肠-肝轴是肠道与肝脏间的双向联系，肠道将肠源性产物运输至肝脏调节肝脏功能，肝脏分泌胆汁酸和其他生物活性介质与肠道相互作用。长期饮酒可影响肠-肝轴的多个环节，如破坏肠黏膜屏障、诱导肠道微生物群失衡并引起胆汁酸代谢异常等，其通过菌群移位和糖脂代谢异常等途径介导肝脂肪变性和促炎环境，参与酒精性肝病的发生、发展。针对肠-肝轴的干预手段可用于控制疾病进展，噬菌体、益生菌、粪菌移植、非吸收性抗生素，以及调节胆汁酸代谢和相关信号通路的治疗措施已应用于动物实验和临床研究，并取得良好的治疗效果。
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酒精相关性损害是一种多系统损伤，全球约6%的死亡与酒精相关[1]。尽管个体之间酒精易感性存在较大差异，但长期饮酒且超过每日上限往往会导致酒精性肝病(alcoholic liver disease, ALD)。目前，ALD已成为全球常见的慢性肝病病因之一，最终可进展为肝纤维化、肝硬化，甚至肝细胞癌[1]。戒酒虽然是ALD的最佳治疗策略，但患者通常很难实行。因此，寻找ALD的潜在发病机制和替代治疗方案对降低疾病负担具有重要意义。
肠-肝轴是肠道(包括肠道微生物群落)与肝脏间通过胆道、门静脉和体循环紧密连接的双向联系。一方面，肝脏通过释放胆汁酸及其他生物活性介质到胆道和体循环与肠道进行交互作用；另一方面，肠道可经门静脉转运肠源性产物至肝脏而影响肝脏功能，这些产物主要包括宿主和肠道微生物代谢的内源性胆汁酸、氨基酸，以及来自饮食和环境暴露的外源性底物[2]。越来越多的证据提示，肠-肝轴在ALD的发生、发展中起关键作用，现有观点认为肠道屏障稳态、肠道微生物组成与功能，以及胆汁酸代谢在肠-肝轴中发挥主要作用。酒精作为外源性暴露因素影响肠道生理的多个方面，可能主要通过增加肠道通透性并影响微生物组成和代谢引发肝脏炎症。现重点介绍肠-肝轴与ALD的关系，并探讨靶向肠-肝轴调控ALD的研究进展。
肠道通过胆道和门静脉与肝脏相连，使肠内生成物能直接影响肝脏的病理生理过程。正常生理情况下，高度特异性的肠道上皮屏障既能实现营养物质的运输，也可保护肝脏免受微生物产物和病原体的侵犯。酒精及其代谢产物可影响肠道屏障的多重防御机制，其代谢副产物乙醛可直接损害肠道屏障的完整性，破坏细胞间紧密连接，导致细菌移位和内毒素血症，酒精还可直接影响肠道微生物组成，导致肠道菌群失调，使乳酸杆菌减少并引起假丝酵母菌过度生长，次级胆汁酸增加，损害肠道法尼醇Ⅹ受体(farnesol Ⅹ receptor, FXR)信号通路，与酒精的直接损害作用共同破坏黏液层形成、抗菌肽合成及肠-血管屏障完整性(图1)。此外，肠道紧密连接受损加剧了炎症反应，包括Th1细胞调节模式的激活，以及γ干扰素和肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor，TNF)-α合成的增加，进一步增加肠道通透性。最终，病原相关分子模式(pathogen-associated molecular pattern, PAMP)和其他肠道代谢产物的转位增加，引发肠道和肝脏炎症反应，导致进行性肝脏损伤。
注：PAMP为病原相关分子模式；Treg为调节性T细胞；γ-IFN为γ干扰素；TNF-α为肿瘤坏死因子-α；FXR为法尼醇Ⅹ受体
