非酒精性脂肪肝发病机制——“二次打击”学说研究进展

非酒精性脂肪肝发病机制——“二次打击”学说研究进展

通常所说的NAFLD是指除外因酒精摄入过多、病毒感染、自身免疫、药物等所导致的肝脏实质细胞的脂肪变性。主要通过患者的病史、临床症状、实验室检查及超声波检查结果来综合诊断。目前认为只要有5%以上的肝脏实质细胞被脂肪浸润，就可以诊断为脂肪肝。

NAFLD是一种对人体危害很大的疾病。NAFLD不仅影响到患者的肝胆系统，还与动脉粥样硬化、多种血液系统疾病、肺部脂肪栓塞、病态肥胖、高脂血症、胰岛素抵抗等有着密切的联系。受NAFLD困扰的人群范围已从中老年人扩展到青春期后的男性和女性，甚至儿童。找出针对NAFLD的切实有效的诊疗方法来服务于人类变得越来越迫切，因此对于NAFLD发病机制的深入而细致的研究则是非常必要的。

目前，“二次打击”学说作为NAFLD的经典发病机制，已经被广泛接受。脂类在肝脏细胞的细胞质内的聚集（第一次打击）触发了一系列的细胞毒素事件（第二次打击），导致了肝脏的炎症反应。NAFLD的发生与进展主要包括胰岛素、瘦素抵抗，游离自由基的大量产生，内脏脂肪的过多堆积，脂肪组织、肝脏组织的炎症反应等。

首次打击主要是指脂肪在肝脏实质细胞内的过度聚集。这一过程已经被证实与胰岛素抵抗有关，胰岛素抵抗会导致细胞内甘油三酯的合成与转运功能紊乱。第二次打击为氧化应激反应，是在首次打击的基础上，由活性氧诱导的发生在肝脏实质细胞内的炎症反应。

胰岛素抵抗

NAFLD发病的始动因素与胰岛素抵抗有着紧密的联系。胰岛素最基本的作用是通过上调葡萄糖转运蛋白（glucosetransporters，GLUT)的含量来促进细胞对葡萄糖的吸收。当细胞进行磷酸化作用和新陈代谢时，细胞会摄取更多的葡萄糖。过多的葡萄糖会以糖原的形式储存在肝脏，供日后使用。胰岛素的另一作用是储存脂类并抑制脂类分解。脂类分解会引起循环中的游离脂肪酸升高，升高的游离脂肪酸浓度会损伤胰岛素信号，降低葡萄糖的代谢清除率，导致葡萄糖含量升高，过多的糖类聚集会使胰岛素分泌增加，造成脂类的聚集与分解失衡。由此可见，胰岛素抵抗与脂质的聚集是一个相互促进、相互影响的过程。胰岛素抵抗存在于单纯的脂肪肝和非酒精性脂肪性肝炎中，外围的胰岛素抵抗会促进外周脂肪的动员，提高血浆中游离脂肪酸的浓度。然而，肝脏的氧化作用、对游离脂肪酸的利用却是被抑制的，使通过酯化作用形成的甘油三酸酯有升高的趋势，肝脏自身分泌的甘油三酯有下降的趋势，从而导致脂肪在肝脏细胞中的蓄积。

与胰岛素抵抗相关的细胞因子

肿瘤坏死因子

肿瘤坏死因子主要由巨噬细胞分泌，内脏脂肪细胞、肝脏细胞也会产生此种因子，它通过作用于胰岛素信号，降低机体的胰岛素敏感性，导致脂质代谢的异常。线粒体内电子转运的异常、活性氧的释放等都可通过肿瘤坏死因子的作用来影响NAFLD的发病。

瘦素

瘦素是一种细胞激素，主要由脂肪细胞产生，通过作用于中枢神经系统来调节食物的摄取(食欲)和脂肪代谢。瘦素通过上调转化生长因子(TGF）β的水平在NAFLD的进程中起到重要的调节作用。也有研究报道瘦素和肝脏疾病的严重程度没有关联性。

瘦素抑制脂质在非脂肪组织比如肝脏组织中的聚集，直接促进肝脏纤维化，并且它通过作用于库普弗细胞诱导TGFβ和结缔组织生长因子在星状细胞中的产生。但是在人体中，血液中循环的瘦素是否与肝脏纤维化有着直接的联系还没有被证实，并且局部产生的瘦素及瘦素抵抗或许也该被考虑在其中。此外，瘦素通过脱磷酸作用可以使胰岛素受体的底物失活，诱导外周以及肝脏的胰岛素抵抗。

