引用本文： 趙建存, 宋英杰, 王振圣, 李春龍. 苯丙氨酸/酪氨酸代謝途徑及其相關產物與非酒精性脂肪肝的關系. 中國普外基礎與臨床雜志, 2022, 29(3): 404-409. doi: 10.7507/1007-9424.202104112 復制
目前，非酒精性脂肪性肝病（non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD）逐漸成為我國常見的慢性肝臟疾病，全球 NAFLD 患病率為 25.24%[1]。NAFLD 的發病率在過去 30 年中顯著上升，且逐漸趨向于年輕化，有數據分析 NAFLD 現在影響著美國 5%～10% 的兒童[2]。NAFLD 發病形勢已不容樂觀。NAFLD 是一種涉及肝、腎等多個系統的代謝性疾病，與糖尿病、心血管疾病、慢性腎病等密切相關[3]。細胞內脂肪酸過度積累及其脂毒性代謝產物導致的脂肪酸 β-氧化缺陷和脂肪毒性的產生被認為在 NAFLD 的發病機制中發揮重要作用[4]。NAFLD 可逐漸進展為非酒精性脂肪型肝炎（non-alcoholic steatohepatitis，NASH），NASH 是疾病病理表現更為嚴重的階段，伴隨著更加嚴重的脂肪變性、肝氣球樣變以及小葉實質的炎癥[5]。肝臟中碳水化合物、脂質及氨基酸代謝紊亂可引起體內脂肪酸等脂毒性物質的過度累積，并進一步導致肝細胞的氧化應激和受損，從而導致 NAFLD 向 NASH 這一更為嚴重的病理階段進展[6]。但 NAFLD 進展為 NASH 并非是線性發展的，單純脂肪變性的纖維化進展時間每階段約為 14 年，而 NASH 的纖維化進展時間每階段約為 7 年[7]。且目前臨床上并無有效逆轉 NASH 患者肝纖維化進展的藥物，因此，明確 NAFLD 的發病機制，為臨床治療提供有效的治療靶點具有重要的意義。近年來，氨基酸與 NAFLD 發病關系的研究取得了不錯的進展，NAFLD 患者常伴隨著苯丙氨酸及其相關代謝產物 ［酪氨酸、甲狀腺激素（thyroid hormone，TH）等］ 水平的異常，提示苯丙氨酸和酪氨酸及其相關產物在 NAFLD 的發病過程中可能發揮著十分重要的作用。其相關針對性靶向治療的研究將對臨床治療具有重要的指導作用。筆者現就近年來苯丙氨酸和酪氨酸及其代謝產物與NAFLD關系的進展進行梳理，以期為臨床的治療提供新的思路與靶點。
1 NAFLD 的流行病學
NAFLD 的發病與肥胖有關，但在各地區各人種之間存在著明顯的差異。有數據[1]分析顯示，南美洲和中東的發病率最高，分別為 31% 和 32%，而非洲的發病率最低，為 14%，亞洲人 NAFLD 的發病率相對較高，為 27%。有研究[8]預測 NAFLD 患者總數在 2016–2030 年之間會有一定的增長，其原因可能與經濟的快速發展、飲食等生活方式的改變相關，其中由于城市化的發展，中國的增長率將會是最高，而由于人口的減少，日本增長率可能最低。一項對中國大陸 18 歲以上成人 NAFLD 流行病學數據分析結果[9]顯示：目前NAFLD 在中國大陸的總體發病率為 29.88%，高于全球的發病水平，男性的發病率較高，其中在華北地區（36.41%）、維吾爾族（40.86%）、肥胖者（66.21%）和糖尿病患者（51.83%）中發病率較高。美國一項 2011–016 年數據分析結果[10]顯示：亞裔美國人 NAFLD 發病率為 18.3%，非西班牙裔白人 NAFLD 發病率為 28.4%，這提示 NAFLD 的發病也許與其基因分型具有一定的關系，相對于非西班牙白人，亞裔美國人的身體質量指數（body mass index，BMI）和腰圍較低或小，然而其動脈粥樣硬化性心血管疾病（76.6%）和糖尿病（24.0%）的風險卻與非西班牙裔白人相似。美國的一項研究[11]中，與 NAFLD 有關的全因死亡率約為 8%，更為嚴重的是，與 NAFLD 相關的肝病和糖尿病的特異性死亡率高達 35.9% 和 38.0%。并且在一項對 105 例肝細胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）患者的研究[12]中發現，NAFLD 占其病因的 13%。高發病率與高死亡率提示我們防治 NAFLD 已刻不容緩。
2 苯丙氨酸/酪氨酸代謝途徑及其缺陷引起的相關疾病