短期内大量饮酒或酗酒都会损害肠道上皮屏障，使血清内毒素和(或)脂多糖等细菌产物增加。在ALD小鼠模型中发现，长期饮酒可激活肠固有层的单核细胞和巨噬细胞并产生TNF-α，激活肠细胞TNF受体1介导的肌球蛋白轻链激酶，致使上皮细胞紧密连接蛋白丧失，肠道通透性增加，加剧细菌产物移位和肝脏炎症[3]。长期饮酒可抑制人体或小鼠胰岛源性3β、3γ介导的肠道再生[4]，导致肠道稳态失衡，肠道黏膜表面细菌黏附增加、细菌过度生长、细菌移位增强，从而加重肝脏炎症。肠道屏障通透性增加可导致PAMP中经门静脉进入肝脏的微生物代谢物水平增加，激活肝脏实质细胞和非实质细胞中的膜结合型Toll样受体(Toll like receptor，TLR)，诱导核转录因子-κB(nuclear factor-κB, NF-κB)激活，导致肝脏巨噬细胞和中性粒细胞浸润，引发无菌炎症和ALD[5]。在ALD晚期，除酒精及其代谢产物本身的影响外，肝硬化门静脉高压也可引起紧密连接下降、转胞吞作用增强，以及限制细菌与肠微绒毛接触的介质减少，加剧肠道紧密连接功能障碍。
肠道微生物群失调已被确认为ALD的重要因素，已有多项实验和临床证据支持ALD的肠道细菌菌群、真菌菌群和病毒发生变化[1]。在肝纤维化发生前，饮酒直接影响肠道菌群，肠道微生物变化表现为细菌多样性减少、多种益生菌(包括乳杆菌属、双歧杆菌属、普拉梭菌、嗜黏蛋白阿克曼菌、拟杆菌科和梭菌科)丰度降低和致病菌(包括韦荣球菌和肠球菌类)丰度升高。除细菌菌群外，ALD的肠道真菌群组成也发生改变，并与肝损伤的严重程度相关，表现为肠道真菌多样性减少、白念珠菌过度生长，导致β-葡聚糖进入体循环，引发免疫反应。抗真菌治疗可抑制肠道真菌过度生长，改善β-葡聚糖移位和ALD进展。研究发现ALD患者粪便样本中病毒的多样性显著增加，细小病毒科和疱疹病毒科等哺乳动物病毒显著增多，葡萄球菌噬菌体和疱疹病毒科与疾病严重程度相关[6]。
肠道微生物群参与ALD进展的机制包括肠道通透性增加、毒素分泌和微生物代谢。嗜黏蛋白阿克曼菌影响肠道通透性，可直接参与黏液层形成以维持肠道屏障功能，ALD进程中其丰度降低[7]。粪肠球菌参与毒素分泌，研究表明酒精性肝炎(alcoholic hepatitis, AH)患者粪肠球菌比例升高，可能是通过分泌溶细胞素直接导致肝细胞损伤甚至死亡[8]。肠道真菌可能导致β-葡聚糖移位至肝脏，其间库普弗细胞表面的C型凝集素结构域家族7成员A被激活，白细胞介素(interleukin，IL)-1β表达和分泌增加，引发肝脏炎症和肝细胞损伤[9]。白念珠菌分泌的肽毒素念珠菌溶素也对肝细胞具有直接细胞毒性，与AH的严重程度及病死率相关。微生物代谢因素也影响肠-肝轴，ALD患者体内丁酸盐和丙酸盐等维持肠道屏障完整性的特异性微生物代谢物水平降低，这可能与产生短链脂肪酸的肠道微生物群丰度降低有关[10]。在酒精诱导的小鼠模型的食物中补充丁酸甘油酯可改善酒精引起的肠道紧密连接破坏、肠道通透性增加和肝损伤。此外，饮酒会导致肠道内色氨酸代谢物吲哚含量下降，使其诱导T细胞分泌的IL-22水平降低，引起下游胰岛源性3γ表达量减少，肠道通透性增加。因此，针对性治疗酒精诱发的菌群失调在改善ALD相关炎症和肝细胞损伤方面具有应用前景。
胆汁酸是肠-肝轴的重要组分，并在ALD的进展中发挥作用。初级胆汁酸在肝细胞中合成，并以氨基酸结合物的形式进入肠道。随后，大部分胆汁酸通过远端回肠和结肠被重吸收回肝脏。一方面，饮酒会影响肝脏胆汁酸代谢，引起胆汁淤积和胆汁酸积聚，导致肝脏炎症和损伤。其中，AH患者表现为总胆酸、结合胆汁酸、牛磺熊脱氧胆酸、石胆酸和熊脱氧胆酸水平升高，脱氧胆酸水平降低；随着病程进展，肝硬化患者甘氨脱氧胆酸和牛磺脱氧胆酸水平升高，甘氨鹅脱氧胆酸、牛磺鹅脱氧胆酸和胆酸水平降低；而肝癌患者甘氨胆酸、牛磺胆酸和牛磺鹅脱氧胆酸水平升高，牛磺脱氧胆酸和牛磺石胆酸水平降低。另一方面，肠道胆汁酸的变化可能损害肠道黏膜、影响抗菌肽的合成，甚至破坏肠道血管屏障的完整性，进一步加剧肝脏损伤。长期饮酒可上调胆汁酸合成基因胆固醇7a羟化酶(cholesterol 7a-hydroxylase, CYP7A1)的表达，并降低CYP7A1的转录抑制剂成纤维细胞生长因子受体4的表达，导致胆汁酸池的规模扩大。ALD引起的菌群失调也会影响胆汁酸组成，导致肠道内疏水性的非结合胆汁酸水平升高，对肝细胞膜更具破坏性[10]。酒精还可能破坏产生胆盐水解酶和参与脱羟化反应的肠道菌群稳态，进而通过胆汁酸受体及其信号通路诱导ALD的进展。