脂联素

脂联素是一种调节葡萄糖、脂质代谢和炎症反应的细胞因子。脂质浸润会促进脂联素的产生。在肝脏中，脂联素受体-1通过激活腺苷酸活化蛋白激酶（AMP-activatedproteinkinase，AMPK）通路，抑制葡萄糖的产生，提高胰岛素的敏感性。而脂联素受体-2通过激活过氧化物酶体增殖物激活受体（peroxisomeproliferationcontentactivatereceptors，PPAR-α）通路增加葡萄糖的摄入。T-钙粘素被建议作为脂联素的第三受体，但是它与NAFLD的生物学关联仍然存在争议。而且，脂联素受体信号的不同作用途径也仍然不清晰。

有研究显示脂联素受体在调节人体胰岛素的敏感性方面或许起到一定的作用，它主要是作用于胰岛素的靶器官，如骨骼、肌肉、肝脏等。然而，二者之间的关系尚不清楚。脂联素不仅在胰岛素抵抗方面有重要的意义，在“第二次打击”中也有着重要的作用。有研究显示，低水平的脂联素会导致β氧化的减少、3-羟基丁酸的合成减少，并且使脂肪酸生成甘油三酯的再脂化作用增强。增加的甘油三酯会储存在肝脏中，导致肝脏细胞的脂肪变性。这一机制提示或许脂联素的低水平会成为脂肪肝的指标之一。

脂联素在促进游离脂肪酸的氧化和降低其合成方面有着关键的作用。当肝脏中的脂联素受体受到刺激时，会引起PPAR-α和AMPK的活化，脂联素通过增加游离脂肪酸的β氧化降低肝脏中甘油三酯的含量和肝细胞的胰岛素抵抗状况。脂联素还可通过抑制肿瘤坏死因子在肝脏中的生成而达到直接的抗炎症反应的作用。有研究显示，肿瘤坏死因子、活性氧产物的增多会使脂联素的分泌减少。脂联素水平的升高或许对肝细胞的炎症反应有保护作用。

内毒素

在NAFLD患者中，内毒素的水平会显著升高。研究显示，内毒素可能会促进胰岛素抵抗和炎症反应。研究表明，脂多糖（内毒素的一种）会显著地提高小鼠肝细胞内甘油三酯的含量，引起脂质的聚集。在注射了脂多糖的小鼠体内，肝甾醇蛋白质（hepaticsterolregulatoryelement-bindingprotein，SREBP-1c）、游离脂肪酸合成酶（fattyacidsynthase，FAS)和乙酰辅酶A羧化酶（acetyl-CoAcarboxylase，ACC）会显著上升，进而从不同方面参与NAFLD的发病。

白细胞介素-6(IL-6)

IL-6主要由内脏脂肪细胞释放,通过上调肝脏中细胞因子信号3（cytokinesignalling3，SOCS3)的抑制基因，进而引起肝脏的胰岛素抵抗。并且，IL-6是C反应蛋白的诱导物，当人体系统中出现炎症反应时，C反应蛋白是一个标志性蛋白。

甘油二酯-氨基酰转移酶2（DGAT2）

目前有动物研究表明，肝脏中过度表达的DGAT2会引起肝脏的胰岛素抵抗。可能是由于引起了蛋白激酶ε（proteinkinaseCε，PKCε）的活化，使胰岛素信号受损，导致胰岛素抵抗。

激活素A

激活素A是TGF家族中的一员，它由多种细胞和组织分泌，具有多种功能，如调节损伤修复、细胞分化、细胞凋亡以及炎症反应。目前，越来越多的研究表明，激活素A或许与肝脏功能的紊乱有着密切的联系，如肝脏的急性损伤、慢性病毒性肝炎、肝脏恶性肿瘤以及NAFLD的发病。

其他因子

与胰岛素抵抗相关的因子还有很多，比如抵抗素，它是一种具有促进炎症反应的细胞因子，与胰岛素的损伤有关（impairmentofinsulinaction）；在人体中，循环的骨钙素与胰岛素的敏感性有着一定的联系，尤其是在那些无肥胖的患者身上。骨钙素的含量有可能与肝脏的脂肪生成相互影响。骨钙素有可能会导致肝脏内脂质成分的改变；脂氧合酶-5（5-lipoxygenase）具有潜在的促进炎症反应的作用，包括诱导促炎症因子和胰岛素抵抗因子的分泌。在肝脏组织的炎症反应中起着重要的作用。

肝脏中脂肪的形成

肝脏中的脂肪酸主要是来源于3个方面：饮食的乳糜微粒占15%；通过脂类分解由脂肪组织释放的非酯型游离脂肪酸（NEFAs），或者由脂蛋白水解的脂肪酸外溢的速度超过被脂肪组织吸收的速度，这部分脂肪酸占60%；新合成的脂肪酸占25%，至少在胰岛素抵抗的状态下是这样的。

