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肝内胆汁淤积发病机制及药物治疗新进展

2016-05-25田德安

胃肠病学和肝病学杂志 2016年5期
关键词:转运体胆汁酸毛细

韩 平,田德安

华中科技大学同济医学院附属同济医院消化内科,湖北 武汉430030

肝内胆汁淤积发病机制及药物治疗新进展

韩 平,田德安

华中科技大学同济医学院附属同济医院消化内科,湖北 武汉430030

肝内胆汁淤积是临床常见的一组症候群,其病因多种多样。国内外最新指南对其诊断和治疗进行了规范化建议。然而,目前对于肝内胆汁淤积的诊治仍未取得根本性突破。本文主要介绍肝内胆汁淤积发病机制及以发病机制为靶点的药物治疗研究新进展,旨在为该疾病研究领域的科研及临床工作者提供参考。

肝内胆汁淤积;发病机制;药物治疗

肝内胆汁淤积是指各种原因引起的肝细胞和(或) 毛细胆管内胆汁形成、分泌和(或)排泄异常,若不及时干预,将会损伤肝脏细胞组织,并逐渐演变为肝硬化、肝功能衰竭甚至肝癌。2013年中国胆汁淤积性肝病诊断治疗专家委员会针对这类疾病发布了《胆汁淤积性肝病诊断治疗专家共识》[1],从中看出目前对于肝内胆汁淤积的治疗手段极其有限,但近年来的研究在肝内胆汁淤积发病机制方面取得了诸多进展,为胆汁淤积的诊断和药物治疗提供了新的思路和方法。

1 胆汁代谢生理

1.1 肝细胞胆汁形成及调节 肝细胞以胆固醇为原料,通过复杂而有序的酶促反应,与牛磺酸或甘氨酸共轭,合成结合胆汁酸。形成的胆汁酸通过毛细胆管膜上转运体主动分泌至毛细胆管,经胆管树进入小肠,在末端回肠黏膜细胞顶端的钠依赖性胆汁酸盐转运体(ABST)作用下被重吸收,又经门静脉至肝脏,在肝脏,肝细胞通过基侧膜上的牛磺胆酸钠共转运多肽(NTCP)以钠依赖性方式或有机阴离子转运蛋白(OATPs)介导的非钠依赖性方式重新摄取肝血窦血浆中的胆汁酸,完成胆汁酸的“肠肝循环”[2]。毛细胆管胆汁酸盐分泌是胆汁形成中的限速步骤, ATP结合盒(ABC)超家族成员─胆盐输出泵BSEP参与毛细胆管膜上胆汁组分逆浓度梯度转运[3]。多药耐药P-糖蛋白3(MDR3)介导胆汁中卵磷脂从毛细胆管细胞双分子层膜的内侧转运至外侧。ABCG5/ABCG8转运体促进胆固醇从毛细胆管膜释放[4]。在微管内,卵磷脂、胆固醇与胆汁酸盐形成混合微团,减少胆汁酸盐对胆管上皮细胞的毒性作用,保护胆盐诱导的胆管损伤。胆汁中的有机阴离子通常结合葡萄糖苷酸、谷胱甘肽或硫酸盐,这样的结合物大多为药物或外源性代谢产物,由多药耐药相关蛋白-2(MRP2)和ABCG2转运体从肝细胞输出至胆汁[5]。

2 肝内胆汁淤积发病机制

2.1 肝细胞和胆管上皮细胞结构功能受损 感染、药物、乙醇、遗传、免疫因素等多种原因均可致肝细胞和胆管树结构和功能受损。肝细胞受损后,细胞骨架和紧密连接破坏,肝细胞骨架的改变包括微管系统、肌动蛋白微丝结构损伤和角蛋白中间丝增加。微管损伤可引起胆汁分泌障碍,微丝功能障碍可影响毛细胆管蛋白收缩,致使细胞旁间隙通透性增加,发生胆汁淤积。另一方面,肝窦基侧膜和毛细胆管膜流动性或结构发生改变时,一些位于膜上的转运蛋白、酶活性和功能受损,如NTCP、MRP2、OATP2和BSEP等,而MRP1和MRP3活性增加,使得胆汁酸和一些阴离子排泄减少。