苯丙氨酸是人體的必需芳香族氨基酸之一，只能從外界中由食物獲取，人體內并無相關自身合成的途徑，苯丙氨酸主要在肝臟部位中進行分解代謝，由苯丙氨酸羥化酶（phenylalanine hydroxylase，PAH）催化生成酪氨酸，體液中苯丙氨酸濃度的代謝控制對認知發育及執行能力至關重要[13]。典型的苯丙酮尿癥是由于肝臟內缺乏 PAH 所導致的，可引起大腦組織氧化應激反應與能量失調，但肝臟組織中并未檢測到類似的反應[14-15]。苯丙氨酸的產物酪氨酸是一種半必需芳香族氨基酸，有兩種主要來源，即從食物和苯丙氨酸的羥基化中獲得。在體內主要有兩種代謝途徑：① 酪氨酸參與體內激素的合成，酪氨酸可由酪氨酸羥化酶轉化為多巴進而合成黑色素和兒茶酚胺類激素，當人體酪氨酸酶的相關基因發生變異時，黑色素的生成會減少，從而引起白化病的發生。經基因檢測技術發現，白化病是一種在常染色體上發生變異的隱性遺傳病，目前仍沒有有效的治療方法[16]。當基因變異引起多巴胺生成減少時可導致帕金森病的發生[17]；酪氨酸還參與甲狀腺激素的合成。② 酪氨酸由 5 種酪氨酸分解酶催化生成富馬酸（一種三羧酸循環的中間體）和乙酰乙酸（一種酮體），其中酪氨酸轉氨酶（tyrosine aminotransferase，TAT）是其分解途徑的限速酶，控制著分解途徑的第一步，將酪氨酸轉化為羥苯丙酮酸[18]。有研究[19]發現，TAT 具有促進細胞凋亡的作用，抑制 TAT 的活性會促進腫瘤的發生。這和另一項關于 HCC 的研究結果一致，酪氨酸分解酶的基因表達水平在 HCC 中下調[20]。富馬酰乙酰乙酸水解酶（fumaroyl acetoacetate hydrolase，FAH）是酪氨酸分解代謝途徑中的第 5 種酶，FAH 缺乏可導致遺傳性酪氨酸血癥 1 型（hereditary tyrosinemia type 1，HT1），這是一種常染色體隱性遺傳疾病，可導致有毒代謝物在肝臟中的積累，引起肝腫大和黃疸[21]。酪氨酸在機體中過度積累還可引起三羧酸循環中幾種關鍵酶如檸檬酸合酶、蘋果酸脫氫酶以及琥珀酸脫氫酶功能發生變化，從而導致機體能量代謝紊亂，引起線粒體的氧化應激[22]。然而，也有研究[23]發現，體內酪氨酸的積累對機體也有一定的保護作用，B 細胞抗原受體轉基因小鼠品系（MD4）的腸道菌群發生了改變，可以更好地利用食物中的 L-酪氨酸，從而使機體的對甲酚硫酸鹽濃度增加，改善宿主的氣道炎癥反應。苯丙氨酸/酪氨酸代謝途徑及相關產物見圖 1。
圖1
示苯丙氨酸/酪酪氨酸代謝途徑及相關產物
3 苯丙氨酸/酪酪氨酸代謝途徑與 NAFLD 的關系
3.1 NAFLD 患者苯丙氨酸/酪酪氨酸代謝發生紊亂
NAFLD 是一種多系統代謝性疾病，伴隨著血糖及血脂的異常，因此，NAFLD 發病機制的研究多集中于葡萄糖、果糖、脂質等代謝方面。近年來，氨基酸代謝在 NAFLD 發病中的重要作用也被逐漸認識到[24]。NAFLD 不僅與葡萄糖、脂肪和乳酸代謝有著重要聯系，而且與氨基酸代謝尤其是苯丙氨酸/酪氨酸代謝途徑有著密不可分的關系。在一項關于 908 例慢性肝病患者回顧性分析[25]中發現，NAFLD/NASH 患者的游離氨基酸發生了代謝紊亂。國內一項關于 NAFLD 患者代謝組學分析實驗結果[26]發現，NAFLD 患者體內的苯丙氨酸水平增高。另一項超過 2 000 例受試者的研究結果[27]發現，NAFLD 患者與健康對照組相比，苯丙氨酸、酪氨酸等氨基酸水平均升高。上述研究結果提示，苯丙氨酸/酪氨酸代謝在 NAFLD 患者的發病中扮演著重要的角色。
3.2 苯丙氨酸/酪酪氨酸代謝與 NAFLD 關系的研究存在 2 個主要問題
苯丙氨酸/酪氨酸代謝在 NAFLD 發生紊亂已經十分明確，但在目前的研究中，苯丙氨酸/酪氨酸代謝紊亂與 NAFLD 的關系研究主要存在下面 2 個問題：① 苯丙氨酸、酪氨酸等氨基酸的代謝紊亂是否由 NAFLD 引起，還是僅僅與肥胖、胰島素抵抗（insulin resistance，IR）及肌肉蛋白分解增加相關。有研究[28]在對 251 例 NAFLD 患者的代謝組學分析中發現，苯丙氨酸代謝紊亂與 IR 具有一定的相關性；并且該研究進一步通過穩態模型排除 IR 的影響后發現，僅甘氨酸和谷氨酸與肝纖維化相關，而苯丙氨酸和酪氨酸并未表現出相關性。而且，NAFLD 患者往往伴隨著 IR 和肥胖的問題，在肥胖、肝損傷及 IR 狀態下，骨骼肌蛋白分解代謝增加，蛋白合成減少，總氨基酸水平會有所上升[29]。因此，苯丙氨酸及酪氨酸的代謝紊亂是否能反應 NAFLD 尚不清楚。針對此問題，有研究[30]對 44 例非糖尿病 NAFLD 患者進行代謝組學分析，并根據 BMI 分為肥胖組（NAFLD-OB）和非肥胖組（NAFLD-NO），并與健康對照組（CT）進行對照研究，結果發現，與 CT 組相比，僅 NAFLD-OB 組的酪氨酸代謝水平顯著上升，而 NAFLD-NO 組的酪氨酸水平沒有明顯的變化，并且酪氨酸與肝臟胰島素抵抗（hepatic insulin resistance，Hep-IR）單獨相關，因此，酪氨酸濃度的改變可能反映的是肥胖和 IR。