饮食中过多的脂类、糖类、饮食失衡等因素都会导致肝脏中脂肪的堆积。研究表明，当体内可利用的牛磺酸减少时，会导致胆汁酸浓度的减少，胆汁酸分解的脂肪量就会减少，即促进了脂肪的生成，进一步导致了肝脏中甘油三酯的聚积。

关于脂肪在肝脏中的形成，果糖的代谢起到很大作用。果糖在肝脏中代谢为氧化反应链提供能量或者为脂质的合成提供碳骨骼。这一特点使得果糖成为脂肪生成的养分，因为肝脏中的脂肪只能以甘油三酯的形式被储存起来。通过果糖产生的三酰甘油在胰岛素抵抗中起到关键作用。循环的甘油三酯浓度的改变可能是首要也是主要的诱导肝脏炎症反应的机制。

氧化应激

氧化应激是游离原子团产生与清除失衡的一种状态，从而导致氧化产物的聚集。肝细胞中游离脂肪酸的聚集会增加线粒体内β氧化的反应率，并且使细胞色素P4504A（cytochromeP4504A）和P4502E1（cytochromeP4502E1）的水平升高，导致参与再反应的活性氧的数量增加，这种线粒体内发生的氧化应激是NAFLD发病的“第二次打击”。

在胰岛素抵抗与游离脂肪酸增多的基础上，微粒体内的脂质过氧化物酶会上调，线粒体内的β氧化作用会增强，导致肝脏对氧化应激更加敏感，从而增加了肝脏受损的程度。同时增强的β-氧化会增加ATP的消耗，同样导致细胞的损害和参与反应的活性氧（ROS）增加，同时免疫系统的反应也会增强。在氧化应激的整个反应过程中，还包括其他细胞的活动，如I型胶原和IV型胶原细胞的沉积，它们会导致肝脏的纤维化。这也是为什么NAFLD会进展为肝纤维化的原因之一。高水平的游离脂肪酸会影响肝脏的氧化通路，引起氧化应激。这一过程，反过来又会导致肝脏细胞的炎症反应和肝纤维化。

在氧化应激的过程中，线粒体作用的改变是一个中心环节。线粒体活性氧反应产物的改变会促进体内氧化还原反应的一系列变化，而这些变化会改变氨基末端激酶的活性，并且扰乱胰岛素信号。

非酒精性脂肪性肝炎患者的线粒体不仅是在功能上发生改变，也会发生形态学的改变，即在其线粒体内出现一种亚晶体的内涵体，除此之外，线粒体会反复地发生肿胀，脂质的氧化也会发生改变。

另外，研究表明，循环的甘油三酯的长期高浓度会使脂质与碳水化合物的氧化反应失衡，这一现象会使得血浆中葡萄糖的含量升高，增加胰岛素的产生与分泌，造成胰岛素受体的基质-1和基质-2的改变，进一步导致肝脏的胰岛素抵抗。这也说明胰岛素抵抗与氧化应激不是截然分开的，他们既有共同的过程，也互为因果，相互影响。

氧化应激过程中还有细胞因子的参与：游离脂肪酸的高度氧化会增加氧自由基的形成，反过来会导致脂质过氧化和线粒体的功能紊乱，进而导致细胞因子的释放和细胞损伤。这些细胞因子主要包括肿瘤坏死因子、IL-6和C反应蛋白等。

在NAFLD的发病过程中，还有很多其他细胞因子参与在整个过程中，比如TGFβ、IL-8、IL-10等，它们在肝脏炎症和纤维化的发生中也起到了一定的作用。

与“二次打击”相关的免疫细胞

肝脏是人体重要的免疫器官，血清中的游离脂肪酸、脂肪组织诱导产生的细胞因子及内脏产生的内毒素都会影响肝脏内的免疫细胞，并且不同种类的免疫细胞之间也会相互影响，导致脂肪肝患者肝功能的异常。

库普弗细胞是肝脏内的巨噬细胞，活化的库普弗细胞会诱导产生活性氧，在NAFLD的发病中起到重要的作用。有研究指出，由库普弗细胞介导的免疫反应或许会是NAFLD发病过程中造成肝损害的基础：大量的脂质堆积，使库普弗细胞长期暴露于“抗原”下，引起持续的炎症反应。

