肠道微生物群在代谢功能障碍相关脂肪肝疾病（MASLD）中的作用

微生物群落微生物群在代谢功能障碍相关脂肪肝疾病（MASLD）的发展和进展中起着至关重要的作用。研究表明，MASLD患者微生物群落微生物多样性减少，特定细菌种群发生变化，有害物种增加，有益物种减少。这些变化通过损害纤维发酵、扰乱胆汁酸代谢、增加微生物群落通透性和促进炎症，导致肝脏脂肪积累。MASLD的进展与微生物群的变化有关，乳酸杆菌植物乳杆菌等益生菌通过恢复微生物群落平衡显示出缓解疾病的潜力。因此，微生物群落微生物群不仅是MASLD的关键因素，也是治疗目标。对微生物群的干预可能是治疗MASLD或预防其向晚期阶段进展的潜在目标。同时，益生元和益生菌在改善MASLD方面已显示出效果，后生物疗法、免疫营养、细菌工程或噬菌体等方法仅在实验研究中应用。

引言

根据多社会德菲共识，2023年将以前的非酒精性脂肪肝病更名为代谢功能障碍相关脂肪肝病（MASLD）。MASLD的复杂发病机制仍需进一步研究，因为并非所有途径都已阐明。目前的知识涵盖了许多方面，如脂质和葡萄糖代谢紊乱、氧化应激和促炎反应、细胞器功能改变、遗传易感性和表观基因组影响、微生物群落微生物群失衡以及肠-肝轴参与。微生物群落微生物群代表了一个巨大的生物系统。迄今为止，已描述了超过3500种微生物，其中大多数属于六个主要门类，这些门类构成了微生物群落的主要组成部分；还有真菌、病毒和噬菌体。微生物群落微生物群中最常见的门类是厚壁菌门和拟杆菌门，其余门类占10%。有研究表明，厚壁菌门/拟杆菌门比例的变化可能代表了菌群失调的标志，一些研究将其与代谢性疾病增加联系起来。

微生物群落微生物群在肠-肝轴中的作用

微生物群落微生物群代表了一个巨大的生物系统。迄今为止，已描述了超过3500种微生物，其中大多数属于细菌，只有17种属于古菌域（主要是甲烷短杆菌）。除了六个主要门类外，微生物群落中还有真菌、病毒和噬菌体。微生物群落微生物群中最常见的门类是厚壁菌门和拟杆菌门，其余门类占10%。有研究表明，厚壁菌门/拟杆菌门比例的变化可能代表了菌群失调的标志，一些研究将其与代谢性疾病增加联系起来。

由于胃微生物群落具有广泛的腔内表面相互作用，微生物群落屏障作为食物颗粒和人体之间的第一道防线。微生物群落屏障的完整性由几个关键元素定义（如黏液层、共生微生物、抗菌蛋白、分泌型免疫球蛋白A、单层细胞和含有免疫细胞的固有层），所有这些都应该作为一个协调良好的团队来维持正常的屏障功能。微生物群落屏障的完整性对于防止MASLD中的内毒素血症至关重要。微生物群落屏障的破坏可能出现在物理或分子防御水平上。微生物群落屏障完整性不足在MASLD早期出现，可导致通过微生物群落血管屏障受损而发生的细菌移位。

正常肠腔黏膜层以紧密的细胞间连接为特征，血管屏障下方的血流支持营养和功能性循环。紧密连接的松动导致通透性增加或“漏肠”，这有利于病原相关分子模式的通过。

调节微生物群落屏障通透性的蛋白质之一是zonulin，它作为上皮和血管屏障的调节因子。高释放zonulin表明微生物群落微生物群失衡，从而允许微生物微粒进入血液，促进内毒素血症。

微生物群落微生物群与微生物群落屏障的关系从出生开始，并且在整个生命过程中不断变化。微生物群落微生物群的微生物可能通过刺激肠和结肠细胞来影响黏液分泌和质量。微生物群落微生物群对微生物群落屏障的另一个重要影响是调节微生物群落屏障免疫。此外，它还参与肠神经系统的发展。

微生物群落微生物群通过促进黏液产生、加强紧密连接和调节免疫反应来支持微生物群落屏障。微生物群的破坏会削弱屏障，导致通透性增加（“漏肠”）和炎症。

除了上述内容，化学屏障还包括防御物质，如抗菌效应蛋白，这些物质可以防止微生物群落屏障侵蚀。这些胆汁酸调节微生物群落上皮生长和再生、黏液和黏蛋白以及酶。小肠的微生物保护通过低胃酸实现，这抑制了微生物群落的定植。