然而，另一項關于 39 例肥胖 NAFLD 青少年的代謝組學研究[31]發現，在控制了年齡、性別、BMI 和 IR 的穩態評估模型后，血漿酪氨酸水平和肝臟脂肪變性之間依然存在一定的正相關性。因此，苯丙氨酸及酪氨酸代謝水平是否由 NAFLD 引起還需進一步的大樣本研究。② 苯丙氨酸及酪氨酸代謝的紊亂雖已證明與 NAFLD 具有一定關系，但苯丙氨酸及酪氨酸代謝紊亂與 NAFLD 的因果關系尚不確定，即苯丙氨酸/酪氨酸代謝紊亂是引起 NAFLD 病理改變的原因還是由 NAFLD 病理改變所引起并不明確。近年來的研究[32]發現：一方面，苯丙氨酸/酪氨酸代謝紊亂可以導致 NAFLD 的發生并進而加重 NAFLD 的進展；酪氨酸的代謝產物富馬酸參與體內的三羧酸循環，從而影響體內的能量循環，而腺嘌呤核苷一磷酸（adenosine monophosphate， AMP）與腺嘌呤核苷三磷酸（adenosine triphosphate，ATP）的失衡會導致 AMP 依賴的蛋白激酶（AMP-activated protein kinase，AMPK）失活，從而導致凋亡蛋白的異常激活而加重肝臟損傷，而且苯丙氨酸/酪氨酸通路的產物甲狀腺激素（thyroid hormone，TH），可以導致肝臟脂質代謝發生紊亂，進而使肝功能的進一步惡化。另一方面，NAFLD 患者肝功能的惡化也會加劇苯丙氨酸/酪氨酸代謝的紊亂。苯丙氨酸及酪氨酸主要在肝臟中進行代謝，因此， NAFLD 患者體內苯丙氨酸及酪氨酸水平的升高可能與肝功能的受損相關[33]。也有研究[34]通過對 769 例非糖尿病受試者進行代謝組學分析，結果顯示，肝臟脂肪堆積是氨基酸代謝受損的關鍵機制。苯丙氨酸/酪氨酸代謝紊亂可能與 NAFLD 的發生及發展相輔相成，以上推測均需要實驗來進一步進行驗證。
3.3 NAFLD 中苯丙氨酸/酪氨酸代謝紊亂的分子機制
許多研究雖提出苯丙氨酸與酪氨酸代謝水平與 NAFLD 有一定的關系，然而，其具體的分子機制目前仍不明確。有研究[35]提出，體內游離脂肪酸與游離氨基酸的不平衡，尤其是 L-酪氨酸的缺乏，可以通過富馬酸代謝，介導 Kelch樣環氧氯丙烷相關蛋白1（Kelch-like ECH-associated protein 1，Keap1）-核因E2相關因子2（nuclear factor erythroid 2 related factor 2，Nrf2）途徑破壞肝細胞中富含甘油三酯（triglyceride，TG）的極低密度脂蛋白（very low density lipoprotein，VLDL）的合成，從而使肝臟脂的質代謝發生紊亂，導致肝臟脂肪變性。Nrf2 是體內調控氧化應激（oxidative stress，ROS）的重要轉錄因子，Keap1 是一種 ROS 的生物傳感器，二者以一種結合的方式存在于細胞質中，在沒有 ROS 的存在時，Nrf2 可以被泛素化而發生退化改變。ROS 可以修飾 Keap1 中的半胱氨酸殘基并使其失活，導致 Nrf2 的核易位，從而激活下級的反應。富馬酸（三羧酸循環的中間產物之一以及酪氨酸的代謝產物）的積累也會修飾 Keap1 的半胱氨酸殘基，并導致 Nrf2 的核易位，從而引起肝臟 ROS 的發生，損傷肝臟細胞。基于苯丙氨酸和酪氨酸代謝途徑與 NAFLD 關系的研究，針對苯丙氨酸及酪氨酸代謝的臨床治療可能對 NAFLD 患者具有一定的意義。已有動物研究[36]發現，熊去氧膽酸（ursodeoxycholic acid，UDCA）改善肝功能的途徑正是通過調控苯丙氨酸/酪氨酸通路來實現的，UDCA 是腸道細菌代謝的副產物，其可顯著降低 L-苯丙氨酸及其下游分子，調節氨基酸代謝，從而改善肝功能狀況。
4 苯丙氨酸/酪氨酸通路相關產物與 NAFLD 的關系
苯丙氨酸經酪氨酸參與體內 TH 以及兒茶酚胺類激素的生物合成。其中，TH 在人體的生長發育與新陳代謝中發揮著重要的作用，并且有研究[37]發現，體內的 TH 水平與 NAFLD 有一定聯系。近年的研究[38-39]表明，體內 TH 的水平及功能與 NAFLD 的脂質代謝（膽固醇代謝、脂肪 β 氧化、從頭脂肪合成等）有著重要的聯系。
4.1 TH 通過影響膽固醇代謝進而影響 NAFLD
關于在膽固醇代謝的影響中，首先，TH 可以直接調控 3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶 A（3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A，HMG-CoA）還原酶基因的表達和功能的穩定性，HMG-CoA 是體內膽固醇合成的限速酶，可以增加機體膽固醇的緩沖能力，從而減少體內脂毒性物質的產生[40-41]。其次，TH 可以調控低密度脂蛋白受體（low-density lipoprotein receptor，LDL-R）的數量來介導低密度脂蛋白（low-density lipoprotein，LDL）胞吞，從而減輕肝臟膽固醇代謝的負擔[42]。