2.2 肝内胆管阻塞 多种原因使胆汁成分改变或肝内胆管免疫性损伤时,如原发性硬化性胆管炎(primary sclerosing cholangitis,PSC)、原发性胆汁性胆管炎(primary biliary cholangitis,PBC)、移植和药物等,均可导致肝内胆管阻塞。胆管阻塞后,上游胆汁淤积进一步引起毛细胆管扩张,毛细胆管通透性增加,胆汁反流入血液。

2.4 炎症反应作用 炎症反应诱导的胆汁淤积是具有肝外感染或炎症患者常见的并发症。包括内毒素在内的微生物产物,直接通过诱导肝细胞内信号通路,或是间接激活促炎细胞因子,导致胆汁流急剧减少。炎症反应抑制关键胆汁形成相关转运体的表达和功能,也抑制多种参与维持相关转运体基因表达的核转录调节因子表达和活性。而胆汁酸活化的核受体(如FXR和PXR)与促炎核介质(如NF-κB)之间的分子串话,进一步证实了炎症反应参与胆汁淤积发病机制[11]。

2.5 微小RNAs (miRNAs) miRNAs是一类长度约为21nt的非编码小RNA,对真核细胞的基因表达、细胞发育分化和个体发育等诸多方面具有调控作用。最近研究[12]发现,这类miRNAs在人或动物胆汁淤积及其他胆汁相关疾病中表达发生改变,如miR-122a、miR-422a、miR-33、miR-144、miR-190、miR-743b等。这些miRNA以胆汁分泌、转运及排泄过程中重要分子为靶点,使其表达异常,对于维持胆汁酸稳态及肝内胆汁淤积的病理过程起到重要作用。

3 药物治疗及潜在干预靶点研究

UDCA治疗PBC的指南推荐剂量为每日13~15 mg/kg,可改善肝脏血清生化指标和组织学特征,延缓肝纤维化进程,延长肝移植前生存时间。UDCA对于ABCB4缺陷的进行性家族性肝内胆汁淤积症3型(PFIC3)和(或)低磷脂相关性胆石病(LPAC综合征)及囊性纤维化相关肝脏疾病(CFALD)可能具有作用。而对于各种硬化性胆管炎、药物诱导的肝损伤、进行性家族性肝内胆汁淤积症1型和2型、肝结节病、移植后胆管损伤及全肠外营养诱导的胆汁淤积无明显作用[15]。

3.3 法呢醇 X 受体(FXR)信号通路 核激素受体是胆汁酸信号途径中重要的活化受体,胆汁淤积时,胆酸(CA)和鹅脱氧胆酸(CDCA)结合至FXR,FXR可作用于多个靶基因,包括短异二聚体伴侣(SHP)、成纤维细胞生长因子19(FGF19)、BSEP和 OST α/β转运体基因及MRP3 和 MRP4基因[19]。SHP可抑制CYP7A1转录,而后者是胆汁酸合成的限速酶。此外,当胆汁酸在回肠重吸收时激活肠道FXR,后者进一步活化FGF19表达,FGF19通过门脉循环结合至肝细胞FGFR4/βKlotho受体,通过MAPK信号通路抑制CYP7A1表达[20]。

基于这些原理,研究者设计了胆汁酸类似物及与FXR高亲和力的非胆汁酸化合物,这些药物被用来治疗PBC、PSC和NAFLD。FXR类似物奥贝胆酸(OCA)和非胆汁酸PX-102已经在Ⅱ期和Ⅲ期临床试验中进行研究。最近的一项研究[21]发现,UDCA应答不完全的PBC患者接受10 mg、25 mg和50 mg的OCA或安慰剂,结果发现,70%的患者碱性磷酸酶水平降低了20%,γ-谷氨酰转移酶、CRP和IgM也降低。然而,OCA并未改善PBC患者的瘙痒症状,而接受25 mg和50 mg OCA的患者瘙痒症加重。另外一个实验[22]中,减少OCA剂量(≤10 mg)未出现瘙痒。瘙痒症状的机制尚不清楚。

