脂毒性诱导的非酒精性脂肪性肝炎的研究进展

李晨，闪雪纯，傅继华

(中国药科大学基础医学与临床药学学院，江苏 南京 211198)

随着生活节奏的加快和饮食习惯的改变，非酒精性脂肪肝(nonalcoholic fatty liver disease,NAFLD)已成为全球慢性肝病最为突出的形式之一，与代谢综合征密切相关，肥胖、2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)和血脂异常等是其关键的危险因素。NAFLD包括单纯的脂肪变性和非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatohepatitis,NASH)，其中前者是一种相对良性的肝脏疾病，而后者以脂肪变性、肝纤维化、肝细胞气球样化和小叶炎症等为特征，并可进一步发展为肝硬化和肝癌，威胁患者的生命健康，现已成为美国第二大最常见的肝移植适应证[1]。越来越多的证据表明，除了可能发展为晚期肝病外，NASH还会增加患心血管疾病的风险[2]。因此，NASH现已成为严重的公共社会卫生问题之一，引起全球的高度关注。脂毒性是指血中游离脂肪酸(free fatty acid,FFA)水平升高后超出各组织对FFA的氧化利用能力，使过多的FFA以甘油三酯(triglyceride,TG)形式在非脂肪组织(肝脏、肌肉及胰腺)中过度沉积而造成该组织的损伤，现普遍认为脂毒性与NASH的发生发展密切相关[3]。因此，更好地理解脂毒性诱导的NASH的病理机制有助于NASH患者临床研究的开展，针对脂毒性的靶向药物的开发有望成为NASH患者的新希望。

1 脂毒性诱导NASH的病理机制

1.1 胰岛素抵抗 血浆FFA浓度升高是肥胖相关脂肪组织胰岛素抵抗(insulin resistance,IR)的标志，与T2DM的发展密切相关。正常条件下，内质网(endoplasmic reticulum，ER)可满足与蛋白质和TG合成相关的需求，而当营养处于病理过剩时就会抑制ER激活未折叠蛋白反应，并通过许多机制触发IR。临床研究表明，大多数NASH患者肥胖且伴有骨骼肌和肝脏IR。Anderwald等[4]研究发现，血浆FFA水平升高通过核转录因子-κB(nuclear transcription factor-kappa B,NF-B)途径来抑制胰岛素信号传导并引起IR。Belfort等[5]指出血浆中微量的FFA可诱导骨骼肌IR并呈剂量依赖性，通过4 h脂质输注广泛抑制肌肉胰岛素信号传导，这种变化与肌细胞内脂质积累和各种脂质衍生的毒性代谢物的增加有关。阿昔莫司(一种烟酸类似物和脂肪组织脂肪分解抑制剂)可通过降低血浆FFA浓度，有效改善具有强T2DM家族史的非糖尿病受试者[6]以及肥胖和T2DM受试者的肌肉胰岛素敏感性[7]。Cusi等[8]等证实，瘦体型健康受试者输注脂质2～4 h后即出现明显的肝脏IR，这种IR呈血浆FFA剂量依赖[5]，给予阿昔莫司可通过降低血浆FFA浓度使肝脏胰岛素敏感性部分恢复[6]。由此可见，过量的FFA与肝脏、骨骼肌的胰岛素敏感性密切相关。

1.2 氧化应激 线粒体功能受损是NAFLD中由单纯性脂肪变性发展为脂肪性肝炎的关键，提示NASH是一种线粒体疾病，与氧化应激(oxidative stress,OS)的发生密切相关[9]。脂毒性似乎是导致OS发展的核心，这可能是由于肝脏内过多的FFA堆积，线粒体代偿性适应这种变化使得β-氧化增强，乙酰CoA生成增多，造成三羧酸循环产生的还原型NADH和FADH2增多，二者在呼吸链传递中氧化产生过多的ROS，这些ROS又可攻击呼吸链复合物、线粒体DNA，对线粒体的超微结构造成破坏。而这一过程又可导致肝细胞代谢功能障碍和ROS大量产生，形成了脂毒性介导的ROS诱导ROS产生的恶性循环，引起OS，进而触发脂质过氧化、细胞因子释放和细胞死亡[10]。Rolo等[11]也进一步证实了肝细胞中脂质的积累损害了线粒体的氧化能力，增加了电子传递链复合物的还原状态并激活脂肪氧化的过氧化物酶体和微粒体途径，产生过量的ROS和活性醛衍生物。Li等[12]提出饱和FFA还通过溶酶体破坏和组织蛋白酶B活化诱导线粒体功能障碍和OS，Wu等[13]采用棕榈酸(palmic acid,PA)孵育人和小鼠肝细胞，观察到明显的线粒体功能障碍并呈剂量依赖性，同时伴有线粒体膜透化和ROS增加现象，采用甘草甜素通过稳定溶酶体膜、抑制组织蛋白酶B的表达，可有效减轻FFA诱导的线粒体氧化应激，支持上述观点。