宿主与微生物群落微生物的相互作用是一种复杂的共生关系，因为共存状态（代表平衡的微生物群落）通过免疫调节、对抗病原体的保护以及营养素的代谢和酶处理影响宿主的整体健康。然而，微生物群落微生物群合成含有神经递质的生物活性肽、次级胆汁酸转化、短链脂肪酸、支链氨基酸、微生物群落激素和维生素。所有描述的生物活性肽都是微生物群落-大脑和微生物群落-肝脏轴信号的一部分。短链脂肪酸进入血液循环并向大脑发送信号，成为这一微生物群落-大脑轴的一部分，同时刺激下丘脑-垂体-肾上腺轴或影响黏膜免疫系统。结果，间接恶化了中枢神经系统的传递。微生物群落-大脑轴位于胃微生物群落和中枢神经系统之间，微生物群落在这一过程中发挥重要作用。在这个过程中，神经、内分泌和免疫系统参与，形成一个几乎完美的双向信息交互系统，影响每个参与者的调节（上下调节，下上调节）。此外，微生物群落和肝脏通过解剖和功能上的门静脉和全身循环相互连接。微生物群落-肝脏轴是一个双向系统，代表微生物群落微生物群落与肝脏之间的相互作用。微生物群落微生物群落失衡和不适当的微生物群落特征称为微生物群落菌群失调，与各种疾病有关，包括肝脏疾病。肝脏通过异常的免疫反应、胆管和肝细胞炎症、纤维化生成或再生抑制对微生物群落菌群失调作出反应。同时，失调的微生物发展受肝脏排泄胆盐和抗菌肽的控制。因此，受损的肝功能影响微生物群落菌群失调的程度。

肝脏免疫功能是先天性的，主要由组织驻留免疫细胞——库普弗细胞——以及约10%的单核细胞衍生巨噬细胞提供防御。这些细胞对细菌内毒素敏感，内毒素调节它们的活性和记忆。

NLRP3主要参与不平衡微生物群通过肠-肝轴触发炎症反应的启动。宿主的反应表现为通过库普弗细胞和巨噬细胞激活释放白细胞介素-1β（IL-1β）前体（pro-IL1β），NLRP3促进pro-IL-1β形式的半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-1（Caspase-1）蛋白水解裂解为IL-1β。这些过程参与了脂肪肝的转变，促进向脂肪变性和纤维化的演变。

来自微生物群落微生物群的微粒或细菌成分，如革兰氏阴性细菌细胞壁的脂多糖、革兰氏阳性细菌刚性层的肽聚糖和脂磷壁酸（LTA），通过刺激肝脏中的库普弗细胞引发炎症过程。这一机制是内毒素血症，通过肠-肝轴触发肝脏免疫系统。在代谢紊乱中，拟杆菌门包膜中的脂多糖比变形菌门中的脂多糖具有较低的内毒性。

在肝脏中，库普弗细胞通过在脂肪肝转变过程中过表达分化簇（CD）11b、CD 68 和 CD 163 来介导和维持炎症。最初涉及的是 M2 巨噬细胞，随着疾病向晚期肝阶段进展，后来涉及的是 M1 巨噬细胞。

微生物相关分子模式（MAMPs）被 Toll 样受体（TLRs）和核苷酸结合寡聚化结构域样受体（NLRs）检测。脂质是 TLR 1、2、4 和 6 亚家族的配体，核酸是 TLR 3、7、8 和 9 的配体。

肝脏通过胆汁酸分泌参与微生物防御和微生物群落微生物群调节。胆汁酸在微生物群落腔内经历去结合过程，通过破坏细菌包膜影响微生物群。在 MASLD（以前的 NAFLD）中，当微生物群落屏障的完整性受损且胆汁酸的分泌受损时，MAMPs 通过肠-肝轴进入肝脏。

MASLD 向晚期阶段的进展与血清胆汁酸水平升高相关。核受体 FXR 作为胆汁酸的调节因子，在肝、脂肪、微生物群落、肾脏和肾上腺组织中表达。针对 FXR（FXR 激动剂）的药物通过肠-肝轴减少了内毒素血症。

此外，微生物群落作为一种免疫器官，因为上皮细胞释放 T 淋巴细胞和杯状细胞，实际上是抗原呈递细胞。抗原被导向固有层树突状细胞，这些细胞促进免疫反应。

微生物群落微生物群在 MASLD 中的作用

大量文献支持微生物群落微生物群在脂肪肝的病因学途径中的参与。研究表明，MASLD 患者的微生物群落微生物群种类减少，细菌种群异常，与健康个体的微生物群落微生物群相比有所不同。微生物群落微生物群与 MASLD 的代谢互作具有类似于肥胖和 2 型糖尿病的特点。一些微生物群变化，如梭菌和乳杆菌属的变化，与肥胖、2 型糖尿病和 MASLD 重叠。

