引用本文： 赵建存, 宋英杰, 王振圣, 李春龙. 苯丙氨酸/酪氨酸代谢途径及其相关产物与非酒精性脂肪肝的关系. 中国普外基础与临床杂志, 2022, 29(3): 404-409. doi: 10.7507/1007-9424.202104112 复制
目前，非酒精性脂肪性肝病（non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD）逐渐成为我国常见的慢性肝脏疾病，全球 NAFLD 患病率为 25.24%[1]。NAFLD 的发病率在过去 30 年中显著上升，且逐渐趋向于年轻化，有数据分析 NAFLD 现在影响着美国 5%～10% 的儿童[2]。NAFLD 发病形势已不容乐观。NAFLD 是一种涉及肝、肾等多个系统的代谢性疾病，与糖尿病、心血管疾病、慢性肾病等密切相关[3]。细胞内脂肪酸过度积累及其脂毒性代谢产物导致的脂肪酸 β-氧化缺陷和脂肪毒性的产生被认为在 NAFLD 的发病机制中发挥重要作用[4]。NAFLD 可逐渐进展为非酒精性脂肪型肝炎（non-alcoholic steatohepatitis，NASH），NASH 是疾病病理表现更为严重的阶段，伴随着更加严重的脂肪变性、肝气球样变以及小叶实质的炎症[5]。肝脏中碳水化合物、脂质及氨基酸代谢紊乱可引起体内脂肪酸等脂毒性物质的过度累积，并进一步导致肝细胞的氧化应激和受损，从而导致 NAFLD 向 NASH 这一更为严重的病理阶段进展[6]。但 NAFLD 进展为 NASH 并非是线性发展的，单纯脂肪变性的纤维化进展时间每阶段约为 14 年，而 NASH 的纤维化进展时间每阶段约为 7 年[7]。且目前临床上并无有效逆转 NASH 患者肝纤维化进展的药物，因此，明确 NAFLD 的发病机制，为临床治疗提供有效的治疗靶点具有重要的意义。近年来，氨基酸与 NAFLD 发病关系的研究取得了不错的进展，NAFLD 患者常伴随着苯丙氨酸及其相关代谢产物 ［酪氨酸、甲状腺激素（thyroid hormone，TH）等］ 水平的异常，提示苯丙氨酸和酪氨酸及其相关产物在 NAFLD 的发病过程中可能发挥着十分重要的作用。其相关针对性靶向治疗的研究将对临床治疗具有重要的指导作用。笔者现就近年来苯丙氨酸和酪氨酸及其代谢产物与NAFLD关系的进展进行梳理，以期为临床的治疗提供新的思路与靶点。
1 NAFLD 的流行病学
NAFLD 的发病与肥胖有关，但在各地区各人种之间存在着明显的差异。有数据[1]分析显示，南美洲和中东的发病率最高，分别为 31% 和 32%，而非洲的发病率最低，为 14%，亚洲人 NAFLD 的发病率相对较高，为 27%。有研究[8]预测 NAFLD 患者总数在 2016–2030 年之间会有一定的增长，其原因可能与经济的快速发展、饮食等生活方式的改变相关，其中由于城市化的发展，中国的增长率将会是最高，而由于人口的减少，日本增长率可能最低。一项对中国大陆 18 岁以上成人 NAFLD 流行病学数据分析结果[9]显示：目前NAFLD 在中国大陆的总体发病率为 29.88%，高于全球的发病水平，男性的发病率较高，其中在华北地区（36.41%）、维吾尔族（40.86%）、肥胖者（66.21%）和糖尿病患者（51.83%）中发病率较高。美国一项 2011–016 年数据分析结果[10]显示：亚裔美国人 NAFLD 发病率为 18.3%，非西班牙裔白人 NAFLD 发病率为 28.4%，这提示 NAFLD 的发病也许与其基因分型具有一定的关系，相对于非西班牙白人，亚裔美国人的身体质量指数（body mass index，BMI）和腰围较低或小，然而其动脉粥样硬化性心血管疾病（76.6%）和糖尿病（24.0%）的风险却与非西班牙裔白人相似。美国的一项研究[11]中，与 NAFLD 有关的全因死亡率约为 8%，更为严重的是，与 NAFLD 相关的肝病和糖尿病的特异性死亡率高达 35.9% 和 38.0%。并且在一项对 105 例肝细胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）患者的研究[12]中发现，NAFLD 占其病因的 13%。高发病率与高死亡率提示我们防治 NAFLD 已刻不容缓。
