肠道微生物引起NAFLD的多重影响

1.2型糖尿病（T2D）　T2D患者肠道中产生丁酸的细菌减少，硫还原菌增加。丁酸主要起到调节人体肠道微生态平衡的作用，而硫还原菌是一种肠道炎症的条件致病菌。一项研究比较糖尿病前期、T2D和非糖尿病三组人群的肠道微生物群分布情况，发现糖尿病前期组中肠道假诺卡菌科（Pseudonocardiaceae）水平明显高于其他两组，而T2D组中肠道柯林斯菌属和肠杆菌科水平明显高于其他两组。

短链脂肪酸（SCFA）是细菌发酵多糖产生的主要产物，肠道细菌可利用SCFA影响宿主葡萄糖和能量代谢。业已证明，丁酸可经由cAMP依赖机制，促进结肠L细胞分泌高血糖素样肽（GLP1）和胃肠激素肽YY（PYY），抑制免疫细胞炎症的发展；丙酸可通过G蛋白偶联受体41（G protein-coupled receptor41，GPR41）信号通路调控肠道糖异生，影响机体的糖代谢。

研究发现人或小鼠粪便中含有大量的粪便miRNA，肠上皮细胞和HOPX（homeodomain only protein X，同源结构域蛋白X）阳性细胞是粪便miRNA的主要来源，其可参与宿主调控肠道微生物。miRNA通过进入特定的肠道细菌如具核梭杆菌和肠杆菌属中，调节细菌基因的转录，影响细菌的生长。

2.肥胖　研究发现拟杆菌属有促进脂肪累积的作用，这可能与通过抑制禁食诱导脂肪细胞因子（fasting induced adipose factor，FIAF）有关。高表达的FIAF具有抑制脂蛋白脂肪酶（lipoprotein lipase，LPL）的活性作用，从而减少脂肪积累，促进脂肪消耗。肥胖症患者肠道内阴沟肠杆菌（Enterobacter cloacae）明显升高，通过特殊的营养配餐降低肠道内阴沟杆菌的数量后，肥胖患者体重也明显下降。小鼠的试验也证明，将阴沟杆菌接种到无菌小鼠体内后，可诱导小鼠产生严重的肥胖症，同时产生胰岛素抵抗，提示阴沟肠杆菌诱导的肥胖可能与抑制小鼠肠道内FIAF基因活性有关。

3.非酒精性脂肪性肝病　非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）是最常见的临床综合征，肠道细菌也是胰岛素抵抗、2型糖尿病和心血管疾病发生的关键性因子。而NAFLD少数患者也可发展成非酒精性脂肪性肝炎（NASH），以致发生肝硬化和肝细胞癌。

肠道细菌改变在NAFLD发生和发展中均发挥重要作用。20多年前即有研究指出，用益生菌改变细菌组成，如用菊粉类果聚糖益生元可减轻肝脂肪变和新的脂肪生成减少。这些在益生菌饲养的鼠中的研究首次指出可降低血浆三酰甘油和极低密度脂蛋白产生。益生菌降低三酰甘油（triglycerides，TG）的作用是通过抑制所有的脂肪生成酶，即CoA羧化酶（acetylcoenzyme A，ACC）、脂肪酸合成酶（fatty acid synthetase，FAS）、苹果酸酶、ATP柠檬酸裂解酶和葡萄糖-6-磷酸脱氢酶。在乙状结肠和门静脉血中，肠道细菌被益生菌发酵产生短链脂肪酸（short-chain fatty acid，SCFA）；而乙酸和丙酸浓度双倍增加，可导致肝脂肪生成减少。

肠道细菌不仅可以通过调节宿主脂肪吸收、存储相关的基因，影响宿主能量平衡，更重要的是其组成失调致使宿主循环系统中内毒素水平增加，诱发慢性、低水平炎症，导致肥胖和胰岛素抵抗发生。肠道细菌导致NAFLD发生是通过多种机制来实现的。新近提出肠-肝轴是发生肥胖和NAFLD发病的关键机制。肠道细菌引起NAFLD是一个多因素复杂作用的结果，包括代谢内毒素血症、低度炎症、能量调节平衡失调、内源性大麻素样系统调节、胆碱代谢调节、胆汁酸平衡的调节、内源性乙醇产生增加、小肠细菌过度生长。肠道细菌通过刺激肝细胞Toll样受体（Toll-like receptor，TLR）9-依存性前纤维化途径导致肝纤维化发生。

