA的首選治療方式。作為OSA患者的首選一線治療——CPAP治療可能有助于改善OSA合并NAFLD患者的肝功能,但需要足夠長的治療時(shí)間(>3個(gè)月)才能達(dá)到積極的效果;CPAP治療對OSA患者肝功能的改善可能涉及其對NAFLD經(jīng)典“二次打擊”假說中包括IR、脂肪酸失調(diào)、氧化應(yīng)激在內(nèi)的多種因素的影響[47]。薈萃分析[48]表明,即使未同時(shí)存在某些疾病如肥胖或者代謝綜合征,OSA患者NAFLD的患病率也較無OSA人群明顯增加;此外,NAFLD的嚴(yán)重程度與OSA嚴(yán)重程度相關(guān),而有效的CPAP治療可以減緩NAFLD的進(jìn)展,并可以改善代謝和心血管功能。臨床研究[49]表明,OSA合并NAFLD患者經(jīng)CPAP治療后AST、ALT均顯著改善;堅(jiān)持CPAP治療的患者比依從性不良的患者表現(xiàn)出更明顯的肝酶水平的下降; CPAP治療的良好依從性是NAFLD改善的獨(dú)立預(yù)測因子。
除了PAP,藥物(如莫達(dá)非尼和阿莫達(dá)非尼改善過度嗜睡)、下頜前移裝置(減輕氣道塌陷)及手術(shù)(改善上呼吸道解剖異常)均可以用于OSA患者的治療,但需要臨床醫(yī)生依據(jù)可能的風(fēng)險(xiǎn)獲益、患者治療的傾向性,醫(yī)療資源的可及性,制訂治療方案,密切隨訪。目前尚缺乏足夠的臨床證據(jù)支持除PAP治療之外的其他方法對于NAFLD的改善作用。鑒于OSA不同的病理生理機(jī)制及臨床表型,以及OSA合并NAFLD的復(fù)雜性,應(yīng)采取多學(xué)科聯(lián)合的個(gè)體化治療策略,通過糾正OSA缺氧,達(dá)到改善NAFLD的目的。
隨著NAFLD更名為代謝相關(guān)性脂肪肝,可以預(yù)見OSA與NAFLD之間的關(guān)系不僅是睡眠呼吸疾病領(lǐng)域的新熱點(diǎn),更是肝病領(lǐng)域尤其是脂肪肝領(lǐng)域研究的重點(diǎn)之一。盡管目前尚缺乏足夠高質(zhì)量臨床研究證明OSA與NAFLD兩者之間是因果關(guān)系亦或伴隨關(guān)系,但現(xiàn)有研究已經(jīng)表明OSA對NAFLD的影響。雖然NAFLD是一種普遍流行緩慢進(jìn)展的良性疾病,但由其進(jìn)展的NASH、肝硬化、肝細(xì)胞癌及終末期肝病,正逐漸增加患者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)和肝移植資源的匱乏。因此,在基礎(chǔ)研究方面,通過探索OSA影響NAFLD的不同機(jī)制,為NAFLD尋找新的治療靶點(diǎn)提供了可能;而在臨床工作中,對于OSA的患者尤其肥胖合并OSA者,應(yīng)常規(guī)篩查生化指標(biāo)、肝臟超聲、CT及肝彈性瞬時(shí)成像檢查,以明確是否合并脂肪肝及評估脂肪肝程度,進(jìn)一步通過改善該類患者的缺氧狀態(tài),延緩NAFLD進(jìn)展,改善肝功能。
作者貢獻(xiàn)聲明:許青青負(fù)責(zé)資料分析,撰寫論文;唐海英參與資料分析,修改論文;毛靖偉負(fù)責(zé)擬定寫作思路,指導(dǎo)撰寫文章并最后定稿。