非酒精性脂肪肝的誘發機制及中藥治療研究進展*

黃興瓊,高滿軍,李炎坤**,陳 迷**

(1.湖北科技學院醫學部藥學院,湖北 咸寧 437100;2.湖北科技學院糖尿病心腦血管病變湖北省重點實驗室)

隨著生活水平的提高,不健康的生活方式和飲食習慣引起的非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)發病率逐年上升。NAFLD是最常見的肝病之一,其發病率約占全球總人口的25%[1]。NAFLD 是以肝實質脂肪細胞大量堆積以及脂肪變性為主要特征的疾病,研究表明NAFLD早期如果不予干預,會從單純性脂肪變性發展到非酒精性脂肪性肝炎、肝硬化甚至肝癌[2]。此外,隨著病毒性肝炎的篩查和肝病疫苗的接種,病毒誘導的肝病發病率逐年呈下降趨勢,但NAFLD的發病率卻呈上升趨勢,因此NAFLD的早期干預刻不容緩。在我國,NAFLD的患病率從2001年的23.8%上升到2018年的31%,成為影響我國居民生活健康的主要疾病之一,給社會經濟帶來了巨大的負擔[3]。但是,西藥治療NAFLD效果并不理想且會對機體產生副作用,而傳統中藥治療NAFLD,不僅可有效改善其臨床癥狀,相比于西藥治療,還能減輕由藥物導致機體產生的不良反應。

因此,本綜述通過探究NAFLD的誘發機制,以及中藥在NAFLD的應用,以期為NAFLD的治療提供新思路和研究方向,并為今后該領域的中藥深入研究提供參考。

1 誘發機制

由于NAFLD發病機制復雜,現如今對其誘發機制尚未完全明確,其中胰島素抵抗、線粒體功能障礙導致的氧化應激、免疫系統紊亂誘導炎癥反應、自噬、脂肪因子、腸道菌群、遺傳因素等都與其發生和發展相關。

1.1 胰島素抵抗

胰島素抵抗(IR)是指機體對胰島素的敏感性降低,使胰島素對靶器官的生物效應下降,葡萄糖吸收或利用率降低,為調節血糖穩定,機體代償性分泌過量胰島素。NAFLD的嚴重程度與IR呈正相關,IR越明顯則NAFLD越嚴重。IR會促進脂肪組織降解,血液中游離脂肪酸(FFA)濃度升高,導致肝細胞攝入過多脂肪酸;此外,IR還會導致肝臟FFA氧化能力減弱,促進脂肪肝的生成[4]。IR引起的高胰島素血癥,會抑制載脂蛋白B100的合成,降低肝細胞的極低密度脂蛋白(VLDL)相關脂質輸出;還會增加肝臟甘油三酯(TG)的合成,同時抑制TG的分泌,從而促進NAFLD的發展[5]。此外,肝臟中游離脂肪酸導致脂質過氧化產生活性氧(ROS)并刺激促炎細胞因子如腫瘤壞死因子(TNF-α)的表達,進而促進NAFLD的炎癥反應和肝纖維化的發展。

1.2 線粒體功能障礙導致的氧化應激

研究發現線粒體功能失調對 NAFLD 的發生發展重要影響,其功能障礙誘導的氧化應激會促進NAFLD 的肝纖維化和炎癥發展[6]。此外,由于NAFLD 患者肝細胞內游離脂肪酸聚集過多,還會引起線粒體微結構腫脹、線粒體功能失調從而導致 β 氧化受損,改變內質網膜的通透性,從而引起ROS生成增多,當其超出細胞的抗氧化承受能力時,發生氧化應激,產生大量過氧化物[7]。當肝細胞中出現過量FFA聚積,無法酯化為TG,會加劇線粒體的氧化磷酸化過程,當線粒體被耗盡后,FFA會在其它位點被氧化,包括在過氧化物酶體發生的β-氧化以及在內質網發生的ω-氧化,導致ROS不斷產生,當肝臟內氧化作用大于抗氧化作用時,會產生大量的過氧化產物,即出現氧化應激損傷[8]。同時生成的ROS和線粒體膜磷脂的不飽和脂肪酸以及核酸等大分子物質反應發生脂質過氧化,脂質過氧化產物會產生內源性ROS和超氧陰離子(O2-),損傷線粒體的DNA結構,進一步減弱抗氧化作用[8]。此外,肝細胞內發生氧化應激所產生的ROS,還能引發肝細胞出現炎癥反應[8],誘導中性粒細胞炎性浸潤,激活庫普弗細胞(Kupffer)分泌ROS和TNF-α,導致氧化應激惡性循環。此過程還有其它細胞因子參與,如生長轉化因子β、白細胞介素6(IL-6)、C-反應蛋白等[8-9]。