RXR是FXR的异源二聚体,最近一项研究[23]称,RXR配体ATRA与UDCA治疗PSC可降低血浆碱性磷酸酶、ALT和胆汁酸水平。非致癌性FGF19衍生物NGM 282联合UDCA治疗PBC也已经被批准进入Ⅱ期临床试验。

3.4 氧化物酶体增殖活化受体(PPARα) PPARs在肝脏中以PPARα为主,其除了抗脂肪变性作用外,还具有抗炎作用。毛细胆管磷脂转运蛋白基因MDR3是PPARα的应答基因,PPARα激动剂贝特类药物增加MDR3嵌入毛细胆管膜进而刺激卵磷脂分泌,保护胆管细胞免受胆盐毒性。PPARα的其他作用机理还包括抑制CYP7A1和诱导CYP3A4,这两者分别是胆盐合成和解毒作用所必须的。最近一项荟萃分析[24]显示,UDCA与苯扎贝特联用与UDCA单独使用相比,能更好地改善PBC患者血清生化指标,但症状和存活时间无明显差异。还有研究[25]报道,苯扎贝特并不改善UDCA不完全反应的PBC患者肝脏弹性,但能改善瘙痒症状。目前研发了抗炎作用更强的PPAR激动剂,有望运用于PBC和PSC的治疗。

3.5 孕烷X受体(PXR) PXR可调节多种参与胆汁酸、药物和其他毒物解毒和代谢相关基因表达,包括CYP3A4和CYP7A1、SULT2A、UGT1A1/3/4、MDR1/2/3和OSTβ。胆管结扎和胆酸饲养的小鼠胆汁淤积模型中,PXR敲除鼠较野生型小鼠表现出更严重的肝脏损伤。PXR配体5-孕烷-3β-醇-20-酮-16α-腈(PCN)减少石胆酸诱导的胆汁淤积小鼠肝脏损伤,而胆汁酸MRP3转运体可能在这个过程中起重要作用[26]。人PXR激动剂包括石胆酸和其他许多药物,如利福平、他汀类、皮质类固醇、苯巴比妥、圣约翰草(St. John’s wort)。利福平可缓解胆汁淤积患者瘙痒症状,改善PBC患者血清肝功能指标。在胆石症患者,利福平可上调UGT1A1和MRP2,降低胆红素水平,增加CYP3A4表达,促进胆汁酸解毒作用[27]。这些优点使得利福平和UDCA联用具有很好的协同作用。有报道[28]称,利福平短期服用(2周内)治疗肝内胆汁淤积安全性较好,而超过4周后可使13%的患者出现严重的肝脏毒性。最近研究[29]还发现,利福平可完全逆转由药物(如克拉维酸、睾酮、全肠外营养等)或短暂性胆汁阻塞(如胆总管结石、胰腺癌等)引起的严重持续性肝细胞分泌障碍。

3.6 糖皮质激素受体(GR)与UDCA 糖皮质激素抑制炎症反应的作用被认为可用来治疗PBC,然而其具有严重的副作用。布地奈德是一种副作用较小的糖皮质激素,与GR结合能力很强,具有很强的抗炎作用。研究[30]发现GR活性与胆汁酸间具有复杂的联系:糖皮质激素抑制FXR转录活性,增加肠黏膜细胞顶端钠依赖性胆盐转运体(ASBT)活性,进而促进肝脏胆汁淤积;同时,糖皮质激素还可促进PXR介导的疏水胆汁酸羟基化和硫酸化。反过来,高浓度的胆汁酸也可通过SHP抑制GR活性,这也解释了为什么有时糖皮质激素在胆汁淤积时无抗炎作用。

