Subject headingsursodeoxycholic acid, therapeutic use; hepatitis, therapy; liver cirrhosis, therapy; liver disease, therapy
熊去氧胆酸(UDCA)作为一种溶解胆固醇性胆结石的常用药,现在越来越广泛地用于各种肝病的治疗. 大量的临床研究证实,UDCA对PBC[1,2]、PSC[3]、囊性纤维化合并慢性肝病[4]、某些药物性肝损[5]、各种慢性肝炎[6,7]等确有治疗作用. 其在慢性肝病中的治疗机制也成为国内外研究的新热点,现就此作一综述.
1UDCA减轻胆盐毒性
众多研究发现,内源性胆盐能致肝损:大鼠食用石胆酸能产生胆汁郁积和肝硬变;鹅脱氧胆酸(CDC)用于治疗胆结石时常致转氨酶升高;在胆瘘大鼠体外肝脏灌注标本中灌以普通胆盐(包括胆酸等)能产生肝坏死和胆汁郁积. UDCA能减少内源性胆盐的毒性[8],可能是通过①抑制肠道吸收毒性内源性胆盐. 因为回肠造口术的患者服用UDCA后,肠道胆酸和CDC浓度增加,猜测可能是由于肠道对这些胆盐的吸收减少所致[9]. 但目前认为这可能不是UDCA作用的关键,因为临床观察发现胆汁郁积性肝病UDCA治疗期间,血清内源性胆盐浓度并无明显降低[10],且用能有效减少内源性胆盐的结合树脂,如消胆胺并不能改善肝功能[11]. ②抑制有毒内源性胆盐进一步分泌入胆汁,这也不可能是UDCA的主要作用. 普通结合胆盐是通过胆小管上载体分泌的,这些载体具有相当的储备能力. 如果UDCA主要抑制有毒胆盐的分泌,则用UDCA治疗后不应出现血清内源性胆酸浓度升高[10]. ③通过改变细胞代谢的关键途径减少胆盐的毒性作用,目前这方面研究较为活跃. 一些研究者认为,胆盐的毒性作用是通过增加细胞内钙产生的,降低毒性胆盐浓度能促进细胞内储存钙的释放或增加细胞外钙的摄取,细胞内钙离子的升高具有细胞毒性,被认为是严重损伤的共同通路[12]. 但是,激素诱导的细胞内离子钙升高并不导致细胞死亡,且近年来发现UDCA亦能增加培养肝细胞的细胞内钙浓度,又使这一假说充满了矛盾. ④利胆作用[8]:通过促进胆小管胆汁分泌以稀释毒性胆盐. UDCA的利胆作用在肝病治疗中并非主要. 胆酸阴离子跨肝细胞膜的小管面分泌入胆小管胆汁流,同时还因渗透压改变而携带一些水和溶质进入胆汁流,所以有学者认为,UDCA不仅刺激胆酸分泌入胆小管(渗透性利胆),还可用于肝细胞后增加水分和电解质的流动,并增加胆汁中碳酸氢盐含量. 动物实验中,当牛磺胆酸和牛磺熊去氧胆酸同时注入大鼠则不仅能阻止牛磺胆酸引起的胆汁郁积,还促进了牛磺胆酸和总胆酸的分泌. 以往认为,该作用可能为UDCA直接刺激肝窦Na+-H+交换而产生的肝细胞效应. 近年来有“胆汁-肝脏旁路(chole-hepatic shunting)假说[13]认为,游离的UDCA以质子化形式在胆小管被动吸收,质子由HCO3-提供;在此过程中,每吸收1克分子UDCA即可生成1克分子HCO3-,并将之排泌到胆汁中,UDCA在肝细胞和胆管之间循环数次,每次都伴有HCO3-生成和分泌,胆汁中的HCO3-起到刺激胆汁流的作用. ⑤稳定肝细胞膜. 越来越多的证据表明,结合型的UDCA能直接拮抗毒性胆盐对细胞膜的破坏作用,稳定细胞膜. 