1.3 免疫系統紊亂誘導炎癥反應

研究發現免疫系統紊亂誘導的炎癥反應是非酒精性脂肪性肝炎的標志之一,也是NAFLD的進行式[10]。在正常情況下,肝臟具備免疫防御和免疫調節功能。當免疫系統對自身抗原的應答強度超越了免疫調控的限制,并影響其生理功能時,會造成自身組織或者器官的炎癥性損傷,導致自身免疫性疾病的發生。肝臟有大量的免疫細胞參與免疫反應,研究發現巨噬細胞是人體肝臟中占比最大(80%～90%)的免疫細胞,它與NAFLD的發展和嚴重程度密切有關[11]。在NAFLD患者中,門靜脈周圍會出現巨噬細胞的浸潤,它在炎癥證據出現之前的早期階段就能被觀察到。此外,巨噬細胞能夠產生多種炎癥因子,如核因子κB(NF-κB)、TNF-α、白細胞介素2(IL-2)、IL-6、白細胞介素8(IL-8)等,也在NAFLD的進展中起著重要作用[12]。NF-κB作為炎癥基因的核轉錄調控因子,其被激活后,進入細胞核,促進炎癥因子基因的轉錄表達,釋放大量的炎性因子,在進入肝臟后,導致肝細胞發生氧化應激,激活線粒體上的促凋亡蛋白表達,促進肝細胞凋亡,加劇 NAFLD的發展[13]。TNF-α是介導肝臟細胞損傷的重要調控因子之一,也是炎癥和代謝在NAFLD發生發展中起關鍵作用的橋梁。研究表明,TNF-α通過 NF-κB、p38 絲裂原蛋白活化激酶等途徑來調節炎癥信號通路,加劇NAFLD的炎癥反應[14]。IL-2 可促進活化 B 細胞增殖,同時也是所有 T 細胞亞群的促生長因子,還能正反饋調節 TNF-α等細胞因子的產生,導致NAFLD 肝臟中 IL-2 的進一步增多[15]。IL-6 能夠抑制脂蛋白酯酶的活性,從而使脂肪分解能力下降,促進肝臟脂肪的形成。IL-8 可引起炎癥細胞在肝臟中的積聚并引起炎癥反應,肝臟細胞中脂質的累積也能刺激Kupffer細胞釋放 TNF-α,進一步促進 IL-8 的產生,參與肝細胞炎癥反應,導致肝臟細胞損傷加劇[16]。

1.4 自噬

自噬是通過形成雙層膜自噬體包裹待降解物與溶酶體結合,自我消化過量或有缺陷的細胞器以維持體內平衡的細胞內過程。自噬可分為三類:巨自噬、微自噬、分子伴侶介導的自噬,其中最常見的是巨自噬。自噬與NAFLD有關,其中巨自噬是調節 NAFLD 的主要自噬類型。在NAFLD 患者中肝臟自噬功能受損,自噬水平降低,且在NAFLD不同階段,自噬表現出不同的功能,在NAFLD早期階段,自噬能夠抑制細胞凋亡[17],而晚期階段自噬則是促凋亡作用,這也從側面說明在自噬參與NAFLD發展的整個階段[18]。多種途徑通過調節自噬,來影響肝臟中脂質的形成,參與NAFLD的發展。Atg7是自噬相關(ATG)基因家族中的核心成員,它能驅動經典降解自噬的主要階段,其表達異常,會導致細胞中自噬功能的缺陷。研究發現在Atg7敲除的小鼠中,肝臟自噬活性明顯下降,細胞內脂質的堆積增多,導致小鼠 NAFLD 的形成[19]。磷酸肌醇 3-激酶 (PI3K)是激活雷帕霉素靶蛋白(mTOR)的關鍵調控元件,而后者被認為是ATG基因上游重要調節分子。在PI3K抑制劑3-甲基腺嘌呤處理后,能夠阻斷自噬體的形成,增加肝細胞中脂質含量,促進NAFLD的形成[20]。