2 苯丙氨酸/酪氨酸代谢途径及其缺陷引起的相关疾病
苯丙氨酸是人体的必需芳香族氨基酸之一，只能从外界中由食物获取，人体内并无相关自身合成的途径，苯丙氨酸主要在肝脏部位中进行分解代谢，由苯丙氨酸羟化酶（phenylalanine hydroxylase，PAH）催化生成酪氨酸，体液中苯丙氨酸浓度的代谢控制对认知发育及执行能力至关重要[13]。典型的苯丙酮尿症是由于肝脏内缺乏 PAH 所导致的，可引起大脑组织氧化应激反应与能量失调，但肝脏组织中并未检测到类似的反应[14-15]。苯丙氨酸的产物酪氨酸是一种半必需芳香族氨基酸，有两种主要来源，即从食物和苯丙氨酸的羟基化中获得。在体内主要有两种代谢途径：① 酪氨酸参与体内激素的合成，酪氨酸可由酪氨酸羟化酶转化为多巴进而合成黑色素和儿茶酚胺类激素，当人体酪氨酸酶的相关基因发生变异时，黑色素的生成会减少，从而引起白化病的发生。经基因检测技术发现，白化病是一种在常染色体上发生变异的隐性遗传病，目前仍没有有效的治疗方法[16]。当基因变异引起多巴胺生成减少时可导致帕金森病的发生[17]；酪氨酸还参与甲状腺激素的合成。② 酪氨酸由 5 种酪氨酸分解酶催化生成富马酸（一种三羧酸循环的中间体）和乙酰乙酸（一种酮体），其中酪氨酸转氨酶（tyrosine aminotransferase，TAT）是其分解途径的限速酶，控制着分解途径的第一步，将酪氨酸转化为羟苯丙酮酸[18]。有研究[19]发现，TAT 具有促进细胞凋亡的作用，抑制 TAT 的活性会促进肿瘤的发生。这和另一项关于 HCC 的研究结果一致，酪氨酸分解酶的基因表达水平在 HCC 中下调[20]。富马酰乙酰乙酸水解酶（fumaroyl acetoacetate hydrolase，FAH）是酪氨酸分解代谢途径中的第 5 种酶，FAH 缺乏可导致遗传性酪氨酸血症 1 型（hereditary tyrosinemia type 1，HT1），这是一种常染色体隐性遗传疾病，可导致有毒代谢物在肝脏中的积累，引起肝肿大和黄疸[21]。酪氨酸在机体中过度积累还可引起三羧酸循环中几种关键酶如柠檬酸合酶、苹果酸脱氢酶以及琥珀酸脱氢酶功能发生变化，从而导致机体能量代谢紊乱，引起线粒体的氧化应激[22]。然而，也有研究[23]发现，体内酪氨酸的积累对机体也有一定的保护作用，B 细胞抗原受体转基因小鼠品系（MD4）的肠道菌群发生了改变，可以更好地利用食物中的 L-酪氨酸，从而使机体的对甲酚硫酸盐浓度增加，改善宿主的气道炎症反应。苯丙氨酸/酪氨酸代谢途径及相关产物见图 1。
图1
示苯丙氨酸/酪酪氨酸代谢途径及相关产物
3 苯丙氨酸/酪酪氨酸代谢途径与 NAFLD 的关系
3.1 NAFLD 患者苯丙氨酸/酪酪氨酸代谢发生紊乱
NAFLD 是一种多系统代谢性疾病，伴随着血糖及血脂的异常，因此，NAFLD 发病机制的研究多集中于葡萄糖、果糖、脂质等代谢方面。近年来，氨基酸代谢在 NAFLD 发病中的重要作用也被逐渐认识到[24]。NAFLD 不仅与葡萄糖、脂肪和乳酸代谢有着重要联系，而且与氨基酸代谢尤其是苯丙氨酸/酪氨酸代谢途径有着密不可分的关系。在一项关于 908 例慢性肝病患者回顾性分析[25]中发现，NAFLD/NASH 患者的游离氨基酸发生了代谢紊乱。国内一项关于 NAFLD 患者代谢组学分析实验结果[26]发现，NAFLD 患者体内的苯丙氨酸水平增高。另一项超过 2 000 例受试者的研究结果[27]发现，NAFLD 患者与健康对照组相比，苯丙氨酸、酪氨酸等氨基酸水平均升高。上述研究结果提示，苯丙氨酸/酪氨酸代谢在 NAFLD 患者的发病中扮演着重要的角色。
3.2 苯丙氨酸/酪酪氨酸代谢与 NAFLD 关系的研究存在 2 个主要问题