3.7 其他潜在干预靶点药物

TGR5活化可能产生脱靶效应,包括胆汁反流性胰腺炎、瘙痒症及可能参与胃食管腺癌及胆囊癌发生发展。因此,未来在设计胆汁酸受体配体作为肝病治疗药物时,需要考虑到这些脱靶效应。

3.7.2 维生素D受体(VDR): VDR配体可影响自身免疫性胆汁淤积发病机制中的许多关键环节,如固有免疫活化、胆汁酸代谢和解毒作用、胆管完整性和纤维化发生。VDR在几乎所有的免疫细胞中均有表达,进而介导维生素D的免疫调节作用。维生素D通过VDR抑制TH1型细胞因子产生,同时促进TH2型细胞因子产生。维生素D还可通过抑制树突状细胞分化减少TH1细胞发育,进而减轻效应T细胞反应。

VDR激动剂刺激小鼠肝脏和小肠胆汁酸解毒酶(如CYP3A4和 SULT2A1),对石胆酸的肝毒性具有保护作用。1,25(OH)2D3也可通过增加小肠Fgf15表达减少肝脏Cyp7a1表达。而缺乏VDR的小鼠Cyp7a1表达增加[37],表明小肠VDR活性可调控Cyp7a1基础表达水平。最近也有研究[38]报道,维生素D-VDR轴可调控纤维化发生和肝星状细胞活性。

3.7.3 ASBT抑制剂:回肠肠上皮细胞中ASBT可将结合胆汁酸从肠腔转运至肠上皮细胞,将其转移至门脉循环。抑制ASBT可降低黏膜内胆汁酸浓度,减少FXR活性,减少FGF19合成,解除肝脏中CYP7A1表达抑制。这样的病理生理过程可导致胆固醇向胆汁酸转化增加,减少血浆胆固醇。ASBT抑制剂中断胆汁酸肠肝循环,减少循环胆汁酸,进而对于肝内胆汁淤积有治疗作用[14]。然而,目前相关临床资料不足。

综上所述,经过近三十年的研究,我们对肝内胆汁淤积的发病机制有了一定的了解,并有多个临床试验正在进入Ⅱ~Ⅲ期验证,有望为肝内胆汁淤积的治疗引入新的治疗手段。然而,胆汁淤积是一个病因多样、过程复杂的临床综合征,药物对这些疾病的疗效不尽相同。因此,深入研究疾病的发病过程和发病机制,才有望为疾病带来新的治疗手段。值得一提的是,最近有学者[42]提出,应将PBC改名为原发性胆汁性胆管炎(primary biliary cholangitis),这一疾病名称改变代表了对这类疾病的发病机制、治疗目标和策略有了新的认识。

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(责任编辑:王全楚)

New progress of pathogenesis and therapeutic agents of hepatic cholestasis

HAN Ping, TIAN Dean

Department of Gastroenterology, Tongji Hospital, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430030, China

Hepatic cholestasis is a common manifestation of an etiologically heterogenous group of disorders. The latest guidelines in China and aboard have provided the normalized treatments for hepatic cholestasis. However, it is only a tip of the iceberg for our understanding of the disease itself. This review will address the new discoveries of pathogenesis and therapeutic agents of hepatic cholestasis, and provide new clues and ideas for the researchers and clinicians in this field.

Hepatic cholestasis; Pathogenesis; Drug treatment

韩平,博士,研究方向:肝胆及胃肠道疾病发病机制研究。E-mail:hanzhouping@163.com

田德安,教授,主任医师,博士生导师,研究方向:消化内镜、肝胆及胃肠道疾病的诊治。E-mail:datian@tjh.tjmu.edu.cn

10.3969/j.issn.1006-5709.2016.05.026

R575

A

1006-5709(2016)05-0584-05

2015-08-14

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