肿瘤坏死因子?α在非酒精性脂肪性肝病中的作用机制及其综合治疗
作者:孙惠 赵彩彦 作者单位:050051 石家庄市,河北医科大学第三医院感染科
非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)是指除外酒精和其他明确的损肝因素所致的,以弥漫性肝细胞大泡性脂变为主要特征的临床病理综合征,包括单纯性脂肪肝(SS)、非酒精性脂肪性肝炎(NASH)和脂肪性肝硬化(NAFH)3种类型。近年来由于人们生活方式及饮食结构等的改变,NAFLD的患病率日益增高,其对公众健康的危害性受到普遍关注。目前NAFLD的发病机制尚未完全阐明,广为接受的是Day等[1]提出的“二次打击”学说。肿瘤坏死因子?α(TNF?α)作为介导肝脏损伤的主要细胞因子,在肝脏“二次打击”过程中发挥重要作用,参与NAFLD的发生发展。 1 NAFLD的发病机制
“二次打击”学说认为胰岛素抵抗(IR)在NAFLD的发病机制中占有核心地位。初次打击主要为IR,以IR为主的多种因素引起肝脏脂质代谢紊乱、肝细胞脂质堆积、肝细胞脂肪变性,促使肝细胞对各种损伤的易感性增高强;二次打击主要为脂质过氧化、氧应激导致反应性氧化代谢产物增多及促炎细胞因子释放、线粒体功能异常等,最终脂肪变性的肝细胞发生炎症、坏死甚至纤维化,如不能及时阻止,将逐渐进展为肝纤维化和肝硬化。
胰岛素对脂肪代谢的作用主要为促进脂肪合成和抑制脂肪分解。临床研究表明,几乎所有NAFLD患者都存在肝脏的IR,且不一定伴有糖耐量异常或肥胖,其严重程度与NAFLD的病情进展及其预后相关。IR时机体内胰岛素对脂肪代谢的调节作用减弱,导致脂肪组织分解及释放游离脂肪酸(free fatty acid,FFA),循环中FFA增多引起肝细胞内FFA堆积,大量的FFA通过多种途径损伤肝细胞。另外,三酰甘油合成增多、极低密度脂蛋白合成及分泌相对减少、β氧化障碍及线粒体功能障碍等,导致三酰甘油在肝脏沉积,促使NAFLD的发生。
脂质过氧化即氧应激增强后发生的活性氧簇(reactive oxygen species,ROS)氧化生物膜,并与膜磷脂的多不饱和脂肪酸发生过氧化反应,形成脂质过氧化物的过程。肝细胞经初次打击后,在伴存或继发的IR、FFA增多、三酰甘油储积、肝细胞能量储备不足等情况下极易发生氧应激与脂质过氧化损伤。三酰甘油过量储积及FFA在线粒体大量氧化,将产生超氧阴离子和ROS,对肝细胞的毒性增强,进一步加速肝细胞脂肪变性。脂质过氧化物还可以抑制抗氧化系统,增加对外源性过氧化物损害的敏感性,并诱导中性粒细胞浸润,最终导致NASH及NAFH形成。另外,一些其他因素可通过增加脂质过氧化损伤加强对肝脏第二次打击的力度,如内毒素、铁沉积、TNF?α、产生ROS代谢产物的药物等。
2 TNF?α与“二次打击”学说
TNF?α是一种促炎细胞因子,在正常情况下主要是由脂肪组织产生,在机体炎性反应、组织损伤等过程中发挥重要作用。国外动物实验显示,TNF?α缺乏导致肥胖小鼠对胰岛素敏感性有了极大提高。Hui等[2]发现,通过抑制TNF?α的高血清水平,可改善个体NAFLD状态。因此认为,TNF?α参与肝脏脂质代谢异常和IR的发生,是介导肝脏损伤及加速NAFLD进展的主要细胞因子。
2.1 TNF?α与IR 研究发现,NAFLD患者体内的血清TNF?α水平高于正常水平。De Taeye等[3]认为,TNF?α的高血清水平与IR及脂肪积累程度有关。大量研究证实TNF?α可通过多种作用机制直接或间接导致IR:TNF?α通过胰岛素受体底物?1(IRS?1)/ IRS?2丝氨酸磷酸化,抑制IRS?1/IRS?2酪氨酸磷酸化,抑制磷脂酰肌醇?3激酶活性,损害胰岛素信号通路;TNF?α通过抑制过氧化物酶体增殖物活化受体γ(PPAR?γ)、脂联素、IRS?1等的作用,下调胰岛素敏感性;TNF?α直接抑制脂肪细胞中葡萄糖转运蛋白4的表达,诱发IR;TNF?α通过加速脂肪组织脂解,使血浆FFA浓度增高,加重IR程度;TNF?α可激活其他细胞因子,如白细胞介素6(IL?6)、IL?8等细胞因子及相应黏附分子的表达,诱发炎症瀑布反应,进一步加重IR。另外,在ob/ob小鼠和其他动物IR模型中发现,核因子?κB抑制蛋白激酶β(IKK?β)被缓慢激活,通过抑制IKK?β的活性,可消除IR,因此认为IKK?β很可能在IR的分子机制中具有重要作用。IKK?β主要被循环中TNF?α激活,而TNF?α是核因子?κB的诱导剂,从而形成一个自我增强的反馈机制,维持慢性IR及TNF?α的产生。因此,改善IR是治疗NAFLD的一项有效措施。近年应用胰岛素增敏剂罗格列酮、盐酸二甲双胍等药物治疗NAFLD取得了令人兴奋的效果,患者IR得到明显改善[4]。