1.5 脂肪因子

脂肪因子是由組織分泌調控脂肪細胞的小分子蛋白質,主要包括脂聯素(ADPN)、瘦素(LP)。ADPN是一種影響肝臟脂肪和葡萄糖代謝的脂肪因子,它與脂聯素受體1(AdipoR1)和脂聯素受體2(AdipoR2)相互作用,AdipoR2主要在肝組織中表達。臨床研究表明NAFLD患者血清中ADPN水平較低,且與脂肪肝嚴重程度呈負相關[21]。此外,NAFLD患者的血清脂聯素水平降低,并與肝臟壞死性炎癥程度相關,由此認為低脂聯素血癥將導致NAFLD病情的發展,這可能與ADPN作用于甾體調節元件結合蛋白-1C,抑制脂肪脂解有關[22]。研究表明,LP與 NAFLD 發展關系密切,LP可以導致NAFLD中肝星狀細胞的活化,促進NAFLD向肝纖維化發展[22]。此外,LP還與IR相關,當胰島-脂肪細胞之間反饋調節機制受到破壞,胰島素對LP的敏感性下降,誘導IR,而當肝臟發生IR,使得肝細胞內的脂肪酸含量升高,促進肝細胞內 TG 的合成增加,導致NAFLD的形成[23]。

1.6 腸道菌群

研究表明腸道細菌也是誘發NAFLD重要因素,NAFLD患者中腸道菌群過度生長會引起腸道通透性增加,腸道細菌成分進入血液循環系統形成慢性內毒素血癥,由此引發肝臟炎癥發生加劇NAFLD的發展[24]。此外,腸道營養不良會破壞有益菌群和有害菌群之間的不平衡,如改變厚壁菌門/擬桿菌門比例、產酒細菌的相對豐度、有害菌屬的生長以及有益菌的減少,二者共同作用導致腸道黏膜屏障受損,促進 NAFLD 的發展[25]。研究發現,在NAFLD的發生和發展過程中,由于腸黏膜屏障破壞,腸道通透性增加,大量腸道細菌代謝物、細菌成分等有害物質通過門靜脈進入肝臟,它們會加劇肝臟的炎癥反應、氧化應激和脂質積累,從而進一步加劇NAFLD的損傷程度和纖維化進程[26]。此外,腸道來源的脂多糖(LPS)能夠激活內皮細胞中的TLR4和樹突狀細胞中的TLR9,導致大量促炎細胞因子和趨化因子釋放,介導肝臟的炎癥和病理損傷[27]。LPS會引起體內炎癥和代謝紊亂,例如增加脂肪消耗,升高循環游離FFA和TG,FFA在肝臟中的沉積還可能誘發炎癥和IR,進一步促進NAFLD的發展[28]。

1.7 遺傳因素

NAFLD的遺傳生物標記包括DNA序列變異,例如單核苷酸多態性(SNP),目前在NAFLD中研究最深入的SNP是rs738409和rs58542926,分別位于PNPLA3和TM6SF2中。PNPLA3是一種由481個氨基酸組成的甘油三酯水解酶,在肝細胞和脂肪細胞中具有脂肪酶活性。PNPLA3基因突變與NAFLD相關。在PNPLA3基因的rs738409變體的GG基因型的情況下,I148M突變蛋白在脂滴中積累并誘導肝臟脂肪變性。PNPLA3-I148M 基因突變會使甘油三酯水解減少、肝臟VLDL分泌減少、視黃醇滯留以及肝臟中TG含量增加,導致TG在肝細胞內聚集,加快 NAFLD 的病情進展[29]。TM6SF2 是一個多次跨膜蛋白,它參與脂質轉移、VLDL分泌和膽固醇合成,對于TM6SF2基因的rs58542926變體(E167K),TM6SF2等位基因突變導致VLDL分泌減少,脂肪酸滯留在肝臟中,導致肝脂肪變性和NAFLD的進展[30]。

