黄李晨露，张家瑞，郑永钦，贺军栋*

1.昆明理工大学 医学院，云南 昆明 650500；2.昆明理工大学附属医院 云南省第一人民医院 内分泌代谢科，云南 昆明 650500

非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)是世界范围内的主要健康问题,是全球慢性肝病最常见的病因之一,近年来,全世界NAFLD的患病率迅速上升。NAFLD的范围从脂肪变性非酒精性脂肪肝到非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatohepatitis,NASH),可能发展为肝硬化和肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)[1],并迅速造成终末期肝病或肝衰竭[2]。钠-葡萄糖共转运蛋白2抑制剂(sodium-glucose cotransporter 2 inhibitors,SGLT-2i)是一种新型口服糖尿病治疗药物,可以促进肾脏葡萄糖排泄,发挥降血糖的作用[3]。一些证据表明, SGLT-2i对NAFLD具有有益作用。本文聚焦SGLT-2i对NAFLD潜在的作用机制进行综述,包括内质网应激、炎性反应、纤维化、自噬等。

1 非酒精性脂肪性肝病和钠-葡萄糖共转运蛋白2抑制剂

NAFLD是指受非酒精和其他明确的肝损伤因素影响,肝细胞内三酰甘油过量积聚的慢性疾病,与肥胖、2型糖尿病和其他代谢综合征密切相关[2]。在能量过剩的情况下,肝脏中代谢底物增加,驱动肝脏新生脂肪生成,胰岛素抵抗增强,导致恶性循环。NAFLD脂肪生成和分解的失衡会在肝细胞内积累游离脂肪酸(fatty acids,FA),导致细胞损伤变性和肝功能恶化,发展为NASH、肝硬化和HCC。NAFLD发病机制复杂,“多重平行打击”理论认为众多遗传和环境因素相互作用,促进了NAFLD的发生和进展,这些因素包括内质网(endoplasmic reticulum,ER)应激、炎性反应、纤维化、自噬和凋亡等等[4]。SGLT-2i是一类相对较新的抗糖尿病药物,可以特异性抑制肾近端小管上的SGLT-2,增加糖尿,减少葡萄糖从小管液重新进入血流[5]。SGLT-2i主要药物有卡格列净、恩格列净、达格列净、依格列净和托格列净等等。

2 钠-葡萄糖共转运蛋白2抑制剂在非酒精性脂肪性肝病中的调控作用

2.1 SGLT-2i可以降低NAFLD患者肝细胞内质网应激

ER在肝细胞中负责适当的蛋白质折叠,NAFLD患者肝脏的脂肪积累会引发ER产生应激反应,导致细胞功能障碍和死亡,并加速肝脏损伤。ER应激的适应性稳态机制,称为未折叠蛋白反应(unfolded protein response,UPR),在肝细胞中增强ER蛋白折叠,ER可以利用UPR途径维持蛋白质和脂质稳态,抑制轻度应激状态[6]。UPR激活3种不同的传感器,包括肌醇需要酶1α(inositol-requiring enzyme 1α,IRE1α)、PKR样ER激酶和激活转录因子6α(activating transcription factor 6α,ATF6α),以适应和介导代谢变化的多种细胞外和细胞内信号[7]。NAFLD患者肝细胞出现ER应激,UPR从适应性阶段转变为终末阶段,促进炎性反应、减少自噬过程和激活促凋亡途径导致肝细胞死亡[6]。SGLT-2i在肝细胞ER应激中表现出有益作用,托格列净治疗降低了NAFLD小鼠3种UPR传感器水平,显著降低IRE1α表达,缓解了ER应激状态,改善NAFLD的症状[7]。5周恩格列净给药降低高脂饮食喂养的载脂蛋白E(ApoE)敲除小鼠肝脏总胆固醇和三酰甘油,表明脂质积累减少,IRE1α和ATF6α表达降低,ER应激减轻,改善NAFLD组织学特征[8]。以上研究表明SGLT-2i可能通过抑制UPR传感器表达调节UPR途径,降低ER应激,减少肝脏脂质积累,对NAFLD发挥有益作用。

