张　倩 综述，张　霞审校（重庆医科大学附属第二医院消化内科，重庆400010）

支链氨基酸在肝硬化治疗中的作用研究进展*

张倩 综述，张霞△审校
（重庆医科大学附属第二医院消化内科，重庆400010）

氨基酸类，支链/治疗应用；肝硬化/药物疗法；综述

肝脏是人体调节代谢的核心器官，不仅调节糖类、脂肪和蛋白质代谢，也调节一系列激素，如胰岛素、胰高血糖素、性激素等［1］。而65%～90%肝硬化患者普遍存在蛋白质-能量代谢失调，不仅增加了发生致死性并发症的风险，也导致了较低的生存率和生活质量。支链氨基酸（branched chain amino acids，BCAA）包括亮氨酸、缬氨酸和异亮氨酸［2-4］。2006年欧洲临床营养与代谢协会发布了肠内营养指导，BCAA在进展期肝硬化治疗中作为B级推荐［5］。肝硬化患者补充BCAA后低蛋白血症及胰岛素抵抗得到明显改善，能改善肝硬化患者生活质量和提高机体免疫力，且对肝癌具有一定抑制作用。现将BCAA在肝硬化治疗中的作用研究进展综述如下。

1　BCAA与清蛋白的合成

补充BCAA能有效增加Fischer′s比率和改善肝硬化患者低蛋白血症。BCAA作为清蛋白的组成成分，尤其是亮氨酸，其激活哺乳动物肝细胞上雷帕霉素（the mammalian target of rapamycin，mTOR）的靶点，上调各种信号蛋白，如起始因子4E结合蛋白1和核糖体蛋白S6激酶1，随后激活清蛋白mRNA转运子和核糖体蛋白合成，这些被认为是增加清蛋白的机制［6］。Yatsuhashi等［7］对204例肝硬化患者进行的干预研究发现，服用BCAA颗粒24周后患者血浆清蛋白水平升高，肝功能Child-Pugh评分降低，且与摄入的能量及蛋白质无关。许多临床试验也证实了补充BCAA对改善低蛋白血症也是有效的。

2　BCAA/酪氨酸比率（theBCAAtotyrosine ratio，BTR）是早期使用BCAA治疗的重要指标

低浓度BCAA与芳香氨基酸比值提示肝硬化现状，而BCAA的补充是为了纠正患者氨基酸的组成和营养状况。其能有效增加Fischer′s比率和改善低蛋白血症［7］。肝硬化患者血浆中游离氨基酸浓度变化表现为芳香氨基酸增加，同时Fischer′s比率或BTR降低与病情严重程度有关。但Fischer′s比率曾长期用于分析血浆游离氨基酸，而BTR更简单。有研究尝试用BTR指导肝硬化失代偿期患者服用BCAA颗粒的时机［5］：（1）清蛋白小于或等于3.5 g/dL；（2）BTR≤3.5；（3）凝血酶原活动度小于或等于60%；（4）血小板小于或等于10×5/mm3。由此说明BTR优于Fischer′s比率，可作为肝损害及慢性肝脏疾病进展的潜力指标。

肝硬化合并营养不良患者BTR在清蛋白指标下降前就已降低。因此，BTR可用于低蛋白血症的早期监测，同时也可决定BCAA的合适给药时机。BTR作为肝硬化失代偿期患者早期使用BCAA基础指标能改善患者预后，表明BTR可作为肝癌失代偿期患者的潜在预后因素［8］。

3　补充BCAA可改善患者生存率和生活质量

肝硬化患者遭受长期营养失调和较差的生活质量，表现为疲劳和睡眠障碍。而一项随机试验研究结果显示，补充3个月BCAA后患者不仅清蛋白水平明显提高，临床症状，如肌肉痉挛、易疲倦、水肿、睡眠障碍等均得到改善，同时Child-Pugh评分明显下降［9］。意大利研究小组报道了一组多中心随机试验研究结果，给予174例进展期肝硬化患者补充1年的BCAA，同时对照组给予乳蛋白或麦芽糖，结果显示，长期使用BCAA能增加清蛋白和抑制不良事件，且不良事件与患者生存率有关［10］。故表明长期口服BCAA能有效改善患者生存率和生活质量。