FXR是胆汁酸稳态的关键调节因子，通过抗炎、抑制肝纤维化和维持肠道屏障的完整性等作用参与肝脏损伤修复[2]。酒精引起的胆汁酸增加可抑制FXR信号转导，加剧肝脏损伤。长期饮酒可上调还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸与烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide, NAD)的比值，并下调NAD水平，干扰FXR去乙酰化，并通过降低NAD依赖的去乙酰化酶sirtuin 1的活性促进FXR乙酰化[11]。研究发现FXR活性受损可能加重酒精喂养小鼠的肝脂肪变性，表现为脂质积累、肝细胞膨胀、血清丙氨酸转氨酶(alanine transaminase, ALT)和脂质过氧化水平升高[12]。Deng等[13]通过转录组学分析发现FXR缺失的小鼠脂质合成和葡萄糖代谢相关蛋白质表达水平增加，其中参与调节葡萄糖和脂肪酸代谢稳态的丙酮酸脱氢酶激酶4在FXR敲除后表达增加，促进肝脏脂肪堆积。酒精可阻断Takeda G蛋白偶联受体5(Takeda G protein-coupled receptor 5, TGR5)，从而抑制棕色脂肪组织(brown adipose tissue, BAT)的活性和能量消耗。与酒精饲喂的野生型小鼠相比，TGR5敲除小鼠BAT中游离脂肪酸(free fatty acid, FFA)β-氧化减少，导致循环中FFA水平升高，肝脏对FFA的摄取增加，加剧ALD的进展[14]。研究发现酒精可导致FXR敲除小鼠肠道绒毛变宽、变短，黏膜下层和肌肉层萎缩，同时出现黏蛋白2和上皮钙黏素水平降低，肠道通透性增加[12]。
噬菌体是一种能特异性感染和杀灭细菌的病毒，其优势在于不会受到抗生素耐药性的影响。因此，高度耐药的细菌仍可被噬菌体有效消灭[2]。研究证实长期酒精饲养的小鼠经噬菌体灌胃后，肝脂肪变性和炎症缓解，肠道中粪肠球菌丰度和溶细胞素水平降低[8]。这一发现为应用噬菌体精确调节肠道微生物群，从而治疗ALD提供了可能，相关结果仍需临床试验证实。
除噬菌体外，益生菌也可调节肠道微生物群的组成和比例，有利于形成抗炎环境，抑制细菌移位和脂多糖产生，改善肠道屏障的完整性。在ALD的动物模型中，乳酸菌治疗可显著改善肝脏炎症，恢复肠道屏障功能，并减少酒精引起的肠道氧化应激。益生菌治疗可部分恢复胰岛源性3γ蛋白水平，抑制ALD小鼠肠道细菌过度生长并减轻AH。嗜黏蛋白阿克曼菌治疗可改善ALD小鼠的肝脏炎症、脂肪变性和中性粒细胞浸润，同时增强肠道黏液厚度和紧密连接的表达，预防酒精诱导的肠道渗漏[7]。由15种双歧杆菌与乳酸杆菌菌株组成的复合益生菌也被证实能通过抑制TLR4/NF-κB信号通路降低肝脏炎症水平，抑制肝脏的氧化应激，并通过调节脂肪酸代谢相关基因和AMP活化蛋白激酶-过氧化物酶体增殖物激活受体(peroxisome proliferator-activated receptor, PPAR)α信号通路减轻肝脏脂质积聚[15]。一项前瞻性、单中心、随机对照试验纳入66例酒精性精神障碍的酗酒成年男性，其中32例在戒酒和维生素标准治疗基础上额外接受5 d双歧杆菌和植物乳杆菌治疗，发现患者在治疗结束时转氨酶水平低于标准治疗组，降低的肠道双歧杆菌、乳酸杆菌和肠球菌数量恢复至健康对照组水平[16]。另一项纳入117例AH患者的临床试验中，60例接受7 d枯草杆菌和(或)粪链球菌(1 500 mg/d)治疗，发现与安慰剂对照组比较，治疗组肝功能显著改善，脂多糖和TNF-α水平显著降低[17]。