另外，有研究显示由T细胞产生的促炎因子的增多与抗炎因子的不足可以影响脂肪肝的形成；活化的自然杀伤T细胞可以直接诱导肝脏细胞的损伤。

与“二次打击”相关的代谢因素

糖类

在“首次打击”中，果糖在肝细胞内的代谢会促进肝内脂质的重新合成，并抑制长链脂肪酸在线粒体内的β氧化，使甘油三酯合成，引起脂肪变性，导致胰岛素抵抗、高血糖症。在“二次打击”中，由于果糖分子结构的不稳定性，会促进蛋白质的糖转化，活性氧的合成，进一步引起肝细胞内的氧化反应。

脂类

脂肪组织的功能就像是人体内活跃的分泌器官一样，会分泌多种细胞因子并且对机体内的多种信号做出反应，比如调节人体的食欲、胰岛素的敏感性、能量消耗、炎症反应和免疫力等。已经有研究报道内脏脂肪组织里的脂肪细胞通过释放游离脂肪酸和一些脂肪细胞因子，主要包括瘦素、脂联素、肿瘤坏死因子等，来影响NAFLD的发病。比如内脂素有类似胰岛素分子的作用，会引起肝脏的炎症反应。而且，它还可以起到直接的促进炎症反应的作用，并且这一作用有着明确的分子机制：诱导IL-6的产生，调控脂肪细胞中内脂素的基因表达。这也就解释了单纯的NAFLD向非酒精性脂肪性肝炎进展的原因。

越来越多的证据指出，在NAFLD的发病机制中，网膜的脂肪组织在生物学意义上起到了活跃的作用。网膜脂肪组织的改变可能会导致影响“前-炎症反应”或“前-氧化反应”的因子增多，这些因子会改变肝脏细胞周围的环境，促进非酒精性脂肪性肝炎的发展。这些分子的改变或许会在NAFLD患者的网膜脂肪组织和肝脏组织的基因表达水平上反映出来。

同时，有临床及动物实验表明，炎症应激通过上调受低密度脂蛋白受体调节的胆固醇的流入，下调受ABCA1调节的胆固醇的流出，增加胆固醇在肝细胞内的聚集，这一机理在体内和体外试验中均被证实。这或许可以解释胆固醇转运控制的失常在NAFLD发病机制中尤其在“二次打击”中的作用。

维生素

有实验表明，维生素D的缺乏会引起胰岛素抵抗，使肝脏内抵抗素的基因表达增多，并且上调肝脏内与炎症反应、氧化应激相关的基因的含量，从而加速NAFLD的进展。维生素A及它的衍生物在控制细胞的生长和分化中起着关键作用，可以抑制肝脏细胞的转化，抑制肝脏肿瘤细胞的增殖，抑制巨噬细胞中促炎因子的产生，降低炎症反应，同时中和活性氧。这些机制可以解释血浆中维生素A的浓度（与肝脏中维生素A的浓度相关）在NAFLD发病及进展中起到一定的作用。

问题与展望

这些影响NAFLD发病的因素并不是独立的、相互排斥的，而是以一种互相协调、互相合作的方式加速NAFLD的进展。比如，过度肥胖与炎性因子的增多、氧化应激以及由内毒素引起的放大的炎症反应有关。细胞因子可直接造成肝脏损害，或通过影响氧化应激、炎症反应间接地损害肝功能。总之，在这种益于“二次打击”的内环境中，各种因素都有可能造成肝损伤，进而发展成为非酒精性脂肪性肝炎，甚至终末期肝病。

NAFLD的发病机制尚不清楚，一般认为脂质摄取过多、胰岛素抵抗是引起脂类在肝脏细胞中聚集的首要环节，线粒体的氧化应激以及各种细胞因子的综合作用最终导致了肝细胞的脂肪变性。目前，很多研究从基因、代谢等方面探讨NAFLD的发病机制，试图将这一机制明朗化，但由于NAFLD发病的隐匿性，症状的迁延性，给研究工作带来了很多困难。

在NAFLD的发病过程中，每个“程序”都不是独立的，它们彼此之间是互为因果，相互影响着的。这也说明了为什么在治疗NAFLD时，西药往往不能达到理想的治疗效果，而中医药治疗却每获良效。这是因为西药多是单靶点治疗，而中医药讲究的是辨证论治、整体观点，即把各相关因素综合分析，遣方用药，更符合NAFLD的病因病机。然而目前的研究主要还是从较为单一的角度来阐述NAFLD的发病机制，这样很容易把原本相互联系的因素割裂开来，很难做到系统的，整体的，具有关联性的研究并得出相应的结论。因此，大规模的、设计紧密、思路明晰、有关联性分析的研究是很有必要的。对于NAFLD发病机制的研究还有很长的路要走，只有充分认识并了解发病机制，才能正确的指导诊疗，造福人类。