目前，其机制仍不明确，可能与以下因素有关：（1）可能与患者轻微的肝性脑病有关，而BCAA能减轻肝性脑病，故患者症状得到缓解。（2）色氨酸是5-羟色胺的前体，与患者疲劳等症状有关。BCAA与色氨酸竞争进入大脑运输载体，故补充BCAA可抑制色氨酸，改善患者临床症状。（3）患者疲劳、睡眠障碍等症状可能与脑血流下降有关。因为脑血流量减少存在于肝硬化患者中。补充BCAA后患者脑血流量得到改善，临床症状得到缓解［6］。此外肝硬化患者肌肉痉挛也与维生素E和牛磺酸缺乏、内环境紊乱有关，补充BCAA后可改善氨基酸平衡，促进牛磺酸生成和稳定内环境，从而改善肌肉痉挛症状。

4　BCAA能改善免疫功能

固有免疫是宿主防御病原体的第一道防线。肝硬化患者，特别是失代偿期易受细菌感染，如自发性腹膜炎等。而肝硬化细菌感染发生率较其他住院患者高4～7倍［11］。重症脓血症患者大量炎性细胞因子可能在肝功能恶化和多器官功能衰竭（如休克、肾衰竭、急性肺损伤、急性呼吸窘迫综合征、肝性脑病）中起作用［12］。有研究表明，肝硬化患者细菌感染的高发与防御微生物免疫系统的缺失有关。而中性粒细胞、NK细胞及补体系统功能异常均损害了固有免疫。肝硬化患者外周血中性粒细胞迁移、吞噬活动及细胞内杀伤能力降低，NK细胞活动也明显受损，同时某种补体蛋白的获得性缺失和调理作用受损也与肝硬化患者易受感染有关［11］。低浓度C3补体和降低补体功能易导致肝硬化患者感染和增加病死率。

补充BCAA后固有免疫应答得到一定恢复。Nakamura等［13］报道，失代偿期肝硬化患者每天服用12 g BCAA 3个月后中性粒细胞吞噬作用和NK细胞活动及Fischer′s比率明显改善。其机制有可能是补充BCAA后通过激动mTOR信号传导系统，促进清蛋白合成，同时也加强了肝细胞生长因子的合成［14］。因此，BCAA可通过mTOR信号传导系统增加细胞因子的合成，如刺激中性粒细胞吞噬作用的促吞噬肽。因此，BCAA既改善了肝硬化患者贫乏的营养状态，同时也恢复了患者一定的固有免疫力。但目前具体机制仍不清楚。提示通过补充BCAA改善固有免疫应答机制仍需进一步研究阐明。同时关于其他细胞作用，如枯否细胞（库普弗细胞）、pit细胞的进一步研究也十分重要。

5　补充BCAA对肝细胞肝癌（hepatocellular carcinoma，HCC）的抑制作用

大量临床试验证明，补充BACC可降低肝硬化患者发生HCC风险及抑制HCC进展。Kobayashi等［15］进行了一项代偿期丙型肝炎肝硬化的试验。在3.2年的随访中男性患者使用BCAA治疗后清蛋白水平为3.6～4.0 g/dL 者HCC发生率低于对照组。在日本进行的一项大规模临床研究结果表明，使用BCAA颗粒组肝硬化并发症不良事件发生率（如HCC、肝衰竭、食管静脉曲张破裂出血、死亡等）明显低于普通饮食组［16］。同时Tsuchiya等［17］研究表明，放疗的HCC患者长期口服BCAA颗粒能降低第3次及后续的HCC复发率，提高清蛋白小于或等于3.5 g/dL患者的生存率。

目前，虽然进行了关于BCAA抑制肝癌进展机制的研究，但具体机制仍不明确。Murata等［18］研究表明，在小鼠肠转移肝癌模型中异亮氨酸通过抑制血管生长因子阻止肿瘤生长。Yoshiji等［19］报道，在糖尿病小鼠模型中BCAA对肝癌有化学性预防作用，与抑制新生血管和血管内皮细胞生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）有关。表明BCAA或异亮氨酸通过抑制VEGF的表达抑制新生血管。

Murata等［18］分析了在高胰岛素状态下人肝癌细胞HepG2 VEGF的表达及BCAA对VEGF表达的影响。在BCAA缺乏状态下VEGF分泌明显增加，但持续增加BCAA后VEGF分泌被抑制。有研究表明，高胰岛素状态下BCAA激动了mTOR通路和增加了缺氧诱导因子1α的表达。表明在进展期肝癌合并高胰岛素血症患者中BCAA主要在转录后水平调节VEGF的表达。