粪菌移植是治疗与肠道菌群失调相关疾病的方法，通过给予含有远端肠道菌群的粪便提取物来恢复肠道菌群。Llopis等[18]将酗酒患者的肠道微生物群移植到小鼠中，发现与移植无AH的酗酒者肠道微生物群的小鼠相比，移植酗酒的重度AH患者肠道微生物群小鼠的肝脏炎症程度更重，肝脏T淋巴细胞亚群和自然杀伤细胞数量更多，肠道通透性和细菌移位率更高；再次将无AH的酗酒者肠道微生物群移植到曾移植酗酒的重度AH患者肠道微生物群的小鼠中，发现酒精诱导的肝损伤得到改善，提示粪菌移植可能是预防和管理ALD的有效手段。将酒精耐受小鼠肠道微生物群移植到酒精敏感小鼠，同样发现酒精敏感小鼠肝脂肪变性、炎症和肠道菌群失调情况改善[15]。除动物研究外，多项临床试验已使用粪菌移植调节ALD患者的肠道菌群。Phillips等[19]招募了8例类固醇不耐受的重度AH患者，通过健康供体进行粪菌移植治疗，发现与未接受粪菌移植治疗的患者相比，粪菌移植患者治疗后第1周肝病严重程度即显著改善，并在随访中中位随访期355 d持续改善，生存率显著提高；粪菌移植治疗后的1年内，变形菌门和肺炎克雷伯菌水平降低，厚壁菌门及其他非致病菌丰度增高[18]。在另一项纳入51例重度AH患者的临床试验中，16例接受7 d粪菌移植治疗，其余患者接受皮质醇、己酮可可碱或营养支持治疗，结果显示与其他治疗方案相比，粪菌移植治疗能显著提高90 d生存率，显著激活氨基酸生物合成、氮和硫胺素代谢、过氧化物酶体和PPAR信号通路，而脂多糖信号通路完全休眠[20]。
非吸收性抗生素利福昔明通过降低脂多糖和抗炎改善ALD进展。研究发现非吸收性抗生素可降低肠道TNF水平，改善酒精诱导小鼠的肠道炎症并稳定肠道屏障[3]。在ALD大鼠模型中，抗生素(多黏菌素B和新霉素)治疗能通过选择性清除肠道细菌抑制革兰阴性菌生长，降低血清脂多糖和天冬氨酸转氨酶水平，减轻肝脏损伤程度[21]。在一项单中心、前瞻性、非盲、前导性临床研究中，Kalambokis等[22]对13例酒精性肝硬化合并腹水患者予以口服利福昔明(1 200 mg/d)治疗4周，发现利福昔明治疗后脂多糖、IL-6和TNF-α水平低于治疗前基线水平，肾功能和全身血液动力学亦有所改善。Fujimoto等[23]发现醋酸锌联合利福昔明通过维持肠道屏障完整性预防ALD小鼠相关的肝纤维化。在一项随机、双盲、安慰剂对照的Ⅱ期临床试验中，Israelsen等[24]按1∶1比例将136例慢性ALD患者随机分配至治疗组和安慰剂组，分别予以口服利福昔明(550 mg/次、2次/d)或安慰剂治疗18个月，发现利福昔明治疗组肝纤维化进展率低于安慰剂组。然而，在一项纳入31例AH患者的临床试验中，与对照组比较，广谱抗生素(万古霉素、庆大霉素和美罗培南)并未显著降低巨噬细胞活化和全身炎症水平，患者预后未见显著改善[25]。考虑到抗生素可能消除有益肠道微生物群而导致肠道菌群失衡，相关治疗对患者远期预后的影响仍不明确。因此，后续临床试验需揭示ALD发生、发展中的关键肠道微生物群，开发更具靶向性的抗生素并评估相关治疗的长期影响。
酒精及其分解产物可下调脂质和胆汁酸代谢的调节因子PPAR，导致ALD进展。其中，乙醛可直接抑制PPAR的转录活化和DNA结合活性，酒精则通过细胞色素P450 2E1诱导的氧化应激间接抑制PPAR的活性。在动物研究中，Chu等[26]对野生型小鼠喂食酒精含量递增(0～36%)的LieberDe-Carli饮食8周，并在8周后单次饲喂大剂量(5 g/kg)酒精，发现PPAR－delta激动剂seladelpar(MBX-8025)可降低血清ALT、总胆汁酸、肝脏甘油三酯水平和炎症程度，进一步分析证实其通过恢复肠道屏障和胆汁酸稳态预防ALD的进展。
