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酒精致酒精性肝病的发病机制研究进展

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作者单位:110032 中国医科大学

通讯作者:秦沐婷

【摘要】 乙醇的直接或间接毒性被认为参与肝实质细胞的损伤及ALD的形成。但酒精性肝损伤的发病机制仍有多重假说。乙醇及其在人体内的代谢产物乙醛可诱发肝细胞凋亡。目前的研究多集中于氧化应激、脂质过氧化、线粒体损伤、金属离子代谢紊乱以及免疫学机制等方面。本文系统性回顾近年来国内外对ALD的发病机制方面所做的研究。

【关键词】 酒精性肝病; 发病机制

酒精性肝病(alcholic liver disease, ALD)包括酒精性脂肪肝、酒精性肝炎、酒精性肝纤维化、酒精性肝硬化,四种形式可单独或混合存在。ALD在西方国家是肝硬化的主要病因。美国每年约15 000~20 000人死于ALD,其中酒精性肝硬化5年生存率为23%~50%,为美国慢性肝病最常见死因。随我国酒耗量连年递增,临床所见ALD也有逐渐增加的趋势。流行病学研究调查发现,2000~2004年ALD患者占同期肝病比例构成比逐年上升,分别为2.4%、2.7%、3.4%、4.3%。其中酒精性脂肪肝比例为22.6%,酒精性肝炎28.8%,酒精性肝硬化37.4%[1]。因此,对酒精性肝病病因研究对ALD的预防及指导治疗有重要意义。

1 CYP2E1的作用

细胞色素P450(CYP)为肝脏代谢主要酶系统。其中CYP2E1与乙醇代谢关系最为密切。乙醇会诱导CYP2E1的转录水平和表达水平增加,尤以中央静脉周围分布的CYP2E1为主。CYP2E1具有强氧化酶活性,导致氧自由基生成增多,产生细胞毒性,引起肝细胞凋亡。刘颖等[2],采用实时聚合酶链式反应检测CYP2E1在ALD患者mRNA中的表达,发现ALD患者CYP2E1 mRNA水平(10.21%)明显高出同期健康人群对照组(2.05%)(P

2 线粒体功能障碍

已证实线粒体内ROS水平上升与酒精代谢密切相关。NO会介导呼吸抑制,与细胞色素C氧化酶结合阻止其与O2的结合,进入线粒体与活性氧自由基反应生成ONOO-,参与线粒体蛋白质翻译后修饰。而高乙醇消耗的动物干细胞模型对NO介导的呼吸抑制表现出高敏感性[3,4]。有研究发现,长期使用乙醇会导致线粒体蛋白组发生变化。李勇等[5]探讨宫内乙醇暴露对胎鼠大脑线粒体蛋白组的影响发现,呼吸酶复合物亚单位、ATP合成酶亚单位、线粒体伴娘蛋白均有表达改变。

3 氧化应激,脂质过氧化与“二次打击学说”

3.1 氧化应激与脂质过氧化 氧化应激是在机体产生过多活性氧自由基或抗氧化能力弱等情况下,氧化物与抗氧化物动态平衡失调产生的病理状态。在对ALD患者机体氧化应激和抗氧化状态的研究中发现,ALD病程进展过程中,氧化应激的同时伴随着机体抗氧化物(血清丙二醛,维生素C,维生素K)逐渐减少[6]。而脂类氧化反应被认为是造成肝脏脂类堆积的关键机制之一。线粒体脂质过氧化通过加速ApoB 100的降解减少机体脂蛋白分泌,高尔基体内脂蛋白糖基化,两种机制共同导致肝脏大泡性脂肪变性[7]。

3.2 “二次打击”学说 近年来,不断有学者提出以氧化应激和脂质过氧化为中心的“two hits”学说。即初次打击(first hit)诱发脂肪肝。酒精、糖尿病、药物等通过氧化应激使ROS增加,引起氧化对线粒体的打击。再次打击(second hit)导致脂肪肝炎症、坏死、纤维化。脂质过氧化和一些其他附加因素,如LPS,合并原先存在的氧化应激反应,对肝脏进行第二次打击。但需要说明的是,脂肪肝形成后,须经第二次打击才会促进病情进展。

4 微量元素的含量变化

铁过载会改变溶酶体膜性状引起脂质过氧化;锌是构成SOD活性中心成分之一;铜是多种酶的辅助因子,可催化ROS形成和膜脂质过氧化反应[8]。白耀光等[9]探讨ALD患者血清和尿液中铜,铁,锌的浓度水平,结果显示,酒精性肝病患者血清Zn(F266.072,P0.000)、Cu(F223.493,P0.000)和Fe(F188.580,P0.000)与健康对照(HC)均有明显差异。