1.3 炎症反应 高脂肪饮食可导致肥胖，同样也会引起慢性炎症反应，这是由于肥胖时脂肪细胞增生肥大，释放出的大量FFA通过与Toll 样受体4(Toll-like receptor 4,TLR4)结合激活NF-B，诱导炎症因子产生。许多体内和体外实验证明，饱和脂肪酸(saturated fatty acids,SFA)具有促炎作用，肝脏中FFA及脂毒性代谢物的积累可诱发慢性炎症，激活肝细胞炎症通路[14]。此外，肝细胞气球样变时，应激激酶c-Jun N-氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)过度激活，募集炎性细胞，促进肝细胞炎症反应的发生。脂毒性损伤的肝细胞中，过多的FFA加剧了IR，进一步推动炎症[15]和纤维化[16]的发展。肝巨噬细胞由常驻巨噬细胞Kupffer细胞(KCs)和从全身循环进入肝脏的巨噬细胞组成，KCs是炎性细胞因子的主要来源，实验性敲除KCs可预防高脂肪饮食诱导的啮齿动物的肝脏脂肪变性和炎症[17]。巨噬细胞通过释放白介素-6和转化生长因子-β直接激活肝星状细胞(hepatic stellate cells,HSCs)，表达相关细胞因子和趋化因子，使炎症和纤维发生永久化[18]。肝脏炎症发生后激活组织修复机制，通过刺激肝细胞增殖以及细胞外基质(extracellular matrix,ECM)重塑来替换受损的肝细胞，但若炎症持续存在，将导致ECM形成细胞的募集和激活，最终过多的ECM沉积导致肝纤维化。

1.4 细胞凋亡 细胞凋亡是从脂肪变性到脂肪性肝炎进展的特征性标志之一，与NAFLD患者比较，NASH患者的细胞凋亡率更高。PA可诱导胰腺β细胞、心肌细胞、微血管内皮细胞和肝细胞中的细胞凋亡[19]。NASH中的细胞凋亡由外源性(由细胞因子和死亡受体介导)和内源性(由线粒体或内质网功能障碍介导)途径引发，特别是后者。FFA刺激多种肝细胞诱导细胞脂肪变性和与线粒体膜去极化、细胞色素C释放相关的半胱天冬酶依赖性细胞凋亡，提示细胞凋亡的线粒体途径激活。此外，饱和FFA通过激活促凋亡Bcl-2蛋白Bim和Bax诱导JNK依赖性细胞凋亡，触发线粒体细胞凋亡途径[20]。Feldstein等[21]研究指出FFA诱导Bax活化并易位至溶酶体，导致溶酶体透化和组织蛋白酶B释放，激活细胞凋亡的溶酶体途径。简而言之，在脂肪变性的肝细胞中，循环FFA可以激活无数的细胞内反应，包括JNK、TLR4和Bax活化、溶酶体透化和ER应激等，这些变化逐渐累积放大，最终导致线粒体透化和肝细胞凋亡。因此，由脂毒性导致的肝细胞凋亡易感性增强，可能是进行性脂肪性肝炎发展的重要原因。

2 NASH的治疗措施

2.1 生活方式干预 肥胖作为NASH 的重要危险因素之一，通过合理的饮食指导或体育锻炼等生活方式干预有助于减轻肥胖患者体重，改善肝脏脂肪变性。研究结果显示，每周200 min适度的体育锻炼干预48周后，总体重减少7%以上的NASH受试者脂肪变性、小叶炎症和球囊损伤的发生显著减少，纤维化没有变化[22]。由通过干预生活方式实现减肥很难，很多患者难以长期坚持，因此减肥手术已成为一种有效的替代方案，Roux-en-Y胃旁路术或腹腔镜调节胃束带，均可显著改善并发症(如糖尿病、高血压和血脂异常)以及肝脏组织学(如脂肪变性、坏死性炎症和气球样变等)，而这种手术方式对于纤维化的影响尚无明确统一的定论[23-24]。在短期研究中，总体重减轻≥5%是降低TG积累的最小阈值，而改善坏死性炎症则可能需要体重减轻7%～10%[3]。目前通过体育锻炼、饮食控制或减肥手术改善NASH的最佳干预方式仍有待发现，需要进一步开展大样本、多中心、长期对照试验进行临床研究。