2012年Hagiwara等［20］研究了BCAA影响胰岛素介导的肝癌细胞增殖及其潜在机制，结果表明，BCAA抑制磷酸肌醇-3激酶/蛋白激酶B（phosphoinositide 3-kinase/ protein kinase B，PI3K/Akt）通路，不仅是通过促进雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin complex1，mTORC）1/S6激酶1到PI3K/Akt通路的负反馈，且也可抑制mTORC2激酶活性。表明补充BCAA对抑制肝癌进展也许有效，其通过抑制胰岛素介导的PI3K/Akt和随后的反细胞凋亡通路起作用。同时也表明补充BCAA对进展期肝病的糖尿病患者很重要。

另有文献报道，NK细胞不仅可抵抗病毒感染，且在肿瘤监视方面也具有重要作用［21］。因此，补充BCAA 后NK细胞活性的恢复也许在减少肝硬化患者发生肝癌的风险方面具有部分作用。

6　BCAA能改善胰岛素抵抗

肝硬化患者胰岛素抵抗和糖代谢异常很普遍，而这些与BCAA有关。据文献报道，BCAA能改善丙型肝炎肝硬化患者胰岛素抵抗。氨基酸通过双向调节胰岛素限制糖转运，还能成为蛋白合成的信号，亮氨酸、异亮氨酸通过增加葡萄糖转运蛋白（glucosetransporter4，GLUT）4 和GLUT1的转运，能改善胰岛素导致的糖耐量异常［22］。最近有研究表明，BCAA能减少脂肪细胞的体积，增加过氧化物酶增殖体受体-α、γ，脂联素mRNA的表达，从而改善胰岛素抵抗［23］。然而具体的BCAA能改善肝硬化患者胰岛素抵抗的分子机制仍不清楚，需进一步研究。

7　补充BCAA能改善介入术后低蛋白血症和炎性反应

经皮肝动脉化疗栓塞术（transcatheter hepatic arterial chemoembolization，TACE）和射频消融术（radiofrequency ablation，RFA）对HCC患者是临床较为认可的治疗方式。然而患者术后常出现肝功能恶化及低蛋白血症。Nishikawa等［24］报道，应用BCAA治疗能长期、有效维持患者TACE术后营养。Ishihara等［25］研究表明，TACE或RFA术后患者应用10 d BCAA治疗后清蛋白水平下降被抑制。因此，BCAA早期治疗能有效抑制术后清蛋白水平下降。且据Ishihara等［25］推测，BCAA的抗炎作用也许与清蛋白的改善具有一定关系。C反应蛋白（C-reac-tive protein，CRP）反映炎症程度，在BCAA预处理患者中CRP升高被抑制，而发热程度也更温和，同时清蛋白下降受抑制的程度与CRP改变相平行。但目前其抗炎机制仍不明确，其具体的作用机制仍需进一步探索。

8　结语与展望

大量研究证明，补充BCAA可提高肝硬化患者血浆清蛋白水平和改善胰岛素抵抗，提高血清Fischer′s比率和BTR，恢复固有免疫和抑制肝癌的发生，改善患者生活质量和降低术后并发症发生率。然而关于BCAA的分子机制研究仍停留在动物实验，大量临床研究仍需进一步探索。

［1］张小微，肖阳，杨宏，等.支链氨基酸在肝病肠内营养配方食品中的应用进展［J］.医学综述，2015，21（6）：975-978.

［2］隋小芳，杨睿悦，郭金发，等.血清支链氨基酸水平升高与颈动脉斑块的关系［J］.中国心血管杂志，2015，20（3）：181-184.

［3］白慧婧，孙建琴，陈敏，等.支链氨基酸对老年人肌少症的作用及其与抗阻运动的协同作用［J］.中华老年医学杂志，2015，34（5）：476-477.

［4］简清.支链氨基酸肠内营养制剂对肝功能损害患者的影响［J］.蛇志，2015，27（3）：258-259.

［5］Ishikawa T.Early administration of branched-chain amino acid granules［J］. World J Gastroenterol，2012，18（33）：4886-4890.

［6］Biswal B，Kunwar P，Natelson BH.Cerebral blood flow is reduced in chronic fatigue syndrome as assessed by arterial spin labeling［J］.J Neurol Sci，2011，301（1/2）：9-11.

［7］Yatsuhashi H，Ohnishi Y，Nakayama S，et al.Anti-hypoalbuminemic effect of branched-chain amino acid granules in patients with liver cirrhosis is independent of dietary energy and protein intake［J］.Hepatol Res，2011，41（11）：1027-1035.