2.2 SGLT-2i可以降低NAFLD患者的肝脏炎性反应

肝脏炎性反应是NAFLD的标志,也是NAFLD进展和纤维化发展的关键驱动因素。炎性反应由脂质的异常积累引起,会导致肝纤维化[9],使NAFLD转变为肝硬化和HCC。SGLT-2i在临床中被发现可以减轻糖尿病合并NAFLD患者的肝脏炎性反应,因此引起了学者的兴趣。卡格列净可以显著抑制高脂饮食喂养14周的小鼠肝脏促炎因子肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor,TNF-α)、单核细胞趋化蛋白-1(monocyte chemoattractant protein-1,MCP-1)、白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)和IL-6蛋白以及mRNA表达水平[10],卡格列净治疗降低了非糖尿病性NASH大鼠TNF-α、IL-6和C-C基趋化因子配体2水平,降低了大鼠肝脏炎性反应,发挥肝细胞抗炎作用[11]。5周依格列净治疗减轻了NASH肝硬化小鼠炎性细胞浸润,TNF-α和IL-1β表达显著降低,小鼠肝脏纤维化程度降低,改善NAFLD和NASH的症状[12]。5周达格列净治疗降低了高碳水化合物高脂肪饲料喂养大鼠肝脏TNF-α、IL-1β和IL-18的表达,改善了肝脏炎性反应[13]。恩格列净给药显著降低遗传性高三酰甘油大鼠MCP-1表达,改善肝脏炎性反应[14],降低高脂饮食喂养的ApoE(-/-)小鼠肝脏MCP-1和F4/80(常驻巨噬细胞标志物)的表达[8]。除此之外,恩格列净还降低晚期NASH小鼠肝脏促炎乳糖神经酰胺的浓度,增加了抗炎多不饱和三酰甘油的浓度,改善了小鼠肝脏的炎性反应[15]。SGLT-2i在NAFLD的有益作用可能是通过激活腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)-哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)信号通路完成的。SGLT-2i激活AMPK-mTOR信号通路,抑制IL-17/IL-23轴相关分子和一系列促炎因子的表达,减轻NAFLD炎性反应,改善NAFLD的症状[16]。

巨噬细胞是肝脏中重要的细胞,单核细胞衍生巨噬细胞(MoMF)向促炎巨噬细胞(MoMFLy6Chigh)的转变是肝脏慢性炎性反应的重要驱动因素,在NASH发病机制中发挥关键作用。恩格列净与GLP-1激动剂的联合治疗显著降低了NASH小鼠肝脏MoMFLy6Chigh的量,减弱了炎性反应,证明恩格列净与GLP-1激动剂调节促炎免疫反应对小鼠肝具有保护作用[17]。NAFLD脂质代谢紊乱使过量脂质在肝脏沉积,肝脏功能损伤导致炎性反应。炎性反应是NAFLD症状的重要一环,降低肝脏炎性反应,减少脂质沉积可能是SGLT-2i有益作用的重要原因之一,仍需更多和更深入的研究证实。