体外实验发现,结合型UDCA能保护鼠或人肝细胞免受毒性胆盐损伤,甚至对无摄取和代谢胆盐功能的红细胞亦有保护作用. Guldiituna et al[14]利用孤立的红细胞膜、肝细胞膜小管侧及基底侧以排除代谢因素,并用电子自旋共振技术(EPR)来观察生物膜不同区域的极性及流动性、完整性. 红细胞和CDC一起孵育后主要在无极性区发生改变,膜磷脂和胆固醇的丢失,膜结构混乱而致水渗入膜内部;肝细胞膜和0.2μmol的CDC一起孵育后小管侧无极性区未有改变,而基底侧无极性区则极性增加,说明基底侧更易受损. 膜脂质改变将影响膜功能,CDC还能抑制Na+-K+-ATP酶,而加入UDCA或其与甘氨酸结合形成的甘氨酰熊去氧胆酸(GUDCA)则能拮抗上述CDC的毒性作用,可能一方面是通过极性干预,另一方面则是UDCA及其结合物能分别结合于细胞膜的不同区域,成对的UDCA能掺入膜的疏水区,而其与甘氨酸或牛磺酸形成的结合物(即GUDCA或TUDCA)上的甘氨酸或牛磺酸基团具有极性,常借此固定于膜表面,也就是说UDC的类固醇核固定于膜深部无极性区,TUDCA或GUDCA在膜表面近磷脂层. UDCA插入膜深层从而加强渗透屏障,其结合物通过吸附于脂-水相界面而共同起到稳定、保护细胞膜作用.
2UDCA的线粒体保护及细胞凋亡
过去认为,胆盐的毒性主要与其疏水性胆盐的去垢作用致细胞膜受损有关,但目前认为可能与线粒体功能受损有关,其依据有:①胆管结扎鼠及人类郁胆性肝病中均发现肿大的线粒体;②胆管结扎鼠的线粒体Ⅲ相呼吸受损;③毒性胆盐致肝细胞坏死时有ATP缺乏,这主要是由于线粒体功能异常,糖酵解产生ATP不足. 而线粒体功能受损与线粒体膜通透性改变(MMPT)密切相关. 线粒体内膜对离子通透性增加,线粒体肿胀及膜电位异常是MMPT的特征,MMPT被认为是缺氧、氧化应激、缺氧再给氧损伤等模式致细胞坏死的重要机制. MMPT致细胞坏死主要是由于线粒体内膜“Mega"通道的开放使其对一些小分子物质(<1500U)通透性增加所致,此外还由于膜脂质非特异性受损. 在郁胆性肝病时,肝细胞内毒性疏水性胆盐的储留致线粒体功能异常,氧化磷酸化受损,ATP缺乏,而胆盐在ATP缺乏时致线粒体膜通透性改变,线粒体基质内有毒的蛋白通过开放的通道释放至胞液,引起细胞坏死. Botla et al[15]利用鼠肝线粒体观察甘氨酰鹅脱氧胆酸(GCDC)能否致线粒体膜通透性改变及UDCA对此有无保护作用. 结果发现:GCDC确能通过“Mega”通道的开放及非特异性损伤膜脂质而致线粒体膜通透性改变,且前者是主要的,因为用Mega通道阻滞剂—环孢素A能阻止大部分线粒体膜通透性改变. UDCA较之其结合物能更有效地阻止GCDC诱导的线粒体膜通透性改变,从而起到保护肝细胞的作用.
Rodrigues et al[16]发现,毒性胆盐如脱氧胆酸在体内、外实验中均能诱导产生明显的肝细胞凋亡,而同时运用UDCA则能抑制肝细胞的凋亡达50%~100%之多;进一步研究发现,UDCA对其他凋亡刺激剂如:乙醇TGF-β、抗Fas抗体等诱导的非肝细胞的凋亡亦有抑制作用. 目前认为,其抑制细胞凋亡的机制有:①减轻MMPT,而MMPT是导致细胞凋亡的最后共同通路. ②阻止凋亡蛋白Bax的移位[17]. 脱氧胆酸的细胞毒性系与Bax从细胞质移位到线粒体密切相关,而UDCA能与Bax结合,阻止其移位的发生,从而抑制细胞凋亡. 基于上述两点,UDCA有可能成为FDA认可的首种细胞凋亡抑制剂.