4.2 TH 通過影響脂肪 β 氧化進而影響 NAFLD
在脂肪 β 氧化的影響中，一方面，有研究[43]發現，甲狀腺功能減退的患者肝脂肪酶（hepatic lipase，HL）活性降低，三碘甲狀腺原氨酸（triiodothyronine，T3）對 HL 有一定的刺激作用，HL 正是參與 TG 降解的關鍵酶，體內 T3 水平及功能的穩定有利于機體將 TG 降解為脂肪酸（fatty acid，FA），從而有利于肝臟脂質代謝功能穩定。另一方面，TH 可以增加肉堿棕櫚酰轉移酶 1（carnitine palmitoyl transferase 1，CPT1）的表達水平和功能活性，從而調節體內游離脂肪酸（free fatty acid，FFA）的釋放，并協助其輸送至線粒體內，從而改善肝臟脂肪酸的 β 氧化功能，減輕肝臟的脂肪變性，CPT1 位于線粒體內膜外表面，可將長鏈脂肪酰基輔酶轉化為可以跨過線粒體內膜的酰基肉堿，從而參與脂肪酸 β 氧化過程[44-45]。
4.3 TH 通過影響脂肪從頭合成進而影響 NAFLD
TH 還可以影響人體脂肪從頭合成過程[46]。有研究[47]發現，T3 可以上調肝臟 X 受體（liver X receptor，LXR）的表達。LXR 是體內的一種核受體，通過與 T3 的結合來調控體內碳水化合物反應元件結合蛋白（carbohydrate response element binding protein，ChREBP）和結合固醇調節元件結合蛋白-1c（sterol regulatory element binding protein-1c，SREBP1c）的表達，從而參與體內膽固醇與脂肪酸的分解代謝和生物合成[48-50]。通過 LXR-ChREBP/SREBP1c 通路，TH 可以調控乙酰輔酶 A 羧化酶（acetyl CoA carboxylase，ACC）和脂肪酸合成酶（fatty acid synthase，FASn）的基因表達和功能穩定，增強體內 ACC 將乙酰輔酶 A 羧化為丙二酰輔酶 A 和 FASn 催化乙酰輔酶 A 和丙二酰輔酶 A 形成棕櫚酸酯的功能，從而將機體內富余的葡萄糖轉化為脂肪酸進入到 β 氧化過程，改善機體的 IR[51-53]。但 TH 與 SREBP1c 的關系存在一定的爭議。有研究[54]發現，TH 可以上調雞胚肝、大鼠及人肝細胞中 SREBP1c 的表達，但在人脂肪細胞及小鼠中，SREBP1c 的表達卻受 TH 的負調控。
因此，基于目前 TH 在 NAFLD 脂質代謝中的作用，針對性的補充甲狀腺素將有可能改善 NAFLD 患者的肝損傷，其相關研究在動物實驗中已得到證實。有研究[55]發現，T3 和 TH 的類似物可以改善高脂飲食（high fat diet，HFD）誘導的嚙齒動物的 NAFLD，并且分別在細胞模型和動物模型中被證實可以減輕肝臟的纖維化。
5 小結
NAFLD 是一種慢性代謝性疾病，與糖尿病、心血管疾病、慢性腎病等多種慢性病密切相關，其發病機制十分復雜，目前多認為 NAFLD 的發生與 IR、脂肪組織分泌的激素、腸道微生物群、遺傳和表觀遺傳因素等相關。脂質、碳水化合物及乳酸在 NAFLD 的發病機制中發揮著重要的作用，然而具體的發病機制尚不完全清楚，氨基酸代謝紊亂與 NAFLD 關系的研究將是對其發病機制的一項很好的補充，將為臨床的治療提供新的思路與靶點。苯丙氨酸/酪氨酸在 NAFLD 的發生與發展中扮演著重要的角色。目前，氨基酸代謝與 NAFLD 關系的研究仍面臨許多挑戰，苯丙氨酸與酪氨酸主要在肝臟中進行代謝，因此，NAFLD 中苯丙氨酸及酪氨酸的濃度變化就不難理解。但是，其是否與 NAFLD 具有獨立相關性還需進一步的研究。NAFLD 是一種多系統疾病，往往伴隨著肥胖和 IR，因此，無論苯丙氨酸/酪氨酸代謝紊亂是與肥胖和 IR 相關，還是與 NAFLD 單獨相關，其對糖尿病 NAFLD 患者的治療都將具有一定的指導作用。
TH 是酪氨酸的代謝產物，TH 可通過影響脂質代謝進而影響 NAFLD 的疾病進展。NAFLD 發病機制中氨基酸代謝紊亂的發現對臨床的診斷與治療將具有重要意義。一方面，NAFLD 患者目前的診斷依賴于活檢，但并不適用于臨床的大規模應用，氨基酸水平可在一定程度上反應 NAFLD 病理學的嚴重程度，氨基酸相關診斷模型的建立將對臨床診斷具有重要參考價值。另一方面，苯丙氨酸、酪氨酸及其代謝產物 TH 異常的發現，將為臨床治療提供新的思路與治療靶點。
重要聲明
利益沖突聲明：作者與所在單位及其他作者無利益沖突。
