腸道細菌或有助於非酒精性脂肪肝的早期診斷和防治
非酒精性脂肪肝是指除酒精以外的其它因素所致的肝細胞內脂肪過度沉積為主要特徵的臨床病理綜合征。非酒精性脂肪肝是當前全球最重要的公共健康問題之一,也是我國發病率最高的慢性肝病類型。非酒精性脂肪肝在早期階段通常沒有任何癥狀,所以在它們變得更加嚴重或難以治療之前,可能不會被發現。
最近,來自英國倫敦帝國理工大學的研究人員的一項發表在《Nature Medicine》雜誌上的研究表明,腸道細菌所釋放的一種化合物可能有助於非酒精性脂肪肝的早期診斷,並提示腸道細菌可能是預防非酒精性脂肪肝的關鍵。
在非酒精性脂肪肝中,多餘的脂肪堆積在肝臟中,從而抑制其正常的生理功能。某些人群更容易患上這種疾病,比如患有肥胖、高血壓和2型糖尿病的人群。然而,在早期階段我們很難診斷出非酒精性脂肪肝,因為它一開始並不會表現出很多明顯的癥狀。這可能意味著病情可能會被「隱藏」,直到進入更晚期階段,導致肝臟受損。出於這個原因,研究人員一直在試圖尋找檢測肝病開始發生的方法,以便儘早實施干預。
現在,腸道菌群已經成為一種至關重要的環境因素,直接通過細菌易位或者間接通過微生物代謝產物在代謝性疾病中對宿主產生有益或有害的影響,包括調節代謝、肝功能和心血管疾病。嚙齒類動物的研究證明了腸道菌群在肝臟疾病中的作用。腸道菌群相關的一些因子,比如細菌脂多糖或甲胺(包括三甲胺和氧化三甲胺),在胰島素抵抗和動脈粥樣硬化的發生中發揮作用。因此,研究人員認為,通過觀察某些腸道生物標誌物,有可能在早期發現非酒精性脂肪肝。
確實如此,研究人員發現腸道菌群組成、脂肪肝和碳水化合物代謝之間存在令人興奮的聯繫,這也可能有助於更好地理解為什麼有30%的肥胖人群雖然脂肪量大幅增加,但是不會發生脂肪肝。
一個新的脂肪肝生物標記物
研究人員分析了105名被診斷為肥胖且患有非酒精性脂肪肝但是沒有糖尿病的婦女的相關醫療數據。更具體地說,研究團隊收集了所有參與者的一系列樣本,包括血液、尿液、糞便和肝臟活檢樣本。他們將這些數據與從健康個體收集的相應數據進行比較,以確定兩組之間的差異。
分析發現,某些腸道細菌釋放的一種叫做苯乙酸(phenylacetic acid,PAA)的化合物的水平升高與肝臟中過量脂肪堆積和非酒精性脂肪肝的早期發作有關。這意味著苯乙酸可能可以作為非酒精性脂肪肝的生物標誌物,診斷這種疾病或許只需要一個簡單的血液測試。同時,研究人員也發現,非酒精性脂肪肝與腸道菌群組成的某些變化有關。
「先有雞還是先有蛋」
「先有雞還是先有蛋」一直是一個謎,腸道菌群的變化與疾病的發生,究竟誰是因誰是果也一直是科學家們爭論的焦點。
有趣的是,在本研究中,研究人員發現,隨著非酒精性脂肪肝的進程,腸道細菌編碼的基因數量逐漸減少,表明腸道菌群組成變得越來越糟糕,越來越不同。這說明疾病導致了腸道菌群的進一步改變。
我們知道,腸道細菌所編碼的活性基因數量大約是人類自身的DNA中所發現的基因數量的200倍,但是,它們如何影響我們的整體健康和生物功能仍然存在許多謎團。儘管如此,科學家相信,腸道菌群多樣性降低可能是健康狀況較差的指標,比如,代謝性疾病患者中腸道細菌所編碼的活性基因數量較少。
本研究的研究人員在脂肪肝病例中也觀察到了類似的關聯,腸道菌群多樣性較低與代謝問題相關,包括肝臟炎症和對胰島素的無反應性,胰島素是調節血糖水平的關鍵激素。
在動物模型中進行的其它研究中,研究人員發現,增加健康小鼠的苯乙酸水平會導致動物肝臟中脂肪的堆積。此外,將非酒精性脂肪肝患者的糞便細菌移植到使用抗生素清除過腸道細菌的小鼠中,也可以導致其出現脂肪肝。這又似乎說明腸道菌群的改變可以誘發脂肪肝的發生。
所有這些證據都表明,腸道菌群的改變與非酒精性脂肪肝的發生密切相關。但是,究竟是腸道細菌的變化導致疾病的發生還是疾病引起腸道菌群的改變,仍不清楚。腸道菌群確實在一系列疾病中發生了變化,但是究竟誰是因誰是果,可能就如同「先有雞還是先有蛋」的問題一樣,我們很難說清楚。我們認為這兩者之間互為因果的,形成一種惡性循環:腸道菌群的變化導致疾病的發生;隨著疾病的惡化,又會進一步改變腸道菌群,進而加重疾病病情。
腸道細菌幫助疾病早期篩查
不管是「先有雞還是先有蛋」,腸道菌群與疾病發生之間存在著密切的聯繫,這是不可否認的事實。非酒精性脂肪肝中的這一發現將為其早期診斷方面帶來新的可能性。
利用腸道細菌所產生的化學信號對疾病進行早期識別和診斷是非常令人興奮的。有朝一日,我們或許通過一些簡單的篩查就可以發現一些疾病的早期徵兆,特別是那些早期沒有任何癥狀表現的疾病。及早發現,及早治療。
這一研究進一步表明,腸道菌群與人類宿主之間的相互作用對於患者的健康至關重要,這也為未來通過以腸道菌群為靶點預防和治療非酒精性脂肪肝,促進肝臟代謝穩態奠定了基礎。
圖片來自網路
參考文獻:
Hoyles, L., et al. (2018). "Molecular phenomics and metagenomics of hepatic steatosis in non-diabetic obese women." Nat Med.
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