5 免疫学机制

有假说认为乙醇会激发人体自体免疫应答,推动ALD加速进展[10]。初期的先天免疫系统启动了肝内的免疫应答,随后继发免疫系统进一步加重肝脏的免疫损伤。其中先天免疫的酒精性肝损伤以内毒素激发为主。乙醇促进内毒素从肠腔向门脉系统转移,激活肝脏非实质细胞,导致炎性细胞和炎性因子向肝脏聚集[11,12]。获得性免疫系统加速肝脏损伤,初期为T细胞的细胞毒反应,ALD 病理检查可见大量CD4+、CD8+细胞聚集。酒精性肝炎和酒精性肝硬化患者Th 17细胞水平也明显增加[13]。

6 肝炎病毒

肝炎病毒与脂肪肝的关系尚存在争议。HBV、HCV等嗜肝病毒感染导致汇管区炎症的同时,可引起肝细胞脂肪变,其中以丙型肝炎引起的肝脂肪变最为常见和明显。赵卫东等[14]通过对HBV转基因小鼠进行酒精干预,发现酒精组HBV 转基因小鼠较酒精组普通小鼠肝细胞脂肪变性的程度明显加重。但张忠东等[15]分析HBV合并酒精性脂肪肝肝脂肪变性程度、BMI指数等,未发现肝脂肪变性与肝炎病毒相关证据。

7 遗传因素

ALD是多基因遗传病,CYP2E1,ADH,ALDH等代谢相关分子均具有遗传多形性。高活性CYP2E1或低活性ALDH存在时,可增加乙醛的产生率。

8 展望

ALD是多重因素和基因调控作用的结果,涉及到复杂的代谢机制。由于纳米技术的进步,对ALD的研究也进入分子水平,有关肝细胞凋亡,肝组织纤维化的机制得到进一步揭示。同时也为ALD引起的肝损伤防治层面上提供新的思路。

参 考 文 献

[1] 全国酒精性肝病调查协作组.全国酒精性肝病的多中心调查分析.中华消化杂志,2007,27(04):231-234.

[2] 刘颖,孟祥伟.细胞色素P450IIE1mRNA表达水平在酒精性肝病发病机制中的作用研究.亚太传统医药,2009,5(12):3-5.

[3] Deng XS, Deitrich RA. Ethanol metabolism and effects: nitric oxide and its interaction. Curr Clin Oharmacol,2007,2:145-153.

[4] Albano E. Oxidative mechanisms in the pathogenesis of alcoholic liver disease.Mol Aspects Med,2008,29:9-16.

[5] 李勇,许雅君,张国庆.宫内乙醇暴露对胎鼠大脑线粒体蛋白质组的影响.毒理学杂志,2005,19(3):24.

[6] Masalkar PD, Abbhang SA. Oxidative stress and antioxidant status in patients with alcoholic liver disease.Chin Chim Acta,2005,355(2):61-65.

[7] Albano E, Alcohol. oxidative stress and free radical damage. Proc Nutr Soc,2006,65:278-290.

[8] Poli G.Pathogenesis of liver fibrosis:role of oxidative stress.Mol Aspects Med,2000,21(3):49-98.

[9] 白耀光.酒精性肝病患者血清和尿液铜锌和铁浓度的变化.微量元素与健康研究,2008,25(2):20.

[10] French SW. Alcoholic hepatitis: inflammatory cell-mediated hepatocellular injury.Alcohol,2002,27(1):43-46.

[11] Werner ER, Gorren AC, Heller R, et al. Tetrahydrobiopterin and nitric oxide: mechanistic and pharmacological aspects. Exp Biol Med (Maywood),2003,228(11): 1291-1302.

[12] Tilg H, Diehl AM. Cytokines in alcoholic and nonalcoholic steatohepatitis. N Engl J Med, 2000,343(20):1467-1476.

[13] Lemmer A,Moreno C,Gustol T, et al. The interleukin-17 pathway is involved in human alcoholic liver disease.Hepatology, 2009,49(2):646-657.

[14] 赵卫东.酒精对HBV复制和基因表达的作用及HBV对酒精性肝病易感性影响的研究.山东大学硕士毕业论文,2004.

[15] 张忠东,刘惠敏.脂肪肝与慢性乙型肝炎关系临床分析.中国医刊,2009,44(02):41-42.

(收稿日期:2011-03-09)