［8］ Ishikawa T，Michitaka I，Kamimura H，et al.Oral branched-chain amino acids administration improves impaired liver dysfunction after radiofrequency ablation therapy for hepatocellular carcinoma［J］.Hepatogastroenterology，2009，56（94/95）：1491-1495.

［9］Tsuda Y，Fukui H，Sujishi T，et al.Is administrating branched-chain amino acid-enriched nutrition achieved symptom-free in malnourished cirrhotic patients？［J］.J Clin Biochem Nutr，2014，54（1）：51-54.

［10］Marchesini G，Bianchi G，Merli M，et al.Nutritional supplementation with branched-chain amino acids in advanced cirrhosis：a double-blind，randomized trial［J］.Gastroenterology，2003，124（7）：1792-1801.

［11］Nakamura I.Impairment of innate immune responses in cirrhotic patients and treatment by branched-chain amino acids［J］.World J Gastroenterol，2014，20（23）：7298-7305.

［12］Gustot T，Durand F，Lebrec D，et al.Severe sepsis in cirrhosis［J］.Hepatology，2009，50（6）：2022-2033.

［13］Nakamura I，Ochiai K，Imawari M.Phagocytic function of neutrophils of patients with decompensated liver cirrhosis is restored by oral supplementation of branched-chain amino acids［J］.Hepatol Res，2004，29（4）：207-211.

［14］Nakamura I，Ochiai K，Imai Y，et al.Restoration of innate host defense responses by oral supplementation of branched-chain amino acids in decompensated cirrhotic patients［J］.Hepatol Res，2007，37（12）：1062-1067.

［15］Kobayashi M，Ikeda K，Arase Y，et al.Inhibitory effect of branched-chain amino acid granules on progression of compensated liver cirrhosis due to hepatitis C virus［J］.J Gastroenterol，2008，43（1）：63-70.

［16］Ijichi C，Matsumura T，Tsuji T，et al.Branched-chain amino acids promote albumin synthesis in rat primary hepatocytes through the mTOR signal transduction system［J］.Biochem Biophys Res Commun，2003，303（1）：59-64.

［17］Tsuchiya K，Asahina Y，Izumi N.Long time oral supplementation with branched-chain amino acids improves survival and decreases recurrences in patients with hepatocellular carcinoma［J］.Nihon Shokakibyo Gakkai Zasshi，2008，105（6）：808-816.

［18］Murata K，Moriyama M.Isoleucine，an essential amino acid，prevents liver metastases of colon cancer by antiangiogenesis［J］.Cancer Res，2007，67（7）：3263-3268.

［19］Yoshiji H，Noguchi R，Kaji K，et al.Attenuation of insulin-resistance-based hepatocarcinogenesis and angiogenesis by combined treatment with branched-chain amino acids and angiotensin-converting enzyme inhibitor in obese diabetic rats［J］.J Gastroenterol，2010，45（4）：443-450.

［20］Hagiwara A，Nishiyama M，Ishizaki S.Branched-chain amino acids prevent insulin-induced hepatic tumor cell proliferation by inducing apoptosis through mTORC1 and mTORC2-dependent mechanisms［J］.J Cell Physiol，2012，227（5）：2097-2105.

［21］Koziel MJ.NK cells：natural born killers in the conflct between humans and HCV［J］.Hepatology，2006，43（3）：395-397.

［22］Nishitani S，Matsumura T，Fujitani S，et al.Leucine promotes glucose uptake in skeletal muscles of rats［J］.Biochem Biophys Res Commun，2002，299（5）：693-696.

［23］Würtz P，Tiainen M，Mäkinen VP，et al.Circulating metabolite predictors of glycemia in middle-aged men and women［J］.Diabetes Care，2012，35（8）：1749-1756.

［24］Nishikawa H，Osaki Y，Inuzuka T，et al.Branched-chain amino acid treatment before transcatheter arterial chemoembolization for hepatocellular carcinoma［J］.World J Gastroenterol，2012，18（12）：1379-1384.

［25］Ishihara T，Iwasa M，Tanaka H，et al.Effect of branched-chain amino acids in patients receiving intervention for hepatocellular carcinoma［J］.World J Gastroenterol，2014，20（10）：2673-2680.

10.3969/j.issn.1009-5519.2016.06.017

A

1009-5519（2016）06-0850-03

国家自然科学基金资助项目（81100275）。

△，E-mail：945907416@qq.com。

（2015-12-23）