作者貢獻聲明：趙建存完成文獻檢索、整理與文章初稿的撰寫和后續的修改，其余作者完成文章的審閱，所有作者均閱讀和同意最終文本。
目前，非酒精性脂肪性肝病（non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD）逐漸成為我國常見的慢性肝臟疾病，全球 NAFLD 患病率為 25.24%[1]。NAFLD 的發病率在過去 30 年中顯著上升，且逐漸趨向于年輕化，有數據分析 NAFLD 現在影響著美國 5%～10% 的兒童[2]。NAFLD 發病形勢已不容樂觀。NAFLD 是一種涉及肝、腎等多個系統的代謝性疾病，與糖尿病、心血管疾病、慢性腎病等密切相關[3]。細胞內脂肪酸過度積累及其脂毒性代謝產物導致的脂肪酸 β-氧化缺陷和脂肪毒性的產生被認為在 NAFLD 的發病機制中發揮重要作用[4]。NAFLD 可逐漸進展為非酒精性脂肪型肝炎（non-alcoholic steatohepatitis，NASH），NASH 是疾病病理表現更為嚴重的階段，伴隨著更加嚴重的脂肪變性、肝氣球樣變以及小葉實質的炎癥[5]。肝臟中碳水化合物、脂質及氨基酸代謝紊亂可引起體內脂肪酸等脂毒性物質的過度累積，并進一步導致肝細胞的氧化應激和受損，從而導致 NAFLD 向 NASH 這一更為嚴重的病理階段進展[6]。但 NAFLD 進展為 NASH 并非是線性發展的，單純脂肪變性的纖維化進展時間每階段約為 14 年，而 NASH 的纖維化進展時間每階段約為 7 年[7]。且目前臨床上并無有效逆轉 NASH 患者肝纖維化進展的藥物，因此，明確 NAFLD 的發病機制，為臨床治療提供有效的治療靶點具有重要的意義。近年來，氨基酸與 NAFLD 發病關系的研究取得了不錯的進展，NAFLD 患者常伴隨著苯丙氨酸及其相關代謝產物 ［酪氨酸、甲狀腺激素（thyroid hormone，TH）等］ 水平的異常，提示苯丙氨酸和酪氨酸及其相關產物在 NAFLD 的發病過程中可能發揮著十分重要的作用。其相關針對性靶向治療的研究將對臨床治療具有重要的指導作用。筆者現就近年來苯丙氨酸和酪氨酸及其代謝產物與NAFLD關系的進展進行梳理，以期為臨床的治療提供新的思路與靶點。
1 NAFLD 的流行病學
NAFLD 的發病與肥胖有關，但在各地區各人種之間存在著明顯的差異。有數據[1]分析顯示，南美洲和中東的發病率最高，分別為 31% 和 32%，而非洲的發病率最低，為 14%，亞洲人 NAFLD 的發病率相對較高，為 27%。有研究[8]預測 NAFLD 患者總數在 2016–2030 年之間會有一定的增長，其原因可能與經濟的快速發展、飲食等生活方式的改變相關，其中由于城市化的發展，中國的增長率將會是最高，而由于人口的減少，日本增長率可能最低。一項對中國大陸 18 歲以上成人 NAFLD 流行病學數據分析結果[9]顯示：目前NAFLD 在中國大陸的總體發病率為 29.88%，高于全球的發病水平，男性的發病率較高，其中在華北地區（36.41%）、維吾爾族（40.86%）、肥胖者（66.21%）和糖尿病患者（51.83%）中發病率較高。美國一項 2011–016 年數據分析結果[10]顯示：亞裔美國人 NAFLD 發病率為 18.3%，非西班牙裔白人 NAFLD 發病率為 28.4%，這提示 NAFLD 的發病也許與其基因分型具有一定的關系，相對于非西班牙白人，亞裔美國人的身體質量指數（body mass index，BMI）和腰圍較低或小，然而其動脈粥樣硬化性心血管疾病（76.6%）和糖尿病（24.0%）的風險卻與非西班牙裔白人相似。美國的一項研究[11]中，與 NAFLD 有關的全因死亡率約為 8%，更為嚴重的是，與 NAFLD 相關的肝病和糖尿病的特異性死亡率高達 35.9% 和 38.0%。并且在一項對 105 例肝細胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）患者的研究[12]中發現，NAFLD 占其病因的 13%。高發病率與高死亡率提示我們防治 NAFLD 已刻不容緩。
2 苯丙氨酸/酪氨酸代謝途徑及其缺陷引起的相關疾病
