随着经济的高速发展，生活方式的转变，包括高热量食物和高糖饮料摄入、缺乏运动和体力活动等，非酒精性脂肪性肝病（Nonalcoholic fatty liver disease, NAFLD）已成为当代社会的重大慢性疾病。然而截止目前，NAFLD病理生理机制尚未完全阐明，临床上仍缺乏有效而特异的治疗药物。因此，深入揭示NAFLD发病机制，寻找潜在的干预靶标，成为肝脏领域和代谢领域的研究热点。
近日，分别来自加州大学、西奈山伊坎医学院和耶鲁大学医学院的Rohit Loomba教授、Scott L. Friedman教授和Gerald I. Shulman教授联合在Cell杂志上，就NAFLD的发病机制和疾病结局，展开了详细的论述Mechanisms and disease consequences of nonalcoholic fatty liver disease。现将该综述及相关文献，并结合笔者的初步思考，摘译和整理如下，供读者参考：
1. 患病率：由于疫苗的逐步普及，病毒性肝炎的感染者逐渐减少，而肥胖、营养过剩
/失衡引起的NAFLD成为高发性肝脏疾病。据流行病学统计和分析，NAFLD全球患病率约为25%，且呈持续上升趋势。在过去的三十年，美国患病率已从20%升至32%。中国学者的研究表明，我国成人NAFLD患病率也高达29.2%，形势严峻。此外，近年来NAFLD呈现年轻化趋势，而针对青少年NAFLD患病率的流行病学调查和分析，仍相对较少。
2. 临床特征：NAFLD是一个连续的肝脏疾病谱，包括单纯性脂肪肝（Simple steatosis, NAFL）、非酒精性脂肪性肝炎（Nonalcoholic steatohepatitis, NASH）。NASH可进展为肝纤维化、肝硬化甚至肝细胞肝癌，已逐渐成为肝衰竭和肝移植的重要原因 (图1)。此外，NAFLD常和胰岛素抵抗、血脂紊乱互为因果，共同促进2型糖尿病和心血管疾病的发生发展。NAFLD的特征性病理表现是肝细胞内甘油三酯的过量沉积，可以通过有创的组织活检（超过5%的肝细胞存在脂肪变性）或无创的影像学手段（核磁共振波谱显示肝脏脂肪含量大于5.56%）来确诊。大部分NAFLD患者无明显临床症状或不适，常通过肝脏超声检查（如体检时）并结合血液肝功能指标（谷丙转氨酶ALT、谷草转氨酶AST等）而得知。因此，仍需建立早期、无创而精确的NAFLD诊断和评估体系。
图1：NAFLD疾病发展史（备注：该图来自Cell综述的Figure 2 Natural history of NAFLD）
3. 动物模型：动物模型是研究人类疾病的重要手段。肥胖动物，例如高脂饮食喂养、
瘦素基因缺陷小鼠(ob/ob)、瘦素受体基因缺陷小鼠(db/db)，是常用且稳定的单纯性脂肪肝动物模型。而针对脂肪性肝炎（NASH），目前尚缺乏统一的动物模型。既往较多研究使用胆碱-亮氨酸缺乏饮食喂养，该饮食可在数周内诱导肝脏脂质沉积和炎症，但该饮食常引起脂肪组织萎缩，导致消瘦和胰岛素敏感性增加，因此不完全符合NASH患者的临床特征。近年来，高脂高果糖高胆固醇饮食、高脂合并胆碱缺乏饮食、高脂饮食合并化学诱导剂处理（内毒素LPS、四氯化碳Ccl4）等，被用于构建NASH动物模型，但仍存在喂养周期较长等缺点。因此，如何制备符合人群特征且简便操作的NASH动物模型，有待进一步探索。
4. 发病机制：1998年，英国学者于Gastroenterology杂志撰文，在国际上首次提出“双重打击”学说 (two-hit theory) 。其中，第一次打击为肝脏脂质沉积和胰岛素抵抗，第二次打击为氧化应激。而随后二十余年来的研究表明，NAFLD/NASH发病机制的复杂程度，远远超过“二次打击”学说。因此，“多重打击”学说被逐步提出，具体内容包括但不限于：