这种影响归因于细菌无法发酵饮食中的不可消化纤维，因为健康的微生物群通过纤维发酵产生琥珀酸和短链脂肪酸。这些物质在脂质积累中发挥预防作用，而这些途径的紊乱会导致有害代谢物的产生，如氨和酚（通过远端微生物群落蛋白质分解和支链脂肪酸）。

微生物群落微生物群与肝脂肪变性的联系是双向的。实验研究表明，微生物群的变化影响肝代谢，类似于高脂饮食。除了神经内分泌脂质调节能力外，微生物群落微生物群还影响微生物群落通透性，可能维持慢性轻微炎症，干扰胆汁酸和胆碱代谢途径，是内源性乙醇产生的来源。MASLD 中的微生物群变化在临床和临床前研究中有所不同。在 Boursier 等人的研究中，非酒精性肝脂肪变性患者中，拟杆菌与普雷沃氏菌的比例呈反比，有利于拟杆菌。此外，在 MASLD 进展为纤维化的患者中，Ruminococcus 属占主导地位。产酒精物种如肺炎克雷伯菌也参与了肝脂肪变性的发生，因为在临床前研究中发现，MASLD（以前的 NAFLD）与其关联度增加了两倍。同时，MASLD 患者中 Coprococcus 和 Faecalibacterium 缺乏；其他研究发现，埃希氏菌、链球菌和普雷沃氏菌占主导地位。

关于产酸乳杆菌株，Lactobacillus plantarum 证明可以将胆固醇水平和肝细胞中的甘油三酯积累减少一半，并抑制促进脂肪肝进展的分子。因此，PPAR-γ 和 SREBP 被抑制，CYP7A1 在 HepG2 非酒精性脂肪性肝炎实验模型基质中上调，L. plantarum 被提议作为非酒精性脂肪性肝炎的益生菌。

最近的一项比较研究使用 16S rRNA 基因测序和宏基因组测序显示，MASLD 患者的微生物群与健康个体显著不同。这项研究证实，健康个体的微生物群落微生物群多样性更高。在 MASLD 中，种群多样性减少，无论 MASLD 患者是否有肝酶生化变化（MASLD 组）。此外，该研究显示 Dorea、Megasphaera 和乳杆菌在 MASLD 患者中更为常见，而 Ruminococcus obeum 和 Alistipes 则较少见，后者有助于更好的血糖和肝酶生化状况（表 1）。

微生物群落微生物群组成的改变在 MASLD 的不同进展阶段有所不同。这些变化相对较早出现，其特征是双歧杆菌和乳杆菌属减少，而乳球菌和阿克曼菌属增加。随着疾病进展到纤维化阶段，这些变化更加深刻（表 1）。

大多数微生物群落微生物群变化表现为 MASLD 中 Firmicutes 和 Bacteroidetes 比例的变化。

其他研究表明，MASLD 相关的微生物群落微生物群特征中，Clostridium、Anaerobacter 和 Streptococcus 属占主导地位，而 Favonifaractor、Odoribacter 和 Alistipes 种类含量减少。另一种过度生长的微生物群落微生物是在脂肪肝转化患者中发现的 Proteobacteria。

在 MASLD 相关的微生物群落微生物群中，致病细菌的数量增加，代表包括 Proteobacteria、Enterobacteriaceae 和 Escherichia 种类。负责产生有益短链脂肪酸和丁酸的微生物在 MASLD 患者中缺乏，特别是 Faecalibacterium prausnitzii、Eubacterium rectale 和 Eubacterium hallii。

此外，Faecalibacterium prausnitzii 在肝硬化患者的微生物群中减少。抗生素给药可以对抗可能致病的细菌过度生长。然而，这种治疗会影响有益的共生细菌。特定菌株如 Lactobacillus rhamnosus GG、Lactobacillus reuteri、Lactobacillus plantarum 或 Bifidobacterium lactis 可能会重新平衡微生物群落微生物群。

另一种有益的细菌，Akkermansia muciniphila，负责微生物群落中的黏蛋白生产，在 Satapathy 等人的研究中发现其数量减少；丁酸产生细菌通过自身增强其有益作用并发挥保护性黏膜效应。微生物群从出生开始在儿童早期几年内进化，但整个生命阶段都会受到影响，尽管从早期几年预示成人微生物群特征。在患有 MASLD 的儿科患者中，发现 Oscillospira 种类缺乏，而 Dorea、Prevotella 和 Ruminococcus 种类较多，与正常儿科微生物群落微生物群人群不同（表 2）。