2.2 TNF?α与氧应激及脂质过氧化损伤 脂质过氧化可损害肝细胞膜直接导致肝细胞死亡[5]。TNF?α通过降低肝细胞脂肪酸氧化过程中重要受体PPAR?γ的表达,促进脂肪酸蓄积及线粒体ROS表达。ROS与膜磷脂的多聚不饱和脂肪酸相互作用,释放强毒力的脂质过氧化产物4?羟化壬烯和丙二醛,一方面直接损伤肝细胞,另一方面可诱导TNF?α的产生,导致肝细胞发生炎症、坏死和纤维化,构成对肝脏的“第二次打击”,最终导致NAFLD的进展[6]。另外,TNF?α能介导内毒素的多种生物学作用,导致IR、加重脂质过氧化损伤。 3 NAFLD的综合治疗
NAFLD早期具有很大的隐蔽性,大部分患者无症状,日常活动不受影响,掩盖了肝脏病变及其持续进展带来的恶果。目前临床对NAFLD仍缺乏标准化的诊疗方案,多采用饮食调整、体育锻炼及药物治疗等综合治疗措施,旨在防治NAFLD的相关危险因素,阻止病情进展,延长患者生命及提高其生活质量。
NAFLD患者的综合处理应坚持以下几点[7,8]:(1)治疗前对患者进行评估,确立NAFLD 的诊断,了解病变程度;(2)建立良好的医患关系,进行长期性、系统性和个体化治疗;(3)坚持以改变患者生活方式作为基础治疗;(4)积极治疗原发疾病,避免其他肝损害因素;(5)对NAFLD伴肝功能异常和(或)代谢综合征者,经基础治疗3~6个月无效,肝活检证实为NAFLD且随病程进展者,可采用药物辅助治疗;(6)药物治疗无效的重症病态性肥胖可考虑进行减重手术,对急性肝功能衰竭和终末期肝病患者则需考虑肝移植术;(7)通过对临床表现、影像学、实验室和肝组织学检查的动态观察,对代谢综合征及其他危险因素和心脑血管事件进行监测,评估干预措施的疗效和安全性,并指导后续治疗。
3.1 生活方式干预 生活方式干预包括行为纠正、饮食调整和运动。这些基础治疗可在一定程度上改善NAFLD病变,为药物干预创造条件并提高其疗效,改善患者生活质量。有报道对84例NAFLD儿童进行单纯饮食控制和锻炼,1年后观察到患儿IR程度和肝脏病变均得到明显改善[9]。欧洲观察以适当增加饮食中蔬菜、水果、坚果和橄榄油的摄入,控制饮酒(男<20 g/d,女<6 g/d)、戒烟及适当运动(200 min/周,30 min/d)为主要特点的地中海式生活方式,可使长期遵循的70~90岁老年人的全因病死率及个因病死率下降50%以上[10]。另外,对患者进行生活方式干预过程中,可实施简单可行的个体化心理治疗措施,保持患者积极健康的心态。
3.2 药物治疗 对于NAFLD不断进展、经基础治疗3~6个月无效的患者可采用药物辅助治疗。药物治疗不仅在于阻止肝脏疾病进程,更应注重全面防治代谢紊乱及其并发症的发生。相关药物包括降脂药、胰岛素增敏剂、肿瘤坏死因子抑制剂、抗氧化剂、细胞保护剂、降压药及肠道微生态制剂等。 3.2.1 降脂药:NAFLD特征性表现是三酰甘油的生成过多以及VLDL的生成减少,导致三酰甘油在肝细胞内过度积聚。目前,临床通过应用降脂药物治疗NAFLD取得了一定疗效。这些药物包括奥利司他、芬特明、西布曲明、普罗布考、吉非罗齐、他汀类及贝特类药物等。成人体重下降<0.45 kg/月,通常意味无效减肥,但快速减重>1.6 kg/周者有24%可出现汇管区炎症和纤维化加重。另外,降脂药应用过程中可有一过性丙氨酸氨基转移酶(ALT)增高,因此在治疗中当ALT>80 U/L时应考虑减量或停药观察。