（1）遗传易感性：与肥胖、2型糖尿病等代谢性疾病相比，NAFLD的遗传学研究相对较少。目前已知的NAFLD易感基因包括PNPLA3、TM6SF2、MBOAT7、GCKR、ApoC3和HSD17B13等。其中，PNPLA3基因变异和NAFLD的关系，国内外的报道和研究较多, 已得到广泛共识。研究表明，该基因编码蛋白具有甘油三酯水解酶和酰基转移酶的双重作用。在小鼠中，过表达该基因变异（I148M），显著促进肝脏脂质沉积，很好的模拟了人群结果。但该基因的具体生物学功能和变异导致肝脏脂质沉积的分子机制，有待进一步明确。此外，有研究指出，由于这些常见易感基因影响脂质代谢途径的作用和机制不同，针对NAFLD患者开展遗传学筛查和分析，可能有助于个体化精准治疗。
（2）表观遗传：表观遗传是指不改变基因组序列而影响基因表达的遗传方式，包括：DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA等。研究表明，这些表观遗传学的改变，通过影响肝脏脂代谢相关基因的表达，参与NAFLD发生发展。NAFLD患者肝脏样本的研究表明，DNA甲基化等表观遗传学方式，与脂代谢相关基因的表达密切相关，从而佐证了其在NAFLD进程中的作用。此外，最新研究提示，以m6A为代表的RNA甲基化修饰，可通过调节SREBP-1c、Fasn等脂质合成关键基因的mRNA稳定性，影响肝脏甘油三酯合成和沉积。
（3）肝细胞内代谢途径和信号通路：肝细胞中甘油三酯代谢途径包括：从头合成、氧化分解、吸收与转运等（图2），任一途径的异常将引起脂质的沉积，促进NAFLD发生发展。这些脂代谢途径限速酶和关键蛋白的表达，常受到激素和营养素的精细调节，如胰岛素、糖皮质激素、葡萄糖、果糖、胆固醇、脂肪酸和氨基酸等。尤其是果糖，作为含糖饮料的添加剂，在脂肪肝及相关代谢紊乱中的重要性，值得关注。这些胞外激素和营养物质、胞内代谢产物的变化，可引起肝细胞多个感应机制的改变，包括：激酶信号通路，如 AKT、PKC、AMPK、mTOR、JNK、STAT1、STAT3等；核受体超家族成员，如LXR、FXR、GR、PPARa、PPARg等；应激反应，如内质网应激、氧化应激、自噬、炎症小体等。上述激素和营养物质的感应机制，可直接或间接调节脂代谢通路，影响肝脏脂质稳态平衡。此外，有研究指出，AMPK可通过直接磷酸化Caspase 6并抑制其激活，进而减少肝细胞凋亡，缓解NASH相关肝脏损伤和纤维化，提示营养感应机制具有独立于调节脂代谢通路而保护NASH的作用。
图2：肝脏脂质代谢途径（备注：该图来自Cell综述的Figure 3. Metabolic causes of NAFLD）
（4）肝脏内的细胞互作：在肝脏中，从数量上看，肝实质细胞占绝大部分，而其他细胞相对较少，包括：枯否细胞（Kupffer）、卫星细胞、血管内皮细胞、多种炎性和免疫细胞等。这些细胞虽然数量较少，但重要性和病理生理意义不容忽视 (图3)。其中，枯否细胞是定居在肝脏的巨噬细胞，其M1/M2极化改变是肝脏炎症反应、肝细胞损伤和卫星细胞激活的重要源头；而卫星细胞激活后，则表达和释放大量胶原纤维，促进肝脏纤维化。此外，中性粒细胞、CD4+ T细胞、CD8+ T细胞、NKT细胞、Th17细胞等免疫细胞，均被证实参与NAFLD进程。在肝脏中，这些不同类型的细胞通过表达和释放炎症因子、趋化因子、白介素等细胞因子，以自分泌和旁分泌的作用方式，相互调节，共同维持肝脏稳态平衡。而这些分泌因子的表达失调，则引起肝细胞坏死凋亡、枯否细胞和卫星细胞激活，促进NAFLD/NASH发展。