重要的是要强调，微生物群落细菌种群不仅通过其物理存在，而且通过作为促炎触发因素和各种血清代谢物影响 MASLD 的发生或进展，以及 MASLD 进展到纤维化阶段。在这方面，Caussy 等人报告称，MASLD（以前的 NAFLD）与革兰氏阴性微生物的生长增加有关，尤其是大肠杆菌，这与高水平的 3-(4-羟基苯基)乳酸和苯乳酸相关。这项研究还建议，这种代谢物在 MASLD 的遗传学中发挥作用。

减少的物种 增加的物种 不同阶段的肝脏损伤变异

Flavonifaractor [54] Clostridium [54] Bifidobacterium [55, 56]

Odoribacter [54] Anaerobacter [54] Bacteroides [48]

Alistipes [53, 54] Streptococcus [54] Ruminococcus obeum [53, 57]

Coprococcus [56] Escherichia coli [46] Lactobacillus [55]

Fecalibacterium [56] Proteobacteria [46] Prevotella [48, 57]

Coprococcus [51] Firmicutes [58] Akkermansia muciniphila [55, 59]

Eubacterium [46, 56] Lactococcus [55]

表 1. MASLD 相关的微生物群落微生物群变化

其他代谢物被认为是不平衡微生物群与肝脂肪变性发生之间相互作用的原因，包括胆汁酸化合物、短链脂肪酸、三甲胺 N-氧化物和色氨酸代谢物（图 2）。

微生物群落微生物群作为 MASLD 的干预治疗靶点

对微生物群的干预是治疗 MASLD 或预防其向晚期阶段进展的潜在目标。饮食和生活方式干预应该通过创造有益微生物群变化的环境而有益。地中海饮食显著影响微生物群落微生物群的质量，具体表现在纤维、单不饱和脂肪酸和多酚的含量上。健康饮食还将通过改善微生物群落屏障和调节胆汁酸循环对肠-肝轴产生有利影响。富含纤维的食物将降低 Firmicutes/Bacteroides 比率，多酚化合物将刺激双歧杆菌的生长。

用作天然或补充剂的益生菌可能影响微生物群落微生物群的组成。Lactobacillus rhamnosus GG 的补充有利于回肠中有益微生物群的生长，增强微生物群落屏障，促进抗炎和抗脂肪肝作用。

表 2. 微生物群落定植微生物在 MASLD 中的有益和有害影响

VSL#3 是研究最多的用于代谢功能障碍相关脂肪肝疾病的益生菌之一。经过 16 周的给药，成年和儿科患者的肝脂肪负担均有所改善。VSL#3 调节微生物群，与双歧杆菌长双歧杆菌刺激细菌微生物产生共轭亚油酸的能力有关，可能增加胰高血糖素样肽 1（GLP-1）。

关于用于 MASLD 特异性治疗的微生物群落微生物群调节剂，2024 年由 EASL-EASD-EASO 联合发布的最新 MASLD 管理指南建议谨慎使用，因为需要大规模和严格的随机对照试验。已发表的数据证明，营养干预改善了 MASLD 患者的异常肝酶谱，并降低了脂肪变性的程度。然而，营养干预对 MASLD 的总体影响尚未准确评估，特别是在 MASLD 的严重结局方面，如肝移植的必要性、MASLD 并发症的死亡率或肝癌的发生。后生物疗法通过使用细菌细胞壁成分、特定微生物细胞的非活性细胞或细胞代谢产物来增强免疫反应，与免疫营养、细菌工程或噬菌体相结合，仅在实验研究中应用。

结论

微生物群落微生物群在代谢功能障碍相关脂肪肝疾病（MASLD）的发展和进展中的作用越来越受到认可。研究表明，MASLD 患者与健康个体相比，微生物多样性减少，细菌种群显著变化。特定的细菌变化，如有益物种（例如双歧杆菌和粪杆菌）减少和有害细菌（例如埃希氏菌、链球菌和克雷伯菌）增加，与疾病的发生和发展有关。这些微生物群变化反映了肥胖和 2 型糖尿病中的情况，细菌种类如梭菌和乳杆菌有重叠特征。

微生物群落微生物群通过多种机制影响 MASLD：纤维发酵受损，保护性短链脂肪酸产量减少，有害代谢物如氨积累，胆汁酸代谢紊乱，微生物群落通透性增加，炎症和内源性乙醇产生。这些紊乱共同导致肝脏脂质积累，加剧疾病。

微生物组成的变化随着疾病严重程度而演变，某些物种如阿克曼菌表现出保护作用，而其他物种如瘤胃球菌和变形菌则与晚期纤维化相关。新兴证据支持益生菌（如 VSL#3）的治疗潜力，通过调节关键代谢途径来平衡微生物群落微生物群并减轻 MASLD 的进展。因此，微生物群落微生物群在 MASLD 发病机制中起着关键作用，既是触发因素，也是干预的目标。

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