3.2.2 胰岛素增敏剂:胰岛素增敏剂包括噻唑烷二酮类和二甲双胍两类药物,可改善NAFLD患者的IR状态,提高胰岛素的敏感性,减少FFA、TNF?α及其他炎性细胞因子对肝细胞的毒性。胰岛素增敏剂有助于NAFLD患者血清ALT水平复常,部分患者肝脏组织学有不同程度改善。Comar等[11]发现,罗格列酮和匹格列酮治疗NASH有效,可使肝纤维化减轻,但该类药物长期使用的安全性需要进一步研究。因此在应用胰岛素增敏剂治疗NAFLD领域仍存在一些问题,如NAFLD患者的选择、个体用药的剂量、有效的肝脏组织学评估方法尤其是对肝纤维化的影响、不良反应发生时的效应比等。 国外研究显示,用二甲双胍治疗NASH,能有效逆转脂肪肝,二甲双胍组转氨酶水平显著降低(50%),胰岛素的敏感性显著提高。另一研究中7例经饮食运动及熊去氧胆酸(ursodesoxycholic
acid,UDCA)药物治疗无效的NAFLD患者,给予二甲双胍治疗6个月,近60%的患者转氨酶水平恢复正常,IR程度减轻[12]。二甲双胍兼具一定的减肥作用,但对于NAFLD伴有肝功能损害的患者,服药期间应密切监测血中的乳酸浓度[11]。最近也有报道称未发现二甲双胍对血清乳酸水平的影响,因此二甲双胍的应用仍需要临床医生的密切观察和进一步研究。目前美国正在进行一项前瞻性多中心试验,观察二甲双胍对儿童NAELD的疗效,其结果值得期待。
3.2.3 肿瘤坏死因子抑制剂:己酮可可碱(Pentoxifylline,PTX)是甲基黄嘌呤的衍生物,为血管扩张剂,具有抑制TNF?α生成的作用。近年来研究发现,PTX能抑制TNF?α及IL?6生成、刺激前列腺素的合成,并且具有抗炎、抗氧化和抗纤维化的作用,能改善肝组织的能量代谢和功能[13]。PTX可降低高脂饮食所致NASH模型大鼠ALT水平,减轻肝组织炎症损伤和纤维化程度[14]。虽然PTX在治疗NAFLD领域取得了可喜的成绩,但PTX治疗过程中出现的不良反应尚需进一步研究。国外报道:20例NASH患者接受PTX治疗(400 mg,4次/d)12个月后,45%的患者转氨酶水平显著降低,其余大部分患者均因恶心、呕吐等原因退出试验。
3.2.4 抗氧化剂和肝细胞保护剂:抗氧化剂和肝细胞保护剂的主要作用是阻止氧应激及脂质过氧化对生物膜的结构性和生化性破坏,具有抗坏死、抗凋亡、抗炎、抗肝纤维化及促进细胞生长等功效[15]。近来,一些传统的保肝药亦显示出具有调节胆汁酸代谢和糖脂稳态及改善IR的作用,包括维生素E、C、多烯磷脂酰胆碱、水飞蓟素、甜菜碱、UDCA、S?腺苷甲硫氨酸、牛磺酸及N?乙酰半胱氨酸等。最新临床资料表明,抗氧化剂可显著改善患者ALT水平[16]。另外,中医药在抗肝纤维化方面具有良好的疗效和较少的不良反应,复方鳖甲软肝片、丹参化纤胶囊、丹参和丹参复合制剂等均有不同程度的抗肝纤维化的作用。
3.2.5 血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂:NAFLD患者常伴有高血压,临床上应用血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂治疗取得了较好的效果。它通过激活PPAR?γ降低IR,减少氧应激改善炎症,阻止肝星状细胞激活而抗肝纤维化。初步的动物试验和临床研究表明,奥美沙坦和氯沙坦可改善NASH患者的血清生化指标和肝组织学病变[17,18]。
3.2.6 肠道微生态调整剂:部分研究认为肠道微生态调整剂是治疗NAFLD的一种选择,它能调节干扰肠肝轴的肠道菌群,改善肠道屏障功能和细胞因子反应,改善肝功能和减少肝细胞内炎症。动物实验和少数临床观察均表明,口服肠道益生菌、乳果糖和非吸收性的抗生素可改善肝功能和肝组织炎性反应。但是循证医学数据显示,应用肠道益生菌治疗NAFLD,只有部分患者对其有较好的耐受性,肝功能部分指标得到改善,脂质过氧化标记物减少,因此认为肠道益生菌在NAFLD中的确切疗效仍需要大量的研究证实[19]。也有研究认为,肠道微生物可通过影响能量的摄取调节NAFLD患者的体重,但其应用的安全性还在进一步的论证中。
目前大批治疗NAFLD的药物或多或少的显示出良好的治疗作用,但是尚无完全有效、作用肯定的药物可供临床使用,大部分药物仍需进一步多中心、随机、对照及双盲的临床研究,因此,NAFLD的治疗仍需要进行综合治疗。随着对TNF?α在NAFLD发病机制中作用的深入研究,新的治疗手段和更具有强针对性及安全性的药物将会不断出现。 【参考文献】