苯丙氨酸是人體的必需芳香族氨基酸之一，只能從外界中由食物獲取，人體內并無相關自身合成的途徑，苯丙氨酸主要在肝臟部位中進行分解代謝，由苯丙氨酸羥化酶（phenylalanine hydroxylase，PAH）催化生成酪氨酸，體液中苯丙氨酸濃度的代謝控制對認知發育及執行能力至關重要[13]。典型的苯丙酮尿癥是由于肝臟內缺乏 PAH 所導致的，可引起大腦組織氧化應激反應與能量失調，但肝臟組織中并未檢測到類似的反應[14-15]。苯丙氨酸的產物酪氨酸是一種半必需芳香族氨基酸，有兩種主要來源，即從食物和苯丙氨酸的羥基化中獲得。在體內主要有兩種代謝途徑：① 酪氨酸參與體內激素的合成，酪氨酸可由酪氨酸羥化酶轉化為多巴進而合成黑色素和兒茶酚胺類激素，當人體酪氨酸酶的相關基因發生變異時，黑色素的生成會減少，從而引起白化病的發生。經基因檢測技術發現，白化病是一種在常染色體上發生變異的隱性遺傳病，目前仍沒有有效的治療方法[16]。當基因變異引起多巴胺生成減少時可導致帕金森病的發生[17]；酪氨酸還參與甲狀腺激素的合成。② 酪氨酸由 5 種酪氨酸分解酶催化生成富馬酸（一種三羧酸循環的中間體）和乙酰乙酸（一種酮體），其中酪氨酸轉氨酶（tyrosine aminotransferase，TAT）是其分解途徑的限速酶，控制著分解途徑的第一步，將酪氨酸轉化為羥苯丙酮酸[18]。有研究[19]發現，TAT 具有促進細胞凋亡的作用，抑制 TAT 的活性會促進腫瘤的發生。這和另一項關于 HCC 的研究結果一致，酪氨酸分解酶的基因表達水平在 HCC 中下調[20]。富馬酰乙酰乙酸水解酶（fumaroyl acetoacetate hydrolase，FAH）是酪氨酸分解代謝途徑中的第 5 種酶，FAH 缺乏可導致遺傳性酪氨酸血癥 1 型（hereditary tyrosinemia type 1，HT1），這是一種常染色體隱性遺傳疾病，可導致有毒代謝物在肝臟中的積累，引起肝腫大和黃疸[21]。酪氨酸在機體中過度積累還可引起三羧酸循環中幾種關鍵酶如檸檬酸合酶、蘋果酸脫氫酶以及琥珀酸脫氫酶功能發生變化，從而導致機體能量代謝紊亂，引起線粒體的氧化應激[22]。然而，也有研究[23]發現，體內酪氨酸的積累對機體也有一定的保護作用，B 細胞抗原受體轉基因小鼠品系（MD4）的腸道菌群發生了改變，可以更好地利用食物中的 L-酪氨酸，從而使機體的對甲酚硫酸鹽濃度增加，改善宿主的氣道炎癥反應。苯丙氨酸/酪氨酸代謝途徑及相關產物見圖 1。
圖1
示苯丙氨酸/酪酪氨酸代謝途徑及相關產物
3 苯丙氨酸/酪酪氨酸代謝途徑與 NAFLD 的關系
3.1 NAFLD 患者苯丙氨酸/酪酪氨酸代謝發生紊亂
NAFLD 是一種多系統代謝性疾病，伴隨著血糖及血脂的異常，因此，NAFLD 發病機制的研究多集中于葡萄糖、果糖、脂質等代謝方面。近年來，氨基酸代謝在 NAFLD 發病中的重要作用也被逐漸認識到[24]。NAFLD 不僅與葡萄糖、脂肪和乳酸代謝有著重要聯系，而且與氨基酸代謝尤其是苯丙氨酸/酪氨酸代謝途徑有著密不可分的關系。在一項關于 908 例慢性肝病患者回顧性分析[25]中發現，NAFLD/NASH 患者的游離氨基酸發生了代謝紊亂。國內一項關于 NAFLD 患者代謝組學分析實驗結果[26]發現，NAFLD 患者體內的苯丙氨酸水平增高。另一項超過 2 000 例受試者的研究結果[27]發現，NAFLD 患者與健康對照組相比，苯丙氨酸、酪氨酸等氨基酸水平均升高。上述研究結果提示，苯丙氨酸/酪氨酸代謝在 NAFLD 患者的發病中扮演著重要的角色。
3.2 苯丙氨酸/酪酪氨酸代謝與 NAFLD 關系的研究存在 2 個主要問題
苯丙氨酸/酪氨酸代謝在 NAFLD 發生紊亂已經十分明確，但在目前的研究中，苯丙氨酸/酪氨酸代謝紊亂與 NAFLD 的關系研究主要存在下面 2 個問題：① 苯丙氨酸、酪氨酸等氨基酸的代謝紊亂是否由 NAFLD 引起，還是僅僅與肥胖、胰島素抵抗（insulin resistance，IR）及肌肉蛋白分解增加相關。有研究[28]在對 251 例 NAFLD 患者的代謝組學分析中發現，苯丙氨酸代謝紊亂與 IR 具有一定的相關性；并且該研究進一步通過穩態模型排除 IR 的影響后發現，僅甘氨酸和谷氨酸與肝纖維化相關，而苯丙氨酸和酪氨酸并未表現出相關性。而且，NAFLD 患者往往伴隨著 IR 和肥胖的問題，在肥胖、肝損傷及 IR 狀態下，骨骼肌蛋白分解代謝增加，蛋白合成減少，總氨基酸水平會有所上升[29]。因此，苯丙氨酸及酪氨酸的代謝紊亂是否能反應 NAFLD 尚不清楚。針對此問題，有研究[30]對 44 例非糖尿病 NAFLD 患者進行代謝組學分析，并根據 BMI 分為肥胖組（NAFLD-OB）和非肥胖組（NAFLD-NO），并與健康對照組（CT）進行對照研究，結果發現，與 CT 組相比，僅 NAFLD-OB 組的酪氨酸代謝水平顯著上升，而 NAFLD-NO 組的酪氨酸水平沒有明顯的變化，并且酪氨酸與肝臟胰島素抵抗（hepatic insulin resistance，Hep-IR）單獨相關，因此，酪氨酸濃度的改變可能反映的是肥胖和 IR。然而，另一項關于 39 例肥胖 NAFLD 青少年的代謝組學研究[31]發現，在控制了年齡、性別、BMI 和 IR 的穩態評估模型后，血漿酪氨酸水平和肝臟脂肪變性之間依然存在一定的正相關性。