2.2 药物治疗干预

2.2.1 维生素E 维生素E作为一种重要的抗氧化剂，能够改善正常代谢过程中细胞内产生的自由基的影响以及OS，许多研究结果表明维生素E在肝脏疾病中有潜在的治疗作用。 在一项非糖尿病NASH成年患者的随机对照试验中，相比于安慰剂组，维生素E与NASH的改善率显著相关，可有效降低血清丙氨酸氨基转移酶(alanine aminotransferase,ALT)和天冬氨酸氨基转移酶(aspartate aminotransferase,AST)水平，减轻肝脂肪变性和和小叶炎症，而纤维化评分没有改善[25]。Hoofnagle等[26]指出维生素E治疗NASH的疗效与改善血清ALT的水平有关，并且维生素E和体重减轻对ALT和组织学病理特征的影响是独立的，因此即使是体重减轻的患者也受益于维生素E治疗。由此可见，维生素E在NASH的治疗中有较好的临床应用前景，因为它可能靶向不同于胰岛素敏化剂的细胞内途径，为NASH的联合治疗提供了新的思路。

2.2.2 二甲双胍 二甲双胍作为一种双胍类药物，与肝脏葡萄糖和脂质代谢的主要代谢调节剂-AMP活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)的激活密切有关。随着研究不断深入，二甲双胍在抑制肝脏糖异生、改善肝脏脂肪酸代谢、提高脂肪酸氧化、抑制脂肪生成和增强胰岛素敏感性方面的优势已得到充分证实[27]。Hajjar等[28]阐述了二甲双胍可降低NAFLD中肝细胞TG的积累并预防肝脏肿瘤发生，同时抑制由肥胖引起的炎症。Loomba等[29]认为二甲双胍对 NASH患者的肝脏组织学病变的改善具有一定的疗效，而Rakoski等[30]研究结果表明二甲双胍对NASH患者的肝脏组织学病变的影响较小。因此，二甲双胍在改善NASH中肝脏组织学病变的作用尚存在争议，仍需更多的临床数据验证。

2.2.3 噻唑烷二酮类 过氧化物酶体增殖物激活受体(peroxisome proliferators-activated receptors,PPARs)是在肝脏和其他代谢组织中表达的一组核受体，其转录调节脂肪酸β-氧化、胰岛素分泌等代谢过程，并调控肝脏、脂肪和骨骼肌中的胰岛素敏感性。噻唑烷二酮类(thiazolidine-diketones,TZDs)是一类选择性PPAR-γ配体，对葡萄糖和脂质代谢以及炎症反应有着广泛影响，其中应用较为广泛的是吡格列酮。TZDs可减轻NASH患者的肝脏炎症，调节脂肪和肝脏胰岛素信号传导，增强组织对胰岛素敏感性，改善肝脏组织学病变[31]。值得注意的是，TZDs在充血性心力衰竭、骨丢失和膀胱癌方面的安全性一直存在争议。由于吡格列酮可能会增加患膀胱癌的风险[32]，美国FDA建议在患有膀胱癌的患者中禁用吡格列酮，有膀胱癌病史的患者谨慎使用，因此目前它的临床使用主要针对T2DM伴有NASH的患者。

2.2.4 胰高血糖素样肽1类似物 胰高血糖素样肽1(glucagon-like peptide 1,GLP-1)通过诱导胰岛素生物合成和释放，增加机体对胰岛素的敏感性，从而调节葡萄糖代谢。GLP-1类似物exendin-4可降低小鼠肝脏转氨酶水平，减轻IR和TG积累。艾塞那肽为exendin-4的人工合成品，可调节NASH患者肝细胞中PPAR-γ/PPAR-α及蛋白激酶B(protein kinase B,Akt)和AMPK的磷酸化表达[33]，但尚不清楚这种调节作用是由血糖降低、体重减轻造成，还是由肝脏GLP-1信号传导激活直接影响。除此之外，持久的GLP-1类似物semaglutide(NCT02970942)正在全球进行NASH患者的临床试验[34]。总体来看，靶向GLP-1途径的药物治疗NASH患者具有一定的疗效，但对肝纤维化的改善效果不佳。