肠道细菌主要通过影响宿主能量代谢，增加宿主营养吸收；调节乙醇、胆汁酸和胆碱等代谢产物，增加肝脏毒性损伤；影响肠道屏障功能，促进肝脏炎症反应等参与NAFLD的发生和发展。内源性乙醇是气道细菌分解代谢的重要产物之一。生理情况下人体可产生少量内源性乙醇，并可在肝脏被乙醇脱氢酶降解，NASH患者肠道中产生乙醇的埃希菌属增加，可明显升高血清乙醇水平，另外，NAFLD患儿中变形杆菌和普雷沃菌属数量，内源性乙醇产量增加。动物实验也证实，呼吸试验中，与体瘦动物相比，肥胖动物呼气中的乙醇深度明显升高。乙醇被吸收后通过门静脉到达肝脏，导致三酰甘油聚集于肝细胞中，并通过产生活性氧触发肝脏炎症反应，使已有脂肪沉积的肝脏受到第2次打击。

肠道中广泛存在代谢胆碱的细菌，主要包括变形菌门、放线菌门和厚壁菌门。将可代谢胆碱的细菌植入无菌小鼠肠道中，结果发现胆碱生物利用度下降，引起脂肪的合成和储存增加，三酰甘油输出减少，导致NAFLD发生。一项临床研究发现，经过42天胆碱缺乏的饮食后，肠道中γ变形杆菌纲明显降低，γ变形杆菌纲含有大量代谢磷脂胆碱的酶，故该菌丰度越高，胆碱消耗量越大。因此，肠道中γ变形杆菌丰度升高者对胆碱缺乏更敏感，发生NAFLD的风险也更大。(www.xing528.com)

初级胆汁酸与NAFLD脂肪变性程度以及NASH的纤维化程度相关，其作用机制可能为初级胆汁酸可增加肠黏膜通透性，导致内毒素血症，可加重NAFLD。在肝细胞内胆汁酸胆固醇为原料，经一系列酶促反应合成，与甘氨酸或牛磺酸结合，分泌至胆汁中并释放入小肠。肠道微生物群影响胆汁酸的转化，并通过肠肝循环影响胆汁酸池的构成和质量来控制宿主的代谢活性。

研究发现，NASH患者胆汁酸合成量比正常对照组多，初级胆汁酸与次级胆汁酸之比高于正常组，并发现柔嫩梭菌与牛磺酸呈正比，与胆酸及鹅脱氧胆酸呈反比，提示柔嫩梭菌可能有助于将初级胆汁酸转化为次级胆汁酸，从而减轻初级胆汁酸对肝脏的损伤。

细菌及其代谢产物易位增加肠道通透性后，首先通过TLR识别易位细菌产物，如脂多糖（lipopolysaccharides，LPS）、胞嘧啶-磷酸-鸟嘌呤DNA（Cp G DNA）等，激活肝巨噬细胞和肝星状细胞上TNF-α，促进肝细胞炎症反应、脂肪变性和纤维化。

4.非酒精性脂肪性胰病　Oligvie在1933年首次描述了胰腺脂肪变性，当时他描述肥胖个体的胰腺脂肪含量高于瘦个体（17%对9%）。异位脂肪沉积在胰腺（脂肪胰腺），也被称为“非酒精性脂肪性胰病”（NAFPD），最近得到了广泛关注。脂肪性胰腺可促进慢性胰腺炎和胰腺癌的发展，并加重急性胰腺炎的严重程度。此外，脂肪性胰腺有助于胰腺癌的传播和致死，以及胰腺手术后形成胰瘘。脂肪性胰腺也被认为在2型糖尿病中有作用。在大鼠中，长期暴露于高脂肪饮食可诱导胰腺小叶间和小叶内脂肪积聚、炎症细胞浸润和纤维化，从而损害正常的胰腺结构和胰岛。同样，喂食高脂肪饮食（high-fat diet，HFD）的C57BL/6小鼠产生胰岛素抵抗和NAFLD及脂肪胰腺的特征。

动物模型研究表明，暴露于母亲肥胖和断奶后肥胖饮食的后代具有更明显的胰腺代谢异常与NAFPD纤维化标记物TGF-β1和胶原基因的胰腺表达增加，同时常伴有高血压表型增加。

在人类研究中，胰腺脂肪含量与体重指数、胰岛素抵抗、代谢综合征和肝脏脂肪含量的增加密切相关。糖尿病与脂肪性胰腺独立相关，反之亦然。与没有脂肪胰腺的受试者相比，患有脂肪胰腺的受试者患糖尿病的风险更高。

胰腺脂肪变性的功能性后果仍不清楚。虽然胰岛脂肪堆积导致胰岛素分泌减少，但外分泌性胰腺功能不全尚未得到充分研究，只有少数病例报告显示体重减轻和脂肪过多的患者腹部计算机断层扫描发现严重的胰腺脂肪变性。