1 Day CP,James OFW. Steatohepatitis a tale of two hits. Gastroenterology,1998,114: 842?845.
2 Hui JM,Hodge A,Farrell GC,et al. Beyond insulin resistance in NASH: TNF?alpha or adiponectin? Hepatology,2004,40:46?54.
3 De Taeye BM,Novitskaya T,Mc Guinness OP,et al.Macrophage TNF alpha contributes to insulin resistance and hepatic steatosis in diet?induced obesity. Am J Physiol Endocrinol Metab,2007,293:713?725.
4 Bugianesi E,Gentilcore E,Manini R,et al. A randomized controlled trial of metformin versus vitamin E or prescriptive diet in nonalcoholic fatty liver disease. Am J Gastroenterol,2005,100:1082?1090.
5 胡云龙,赵彩彦,刘晓梅.脂肪性肝病大鼠血清肿瘤坏死因子与肝病理损害的关系.河北医药,2007,29:1254?1255.
6 Garcia Ruiz I,Rodriguez Juan C,Diaz Sanjuan T,et al. Uric acid and anti?TNF antibody improve mitochondrial dysfunction in obob mice. Hepatology,2006,44:581?591.
7 Adams LA,Angulo P. Treatment of non?alcoholic fatty liver disease. Postgrad Med J,2006,82:315?322.
8 Farrell GC,Chitturi S,Lau GK,et al.Guidelines for the assessment and management of non?alcoholic fatty liver disease in the Asia?Pacific region: executive summary.J Gastroenterol Hepatol,2007,22:775?777.
9 Nobili V,Marcellini M,Devito R,et al. NAFLD in children:a prospective clinical?pathological study and effect of lifestyle advice. Hepatology,2006,4:458?465.
10 Knoops KT,de Groot LC,Kromhout D,et al.Mediterranean diet,lifestyle factors,and 10?year mortality in elderly European men and women: the HALE project.JAMA,2004,292:1433?1439.
11 Comar KM,Sterling RK. Drug threapy for non?alcoholic fatty liver disease. Aliment Pharmacol Ther,2006,23:207?215
12 Duseja A,Murlidharan R,Bhansali A,et al. Assessment of insulin resistance and effect of metformin in nonalcoholic steatohepatitis?a preliminary report.Indian J Gastroenterol,2004,23:12?15.
13 范建高,钱燕,郑晓英,等. 己酮可可碱对非酒精性脂肪性肝炎大鼠肝脏核因子?κB信号通路及胰岛素抵抗的干预作用. 中华肝脏病杂志,2006,14:762?766.
14 张莉,贾继东,张华,等,己酮可可碱治疗非乙醇性脂肪性肝炎的实验研究.首都医科大学学报,2006,27:332?336.
15 Chang CY,Argo CK,Al?Osaimi AM,et al. Therapy of NAFLD: antioxidants and cytoprotective agents.J Clin Gastroenterol,2006,40:S51?S60.
16 Lirussi F,Azzalini L,Orando S,et al. Antioxidant supplements for non alcoholic fatty liver disease and/or steatohepatitis. Cochrane Database Syst Rev,2007,24:4996.
17 Yokohama S,Yoneda M,Haneda M,et al. Therapeutic efficacy of an angiotensin II receptor antagonist in patients with nonalcoholic steatohepatitis. Hepatology,2004,40:1222?1225.
18 Hirose A,Ono M,Saibara T,et al. Angiotensin II type 1 receptor blocker inhibits fibrosis in rat nonalcoholic steatohepatitis. Hepatology,2007,45:1375?1381.
19 Lirussi F,Mastropasqua E,Orando S,et al. Probiotics for non?alcoholic fatty liver disease and/or steatohepatitis. Cochrane Database Syst Rev,2007,24:5165.