（5）脂肪组织：脂肪组织是全身重要的代谢器官，尤其是肥胖、衰老等病理生理条件，常伴随着白色脂肪组织的增生和扩张。脂肪组织可通过多个环节，影响肝脏代谢状态（图3）。首先，肥胖和胰岛素抵抗时，脂解增强，其产生的游离脂肪酸，通过FATP1、FATP2和CD36等肝细胞膜表面的脂肪酸转运蛋白，进入肝细胞，成为甘油三酯合成原料，增加脂质沉积。此外，脂肪组织产生的TNFa、IL-1b等炎性因子，可进一步加重肝脏炎症、促进机体胰岛素抵抗。另一方面，脂肪组织表达和释放的分泌型蛋白，统称为脂肪因子 (Adipokines)，亦调节肝脏局部和全身代谢稳态平衡。这些脂肪因子包括经典的瘦素 (Leptin)、 脂联素 (Adiponectin) 、抵抗素 (Resistin)，以及新近发现的神经调节蛋白4 (Nrg4) 等。因此，进一步鉴定具有调节肝脏代谢功能的新型脂肪因子，将充分建立脂肪-肝脏的内分泌对话机制。
图3：肝脏内的细胞互作和肝脏外的跨器官对话调节。（备注：该图来自Cell综述的Figure 5. Cellular and signaling events in NASH）
（6）其他：近年来研究提示，和2型糖尿病类似，NAFLD亦是一种涉及全身代谢紊乱的疾病。因此，有国际专家小组于2020年提出，采用“代谢相关脂肪性肝病（Metabolic associated fatty liver disease, MAFLD）”，取代现有NAFLD命名，以突显代谢紊乱和代谢障碍的重要性。的确，越来越多的证据表明，肝脏外的代谢或非代谢器官，包括脂肪组织、肌肉组织、肠道微生物、神经环路等引起的全身代谢障碍，在NAFLD发生发展中起着重要的作用。例如，人群研究提示，肌少症和NASH及肝纤维化的严重程度，呈显著正相关，提示肌肉质量 (mass) 对维持肝脏脂代谢稳态的重要性，而肌肉-肝脏的对话机制（例如肌肉分泌因子）可能参与NAFLD发生发展。基于人群和动物的肠道菌群研究均表明：与正常个体相比，NAFLD状态下，肠道部分微生物种群发生显著改变（如拟杆菌属Bacteroides、瘤胃球菌属Ruminococcus等）。在机制上，肠道微生物通过增加内毒素水平，影响营养物质吸收，改变机体氨基酸、脂肪酸和胆汁酸等代谢物的种类和含量等，影响肝脏甘油三酯代谢稳态。
5. 结语和展望：数十年来分子机制的研究，尤其是近年来转录组学、代谢组学、蛋白质组学等技术的兴起和发展，已将NAFLD/NASH病理生理机制，从初期的‘双重打击’学说延伸到上述的‘多重打击’学说，从而极大的加深了人们对NAFLD/NASH的认识和理解。然而，仍有较多问题，值得我们进一步探索，包括但不限于：
（1）早期无创诊断体系和患病风险预警体系的建立，尤其是针对非肥胖人群。
（2） 单纯性脂肪肝向脂肪性肝炎转变、脂肪性肝炎向肝硬化和肝癌转变的分子机制。
（3）脂质沉积、炎症、纤维化，这‘三驾马车’内在联系的分子基础是什么。
（4）如何针对上述病理生理环节，筛选和开发相应的干预策略，实现疾病的有效治疗。
我们相信，随着研究的不断深入，将逐步揭示NAFLD发病机制的全貌，并实现疾病的早期预警、无创诊断和精准治疗。这些研究不仅有助于攻克这一重要的肝脏疾病，更有利于预防和治疗代谢性疾病、心血管疾病和部分恶性肿瘤。
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