2.3 SGLT-2i可以改善NAFLD患者的肝纤维化

肝纤维化在NAFLD/NASH的进展中至关重要,NASH纤维化的病理特征是直接反应患者肝移植率和死亡率的指标。NAFLD导致肝星状细胞从一类储存视黄醇的细胞转化为产生胶原蛋白和其他类型细胞外基质的肌成纤维细胞,使胶原蛋白等细胞外基质在肝组织内过度沉积,形成脂肪性肝纤维化,NAFLD进展为NASH[18]。糖尿病合并NASH患者通过SGLT-2i治疗,显著降低了肝纤维化发展。8周托格列净给药降低了NASH相关肝肿瘤小鼠纤维化基因α1-Ⅰ型胶原(collagen type Ⅰα1,col1a1)mRNA的表达,减轻肝细胞衰老程度,改善小鼠肝纤维化[19]。托格列净给药降低了高脂饲料喂养的GFP转基因青鳉肝脏重量,天狼星红染色显示青鳉肝脏纤维化面积减少,全转录组测序显示青鳉肝纤维化相关基因col1a1a、转化生长因子β(transform-ing growth factor-β,TGF-β)、金属肽酶抑制因子2b和基质金属肽酶2的表达降低,改善青鳉NAFLD症状[20]。卡格列净降低了糖尿病并NASH小鼠Ⅲ型胶原的表达,减少了肝脏重量和纤维化面积,阻止小鼠从NASH向HCC转变[21]。TGF-β是已知的最有效的肝纤维化诱导因子,激活TGF-β会导致Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅳ型纤维连接蛋白和胶原含量增加。卡格列净显著降低了非糖尿病性NASH大鼠肝TGF-β mRNA表达,纤维连接蛋白和胶原含量降低,显著减轻了肝纤维化。胎盘谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferase placental,GST-P)阳性病变是NAFLD纤维化和脂肪性肝硬化的特征。卡格列净减少了大鼠GST-P阳性病变的数量和面积,改善肝脂肪变性。在体外实验中也发现卡格列净降低了肝星状细胞TGF-β1和α1-Ⅰ前胶原mRNA的表达,抑制HCC细胞增殖[11]。肝纤维化是慢性肝病症状加重并向肝硬化进展的关键步骤,在组织学上是可逆的。SGLT-2i通过减轻甚至部分逆转肝脏纤维化,避免肝细胞反复被破坏和修复,减少肝细胞变性,改善NAFLD症状并阻止其向HCC转变。

2.4 SGLT-2i上调NAFLD患者的肝细胞自噬

NAFLD肝脏ER应激和炎性反应与自噬显著相关,在NAFLD的发展过程中,肝脏自噬受损,导致肝细胞凋亡增加。自噬还可以通过调节脂质代谢改善肝脏脂质沉积,调节IL-1β的分泌影响巨噬细胞炎性反应[16]。SGLT-2i对NAFLD的益处可能和上调自噬有关,调节肝细胞自噬可能是其作用靶点之一。卡格列净增加了高脂高糖饲料喂养小鼠肝脏和正常小鼠肝细胞自噬标志蛋白如LC3 Ⅱ/Ⅰ和自噬相关蛋白7(Atg7)的表达水平,增加了肝细胞中自噬体/自溶酶体含量,提高自噬通量,预防肝脂肪变性和凋亡[10]。AMPK-mTOR信号通路是调控自噬的关键通路,AMPK能够通过磷酸化 mTOR复合物1中的Raptor蛋白抑制其活性,使自噬发生和上调。达格列净通过在体内和体外激活AMPK-mTOR信号通路上调自噬,降低了Zucker糖尿病肥胖(ZDF)大鼠、棕榈酸刺激的永生化人肝细胞系LO2和人肝癌细胞系HepG2脂质积聚,改善大鼠肝脏脂肪酸代谢,减轻ZDF大鼠NAFLD症状,减少LO2细胞脂肪变性以及抑制HepG2细胞的增殖[5]。自噬是机体维持内环境稳态的重要机制,SGLT-2i提高自噬可能有助于恢复肝脏脂肪酸代谢,清除肝细胞受损的线粒体,减少细胞凋亡,保护细胞正常调控以实现对NAFLD的改善。

3 问题与展望

SGLT-2i对NAFLD有益作用的具体机制,包括通过调节UPR途径传感器水平降低肝细胞ER应激,抑制炎性细胞因子表达减轻肝脏炎性反应,阻止炎性巨噬细胞浸润,减少胶原和纤维化蛋白生成改善肝纤维化,上调自噬以减少肝细胞凋亡,改善肝脏脂质沉积。这些都说明SGLT-2i在NAFLD的治疗方面具有较大的研究价值。此外,NAFLD通常与糖尿病紧密相关,二者互相影响,SGLT-2i作为降血糖药物,在控制糖尿病合并NAFLD患者的血糖方面有着显著的治疗作用。但是SGLT-2i并非特异性NAFLD治疗药物,对于单纯NAFLD患者而言,服用SGLT-2i可能导致其出现低血糖症状,且SGLT-2i在临床应用过程中存在一定不良反应,可能导致生殖泌尿道感染和酮症酸中毒,因此还需要进一步的研究探索SGLT-2i对NAFLD患者的具体作用机制以及最佳使用方案(如服用剂量和频率等)。随着进一步深入,相信SGLT-2i对NAFLD作用机制的研究将会为患者带来福音。