2 中藥治療NAFLD

中藥治療疾病在我國已有2000多年的歷史,在整體綜合調治、未病先防方面具有巨大的優勢。

2.1 中藥單體化合物對NAFLD的治療作用

近年來,中藥單體化合物在治療NAFLD得到了廣泛的研究,并從多靶點作用于NAFLD。如水飛薊素是從水飛薊提取的活性物質,它可以通過IRS-1/PI3K/AKT信號傳導通路,調節NAFLD大鼠肝脂肪變性程度及胰島素抵抗狀態,并改善糖代謝功能障礙[31]。山奈酚可通過調節高脂飲食誘導的NAFLD小鼠脂肪代謝,減輕氧化應激和炎癥反應,降低肝臟中丙氨酸轉氨酶(ALT)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、總膽固醇(TC)和TG水平,緩解肝臟脂肪聚集[32]。Cui等[33]發現荷葉堿可顯著改善NAFLD大鼠的肝功能和肝臟病理改變,降低NAFLD大鼠的體重、血脂水平、抑制IL-6、IL-1β和TNF-α等炎癥因子產生,其作用機制與調節甘油磷脂代謝、亞油酸代謝、α-亞麻酸代謝以及精氨酸和脯氨酸代謝有關。人參皂苷Rb2可以通過調節db/db小鼠肝組織SIRT1/FOXO1和AMPK/mTOR信號傳導通路,改善肝組織自噬功能,進而減輕肝脂肪變性程度[34]

2.2 單味藥對NAFLD的治療作用

柴胡疏散退熱,疏肝解郁,研究表明,柴胡皂苷可以顯著降低血清中ALT、谷草轉氨酶(AST)及TG水平,減少炎癥反應,抑制脂質的過氧化,在一定程度上緩解非酒精性脂肪肝,起到保肝作用[35]。丹參具有活血化瘀、涼血消癰、通經止痛的功效,莫新民等發現,丹參可以改善 NAFLD 大鼠肝內微循環和LP抵抗,升高血清腦腸肽的濃度,逆轉肝細胞脂肪變性,降低炎癥反應[36]。澤瀉具有清熱滲濕、利水消腫、化濁降脂等作用。龔杰等[37]利用游離脂肪酸誘導HepG2細胞脂肪變性,發現澤瀉提取物可以降低肝細胞內質網應激,同時可以通過抑制c-Junn 氨基端激酶(JNK)信號通路降低NAFLD大鼠氧化應激反應。研究表明[38],姜黃素可以使NAFLD肝臟組織及 L-02 細胞自噬相關蛋白 LC3Ⅱ/LC3Ⅰ的表達明顯上調,表明姜黃素可以促進細胞自噬。

2.3 中藥復方對NAFLD的治療作用

參苓白術散,主要成分為人參、茯苓、白術,是常見的補脾、胃功能的中藥復方。研究發現[39]參苓白術散可顯著改善 NAFLD 大鼠肝臟脂肪變性,降低血脂含量和TNF-α水平,增強肝功能,表現出治療 NAFLD 的良好效果。 此外,參苓白術散可以調節NAFLD 大鼠的腸道微生物群并增加有益細菌群落的豐度,尤其是產生短鏈脂肪酸的微生物群,改善其NAFLD。楊璐[40]揭示了二陳湯對NAFLD的多種改善作用,具體為二陳湯能夠顯著降低NAFLD模型大鼠的體重、血清TC、 TG、ALT、AST水平,改善肝組織病理變化,增強抗氧化應激能力,降低炎癥因子IL-6、IL-1β和TNF-α水平,證明二陳湯對NAFLD有治療作用。

3 總結及展望

由于生活習慣、飲食因素的變化,NAFLD患病率呈逐年升高趨勢。目前臨床中無特效藥物治療,闡明NAFLD的發病機制,有利于預防NAFLD 的發生并且對其治療提供理論依據。本文主要從胰島素抵抗、線粒體功能障礙導致的氧化應激、免疫系統紊亂誘導炎癥反應、自噬、脂肪因子、腸道菌群、遺傳因素等多種方面闡述了NAFLD的誘發機制以及中藥在治療NAFLD中的研究進展。由于這些NAFLD的誘發機制不僅能夠單獨作用,還能夠相互影響、協同作用,促進NAFLD發展,具體的誘發機制仍需要更深層次的探索。盡管,已有研究指出中醫藥能夠通過改善胰島素抵抗、減輕氧化應激水平、抑制炎癥因子釋放和調節腸道菌群失衡、脂質代謝等途徑來緩解NAFLD,但其發揮作用的具體機制以及有效成分尚未完全清楚,仍需進一步研究。