因此，苯丙氨酸及酪氨酸代謝水平是否由 NAFLD 引起還需進一步的大樣本研究。② 苯丙氨酸及酪氨酸代謝的紊亂雖已證明與 NAFLD 具有一定關系，但苯丙氨酸及酪氨酸代謝紊亂與 NAFLD 的因果關系尚不確定，即苯丙氨酸/酪氨酸代謝紊亂是引起 NAFLD 病理改變的原因還是由 NAFLD 病理改變所引起并不明確。近年來的研究[32]發現：一方面，苯丙氨酸/酪氨酸代謝紊亂可以導致 NAFLD 的發生并進而加重 NAFLD 的進展；酪氨酸的代謝產物富馬酸參與體內的三羧酸循環，從而影響體內的能量循環，而腺嘌呤核苷一磷酸（adenosine monophosphate， AMP）與腺嘌呤核苷三磷酸（adenosine triphosphate，ATP）的失衡會導致 AMP 依賴的蛋白激酶（AMP-activated protein kinase，AMPK）失活，從而導致凋亡蛋白的異常激活而加重肝臟損傷，而且苯丙氨酸/酪氨酸通路的產物甲狀腺激素（thyroid hormone，TH），可以導致肝臟脂質代謝發生紊亂，進而使肝功能的進一步惡化。另一方面，NAFLD 患者肝功能的惡化也會加劇苯丙氨酸/酪氨酸代謝的紊亂。苯丙氨酸及酪氨酸主要在肝臟中進行代謝，因此， NAFLD 患者體內苯丙氨酸及酪氨酸水平的升高可能與肝功能的受損相關[33]。也有研究[34]通過對 769 例非糖尿病受試者進行代謝組學分析，結果顯示，肝臟脂肪堆積是氨基酸代謝受損的關鍵機制。苯丙氨酸/酪氨酸代謝紊亂可能與 NAFLD 的發生及發展相輔相成，以上推測均需要實驗來進一步進行驗證。
3.3 NAFLD 中苯丙氨酸/酪氨酸代謝紊亂的分子機制
許多研究雖提出苯丙氨酸與酪氨酸代謝水平與 NAFLD 有一定的關系，然而，其具體的分子機制目前仍不明確。有研究[35]提出，體內游離脂肪酸與游離氨基酸的不平衡，尤其是 L-酪氨酸的缺乏，可以通過富馬酸代謝，介導 Kelch樣環氧氯丙烷相關蛋白1（Kelch-like ECH-associated protein 1，Keap1）-核因E2相關因子2（nuclear factor erythroid 2 related factor 2，Nrf2）途徑破壞肝細胞中富含甘油三酯（triglyceride，TG）的極低密度脂蛋白（very low density lipoprotein，VLDL）的合成，從而使肝臟脂的質代謝發生紊亂，導致肝臟脂肪變性。Nrf2 是體內調控氧化應激（oxidative stress，ROS）的重要轉錄因子，Keap1 是一種 ROS 的生物傳感器，二者以一種結合的方式存在于細胞質中，在沒有 ROS 的存在時，Nrf2 可以被泛素化而發生退化改變。ROS 可以修飾 Keap1 中的半胱氨酸殘基并使其失活，導致 Nrf2 的核易位，從而激活下級的反應。富馬酸（三羧酸循環的中間產物之一以及酪氨酸的代謝產物）的積累也會修飾 Keap1 的半胱氨酸殘基，并導致 Nrf2 的核易位，從而引起肝臟 ROS 的發生，損傷肝臟細胞。基于苯丙氨酸和酪氨酸代謝途徑與 NAFLD 關系的研究，針對苯丙氨酸及酪氨酸代謝的臨床治療可能對 NAFLD 患者具有一定的意義。已有動物研究[36]發現，熊去氧膽酸（ursodeoxycholic acid，UDCA）改善肝功能的途徑正是通過調控苯丙氨酸/酪氨酸通路來實現的，UDCA 是腸道細菌代謝的副產物，其可顯著降低 L-苯丙氨酸及其下游分子，調節氨基酸代謝，從而改善肝功能狀況。
4 苯丙氨酸/酪氨酸通路相關產物與 NAFLD 的關系
苯丙氨酸經酪氨酸參與體內 TH 以及兒茶酚胺類激素的生物合成。其中，TH 在人體的生長發育與新陳代謝中發揮著重要的作用，并且有研究[37]發現，體內的 TH 水平與 NAFLD 有一定聯系。近年的研究[38-39]表明，體內 TH 的水平及功能與 NAFLD 的脂質代謝（膽固醇代謝、脂肪 β 氧化、從頭脂肪合成等）有著重要的聯系。
4.1 TH 通過影響膽固醇代謝進而影響 NAFLD
關于在膽固醇代謝的影響中，首先，TH 可以直接調控 3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶 A（3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A，HMG-CoA）還原酶基因的表達和功能的穩定性，HMG-CoA 是體內膽固醇合成的限速酶，可以增加機體膽固醇的緩沖能力，從而減少體內脂毒性物質的產生[40-41]。其次，TH 可以調控低密度脂蛋白受體（low-density lipoprotein receptor，LDL-R）的數量來介導低密度脂蛋白（low-density lipoprotein，LDL）胞吞，從而減輕肝臟膽固醇代謝的負擔[42]。