除外PPAR，FXR和TGR5激动剂作为胆汁酸受体可改善酒精诱导小鼠的肝损伤、肝脂肪变性和炎症。动物研究发现，特异性FXR激动剂奥贝胆酸可改善ALD肝硬化大鼠血管内皮舒张功能，并减轻肝脂肪变性、肝纤维化和门静脉高压[27]。与此同时，TGR5和FXR激动剂通过活化蛋白激酶A和含吡啶结构域的NLR家族蛋白3(NLR family pyrin domain containing 3, NLRP3)的泛素化调节NLRP3炎症小体。在ALD小鼠中应用肠道限制性FXR激动剂非沙拉明后发现，尽管胆汁酸代谢未有明显变化，但小鼠脂质分解代谢增强而合成代谢降低，同时肠道屏障的完整性提高，从而减轻酒精诱导的肝脂肪变性和炎症[28]。
当前，ALD在全球范围内发病率和病死率仍很高，疾病负担不容忽视。在肝纤维化发生前，治疗ALD的主要方法仍是戒酒、调整饮食和生活方式，而在药物治疗方面选择有限。越来越多的证据表明，肠-肝轴紊乱可导致ALD的发生和进展。长期饮酒导致肠道微生物群紊乱、肠道屏障损伤，并改变胆汁酸代谢。胆汁酸的改变可能对肠道黏液和抗菌肽的合成及肠道血管屏障的完整性产生负面作用，加重肝损伤。针对肠-肝轴的治疗手段已在动物实验和临床研究中取得一定进展，显示出治疗ALD的可能。后续研究有必要进一步确定肠-肝轴在ALD进程中的具体机制，并评估相关治疗的远期应用价值。
中文：张烁，纪冰，杨丽，等.肠-肝轴在酒精性肝病中的作用机制研究进展[J].中华消化杂志，2024，44(5)：349-353. DOI：10.3760/cma.j.cn311367-20230724-00021. 英文：Zhang S, Ji B, Yang L, et al. Advances of gut-liver axis in alcohol-related liver disease[J]. Chin J Dig, 2024，44(5)：349-353. DOI：10.3760/cma.j.cn311367-20230724-00021.
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1．在ALD晚期，哪项新出现的因素可能进一步加剧肠道紧密连接功能障碍？( )
A.酒精及其代谢产物的影响； B.肝硬化门静脉高压； C.肝脏释放氨基酸到胆道和体循环； D.肠道屏障稳态破坏
2．饮酒对肠道微生物群有何影响？( )
A.增加肠道菌群多样性； B.提高益生菌比例； C.降低致病菌比例； D.减少肠道菌群多样性并增加致病菌比例
3．在肝病进展过程中，饮酒如何影响胆汁酸的水平？( )
A.在AH患者中，所有胆汁酸水平均降低； B.在肝硬化患者中，所有胆汁酸水平均升高； C.在肝癌患者中，牛磺脱氧胆酸和牛磺石胆酸水平升高； D.在AH患者中，总胆酸、结合胆汁酸和特定游离胆酸水平升高，脱氧胆酸水平降低
4．在ALD的动物模型中，补充乳酸菌具有哪些效果？( )
A.增加肠道中脂多糖的产生； B.加剧肠道氧化应激； C.减轻肝脏炎症和恢复肠道屏障功能； D.抑制肠道中的抗炎环境
5．在ALD的进展中，酒精及其分解产物是如何影响PPAR活性的？( )
A.乙醛和酒精均可增强PPAR的转录活化和DNA结合活性； B.酒精通过细胞色素P450 2E1的活性直接增强PPAR活性； C.乙醛和酒精均通过氧化应激降低PPAR的活性； D.乙醛直接抑制PPAR的转录活化和DNA结合活性，酒精则通过细胞色素P450 2E1诱导的氧化应激间接抑制PPAR活性