3UDCA的免疫机制
UDCA能影响肝脏主要组织相容性抗原(HLA)的表达. 正常情况下,只有肝窦内皮细胞和胆管上皮细胞能表达HLAⅠ类抗原,而HLAⅡ类抗原仅限于肝窦内皮细胞和抗原提呈细胞(APC). HLA表达异常被认为是PBC,PSC等一些慢性肝病的发病机制,在PBC中,胆管上皮细胞异常表达HLAⅡ类分子而诱导产生自身反应性T细胞. 此外,肝细胞还异常表达HLAⅠ类分子,由于HLAⅠ类分子是淋巴细胞毒T细胞有效溶解靶细胞时所必须识别的,所以导致肝细胞因受细胞毒T细胞攻击而坏死. Calmas et al[18]用免疫荧光技术及特异性单克隆抗体分析服用UDCA (13~15)mg*kg-1*d-1 1a的PBC患者和未治患者的HLA表达情况发现:治疗组肝细胞异常表达的HLAⅠ类抗原明显减少,这也就意味着细胞毒T细胞所致的肝小叶坏死将减少,从而延缓病程进展. 但UDCA对异常表达的HLAⅡ类分子无作用. UDCA还能抑制免疫球蛋白(Ig)和细胞因子的产生. Yoshikawa et al[19]体外研究发现,UDCA能抑制正常人及PBC患者外周血单核细胞、B淋巴细胞产生的IgM, IgG, IgA,且还能抑制刀豆球蛋白诱生的IL-2,IL-4,产量及PolyI-C诱生的IFN-γ,并抑制刀豆球蛋白诱生的胸腺细胞的增殖. 由此可见,UDCA可直接通过抑制B细胞来减少Ig产生. 此外,由于IL-2,IL-4,IFN-γ能提高Ig产量,故UDCA对上述细胞因子的抑制作用是导致Ig产生下降的另一原因. IFN-γ是促进HLA异常表达的一个重要因子,故通过抑制IFN-γ可减少HLA的异常表达,从而减少肝细胞和胆管上皮细胞的免疫介导性损伤. 综合近年来研究,UDCA的免疫抑制作用进展有[18,19]:①抑制B细胞,降低Ig产量;②抑制辅助T细胞(TH)产生IL-1,IL-6,从而抑制B细胞增殖,减少Ig产量;③由于IFN-γ产生受抑,使巨噬细胞产生IL-1,IL-6减少,从而不能激活B淋巴细胞及TH细胞;并且减少了肝细胞及胆管上皮细胞HLA异常表达;④TH受抑,IL-2生成减少致不能激活细胞毒性T淋巴细胞,减少对自身攻击.
4UDCA对细胞内信号传导的影响
在体内,UDCA及其结合物是有效的肝细胞内Ca2+拮抗剂,刺激在胆汁郁积时受损的胆管细胞外渗作用(exocytosis)及肝细胞钙外流,减少细胞损伤;肝细胞内蛋白激酶C(PKC)有4种同功酶,起主要作用的是PKC-α,UDCA能以剂量、时间依赖方式刺激PKC从胞液移位到细胞质膜,促进PKC-α的一个Mr80000的亚基磷酸化,激活后的PKC能通过Ca2+依赖途径刺激胆汁的细胞外渗作用[20,21]. 在人类及大鼠中均发现胆汁郁积时存在胰高糖素血症,而胰高糖素通过活化腺苷酸环化酶而使cAMP合成增加. 胰高糖素和cAMP均能促进肝细胞摄取胆<