4.2 TH 通過影響脂肪 β 氧化進而影響 NAFLD
在脂肪 β 氧化的影響中，一方面，有研究[43]發現，甲狀腺功能減退的患者肝脂肪酶（hepatic lipase，HL）活性降低，三碘甲狀腺原氨酸（triiodothyronine，T3）對 HL 有一定的刺激作用，HL 正是參與 TG 降解的關鍵酶，體內 T3 水平及功能的穩定有利于機體將 TG 降解為脂肪酸（fatty acid，FA），從而有利于肝臟脂質代謝功能穩定。另一方面，TH 可以增加肉堿棕櫚酰轉移酶 1（carnitine palmitoyl transferase 1，CPT1）的表達水平和功能活性，從而調節體內游離脂肪酸（free fatty acid，FFA）的釋放，并協助其輸送至線粒體內，從而改善肝臟脂肪酸的 β 氧化功能，減輕肝臟的脂肪變性，CPT1 位于線粒體內膜外表面，可將長鏈脂肪酰基輔酶轉化為可以跨過線粒體內膜的酰基肉堿，從而參與脂肪酸 β 氧化過程[44-45]。
4.3 TH 通過影響脂肪從頭合成進而影響 NAFLD
TH 還可以影響人體脂肪從頭合成過程[46]。有研究[47]發現，T3 可以上調肝臟 X 受體（liver X receptor，LXR）的表達。LXR 是體內的一種核受體，通過與 T3 的結合來調控體內碳水化合物反應元件結合蛋白（carbohydrate response element binding protein，ChREBP）和結合固醇調節元件結合蛋白-1c（sterol regulatory element binding protein-1c，SREBP1c）的表達，從而參與體內膽固醇與脂肪酸的分解代謝和生物合成[48-50]。通過 LXR-ChREBP/SREBP1c 通路，TH 可以調控乙酰輔酶 A 羧化酶（acetyl CoA carboxylase，ACC）和脂肪酸合成酶（fatty acid synthase，FASn）的基因表達和功能穩定，增強體內 ACC 將乙酰輔酶 A 羧化為丙二酰輔酶 A 和 FASn 催化乙酰輔酶 A 和丙二酰輔酶 A 形成棕櫚酸酯的功能，從而將機體內富余的葡萄糖轉化為脂肪酸進入到 β 氧化過程，改善機體的 IR[51-53]。但 TH 與 SREBP1c 的關系存在一定的爭議。有研究[54]發現，TH 可以上調雞胚肝、大鼠及人肝細胞中 SREBP1c 的表達，但在人脂肪細胞及小鼠中，SREBP1c 的表達卻受 TH 的負調控。
因此，基于目前 TH 在 NAFLD 脂質代謝中的作用，針對性的補充甲狀腺素將有可能改善 NAFLD 患者的肝損傷，其相關研究在動物實驗中已得到證實。有研究[55]發現，T3 和 TH 的類似物可以改善高脂飲食（high fat diet，HFD）誘導的嚙齒動物的 NAFLD，并且分別在細胞模型和動物模型中被證實可以減輕肝臟的纖維化。
5 小結
NAFLD 是一種慢性代謝性疾病，與糖尿病、心血管疾病、慢性腎病等多種慢性病密切相關，其發病機制十分復雜，目前多認為 NAFLD 的發生與 IR、脂肪組織分泌的激素、腸道微生物群、遺傳和表觀遺傳因素等相關。脂質、碳水化合物及乳酸在 NAFLD 的發病機制中發揮著重要的作用，然而具體的發病機制尚不完全清楚，氨基酸代謝紊亂與 NAFLD 關系的研究將是對其發病機制的一項很好的補充，將為臨床的治療提供新的思路與靶點。苯丙氨酸/酪氨酸在 NAFLD 的發生與發展中扮演著重要的角色。目前，氨基酸代謝與 NAFLD 關系的研究仍面臨許多挑戰，苯丙氨酸與酪氨酸主要在肝臟中進行代謝，因此，NAFLD 中苯丙氨酸及酪氨酸的濃度變化就不難理解。但是，其是否與 NAFLD 具有獨立相關性還需進一步的研究。NAFLD 是一種多系統疾病，往往伴隨著肥胖和 IR，因此，無論苯丙氨酸/酪氨酸代謝紊亂是與肥胖和 IR 相關，還是與 NAFLD 單獨相關，其對糖尿病 NAFLD 患者的治療都將具有一定的指導作用。
TH 是酪氨酸的代謝產物，TH 可通過影響脂質代謝進而影響 NAFLD 的疾病進展。NAFLD 發病機制中氨基酸代謝紊亂的發現對臨床的診斷與治療將具有重要意義。一方面，NAFLD 患者目前的診斷依賴于活檢，但并不適用于臨床的大規模應用，氨基酸水平可在一定程度上反應 NAFLD 病理學的嚴重程度，氨基酸相關診斷模型的建立將對臨床診斷具有重要參考價值。另一方面，苯丙氨酸、酪氨酸及其代謝產物 TH 異常的發現，將為臨床治療提供新的思路與治療靶點。
重要聲明
利益沖突聲明：作者與所在單位及其他作者無利益沖突。
作者貢獻聲明：趙建存完成文獻檢索、整理與文章初稿的撰寫和后續的修改，其余作者完成文章的審閱，所有作者均閱讀和同意最終文本。