2.3 靶向脂毒性的新兴药物

2.3.1 硬脂酰辅酶A去饱和酶-1抑制剂 硬脂酰辅酶A去饱和酶-1(stearoyl-CoAdesaturase-1,SCD-1)是一种催化单不饱和脂肪酸合成中的限速酶，给予高脂饮食喂养的SCD-1基因缺陷小鼠，出现较轻的肝损伤和IR现象，可见该靶标在NASH治疗中的潜力。Aramchol是一种脂肪酸-胆汁酸结合物，它不仅具有强大的SCD-1拮抗活性，还可通过刺激ABCA1转运蛋白激活胆固醇流出[35]。在动物实验中，Aramchol能有效地减少脂肪变性、炎症及纤维化这三大NASH的病理特征。在一项为期3个月的研究中，Aramchol(300 mg·d-1)耐受性良好，没有明显的副作用，并且有效减少肝脏脂肪变性[35]。目前Aramchol治疗NASH患者的多中心2b期试验(NCT02279524)正在进行中。

2.3.2 乙酰辅酶A羧化酶抑制剂 乙酰辅酶A羧化酶(acetyl CoA carboxylase,ACC)催化乙酰辅酶A的不可逆羧化产生丙二酰辅酶A，并参与肝脏中的FA合成。NASH患者体内脂肪新生明显加快，因此ACC抑制剂极有可能减少脂质的合成或加速其分解。研究表明，抑制ACC活性能减少脂质合成，增强脂肪酸氧化代谢，从而降低脂肪肝患者肝内TG含量。Lawitz等[36]研究发现，GS-0976作为一种ACC小分子抑制剂，治疗NASH患者12周后可有效减少肝脏的脂肪含量，但对纤维化病变几乎没有影响。而Loomba等[37]发现GS-0976治疗NASH患者12周可有效减少肝脏脂肪变性，降低纤维化及肝脏生物化学标志物水平。因此，对于GS-0976能否改善NASH患者的纤维化病变仍存在争议。

2.3.3 二酰基甘油酰基转移酶抑制剂 二酰基甘油酰基转移酶(diacylgycerol acyltransferase,DGAT)是催化TG合成最后步骤的关键酶，有DGAT1和DGAT2 两种亚型，是治疗代谢性疾病的新靶点。Pradigastat(LCQ908)是一种口服活性DGAT1抑制剂，可有效降低健康人类受试者的餐后TG和家族性乳糜微粒血症综合征患者的空腹TG[38]，现已进入NAFLD治疗的临床试验阶段(NCT018 11472)。PF-06865571是一种新型的DGAT2抑制剂，目前正在进行NASH的临床Ⅰ期试验(NCT03513588)，并可能和法尼酯X受体激动剂tropifexor进行NASH联合治疗的临床研究。

2.3.4 CCR2/CCR5拮抗剂 肝纤维化的严重程度是脂毒性诱导的NASH患者发病率和死亡率的最强预测因子，cenicriviroc作为趋化因子受体CCR2 /CCR5的拮抗剂，是一种抗纤维化药物，可有效减轻啮齿动物的肝脏和肾脏纤维化。在一项NASH患者的2b期试验中，第1年cenicriviroc未到达其研究的主要终点，与安慰剂组相比，在改善NASH的肝组织学方面没有差异，整个过程中NASH患者耐受性良好[39]。但试验中cenicriviroc治疗能够到达几个关键的次要终点，例如与基线数据相比，cenicriviroc有效改善2至3级肝纤维化和气球样变[39]。由于该试验中涉及的样本量较少，因此其疗效及安全性仍需进一步深入研究。

3 问题与展望

近年来，人们越来越意识到脂质的肝脏积累(NAFLAD/NASH)已成为日益严重的医疗问题，其中NASH作为一种潜在的进行性肝病，不仅影响患者生命健康，同时也给患者带来较大的经济压力。因此研究者必须重视肥胖和脂毒性在NASH发病机制中的作用，通过预防或减轻脂毒性对肝细胞的损伤达到治疗效果。目前临床上治疗NASH患者的方法有很多，虽可有效减少肝脏脂肪变性，但对于其核心病理变化—纤维化的改善效果并不理想。随着医学水平的不断提高，靶向治疗已成为临床研究的热点，越来越多的科学家着眼于靶向脂毒性的药物研发，许多有效的靶点药物正在进行临床试验或临床前试验。基于基础和转化研究的不断深入，我们清楚地意识到很难发现脂毒性诱导的NASH的通用疗法。因此，未来的临床工作需要给予NASH患者个体化方案，针对疾病不同阶段的特定致病机制采取相应的治疗措施，从而全面有效地改善或控制疾病的发展，提高患者的生存质量。