苯丙氨酸/酪氨酸代谢在 NAFLD 发生紊乱已经十分明确，但在目前的研究中，苯丙氨酸/酪氨酸代谢紊乱与 NAFLD 的关系研究主要存在下面 2 个问题：① 苯丙氨酸、酪氨酸等氨基酸的代谢紊乱是否由 NAFLD 引起，还是仅仅与肥胖、胰岛素抵抗（insulin resistance，IR）及肌肉蛋白分解增加相关。有研究[28]在对 251 例 NAFLD 患者的代谢组学分析中发现，苯丙氨酸代谢紊乱与 IR 具有一定的相关性；并且该研究进一步通过稳态模型排除 IR 的影响后发现，仅甘氨酸和谷氨酸与肝纤维化相关，而苯丙氨酸和酪氨酸并未表现出相关性。而且，NAFLD 患者往往伴随着 IR 和肥胖的问题，在肥胖、肝损伤及 IR 状态下，骨骼肌蛋白分解代谢增加，蛋白合成减少，总氨基酸水平会有所上升[29]。因此，苯丙氨酸及酪氨酸的代谢紊乱是否能反应 NAFLD 尚不清楚。针对此问题，有研究[30]对 44 例非糖尿病 NAFLD 患者进行代谢组学分析，并根据 BMI 分为肥胖组（NAFLD-OB）和非肥胖组（NAFLD-NO），并与健康对照组（CT）进行对照研究，结果发现，与 CT 组相比，仅 NAFLD-OB 组的酪氨酸代谢水平显著上升，而 NAFLD-NO 组的酪氨酸水平没有明显的变化，并且酪氨酸与肝脏胰岛素抵抗（hepatic insulin resistance，Hep-IR）单独相关，因此，酪氨酸浓度的改变可能反映的是肥胖和 IR。然而，另一项关于 39 例肥胖 NAFLD 青少年的代谢组学研究[31]发现，在控制了年龄、性别、BMI 和 IR 的稳态评估模型后，血浆酪氨酸水平和肝脏脂肪变性之间依然存在一定的正相关性。因此，苯丙氨酸及酪氨酸代谢水平是否由 NAFLD 引起还需进一步的大样本研究。② 苯丙氨酸及酪氨酸代谢的紊乱虽已证明与 NAFLD 具有一定关系，但苯丙氨酸及酪氨酸代谢紊乱与 NAFLD 的因果关系尚不确定，即苯丙氨酸/酪氨酸代谢紊乱是引起 NAFLD 病理改变的原因还是由 NAFLD 病理改变所引起并不明确。近年来的研究[32]发现：一方面，苯丙氨酸/酪氨酸代谢紊乱可以导致 NAFLD 的发生并进而加重 NAFLD 的进展；酪氨酸的代谢产物富马酸参与体内的三羧酸循环，从而影响体内的能量循环，而腺嘌呤核苷一磷酸（adenosine monophosphate， AMP）与腺嘌呤核苷三磷酸（adenosine triphosphate，ATP）的失衡会导致 AMP 依赖的蛋白激酶（AMP-activated protein kinase，AMPK）失活，从而导致凋亡蛋白的异常激活而加重肝脏损伤，而且苯丙氨酸/酪氨酸通路的产物甲状腺激素（thyroid hormone，TH），可以导致肝脏脂质代谢发生紊乱，进而使肝功能的进一步恶化。另一方面，NAFLD 患者肝功能的恶化也会加剧苯丙氨酸/酪氨酸代谢的紊乱。苯丙氨酸及酪氨酸主要在肝脏中进行代谢，因此， NAFLD 患者体内苯丙氨酸及酪氨酸水平的升高可能与肝功能的受损相关[33]。也有研究[34]通过对 769 例非糖尿病受试者进行代谢组学分析，结果显示，肝脏脂肪堆积是氨基酸代谢受损的关键机制。苯丙氨酸/酪氨酸代谢紊乱可能与 NAFLD 的发生及发展相辅相成，以上推测均需要实验来进一步进行验证。
3.3 NAFLD 中苯丙氨酸/酪氨酸代谢紊乱的分子机制
许多研究虽提出苯丙氨酸与酪氨酸代谢水平与 NAFLD 有一定的关系，然而，其具体的分子机制目前仍不明确。有研究[35]提出，体内游离脂肪酸与游离氨基酸的不平衡，尤其是 L-酪氨酸的缺乏，可以通过富马酸代谢，介导 Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白1（Kelch-like ECH-associated protein 1，Keap1）-核因E2相关因子2（nuclear factor erythroid 2 related factor 2，Nrf2）途径破坏肝细胞中富含甘油三酯（triglyceride，TG）的极低密度脂蛋白（very low density lipoprotein，VLDL）的合成，从而使肝脏脂的质代谢发生紊乱，导致肝脏脂肪变性。Nrf2 是体内调控氧化应激（oxidative stress，ROS）的重要转录因子，Keap1 是一种 ROS 的生物传感器，二者以一种结合的方式存在于细胞质中，在没有 ROS 的存在时，Nrf2 可以被泛素化而发生退化改变。ROS 可以修饰 Keap1 中的半胱氨酸残基并使其失活，导致 Nrf2 的核易位，从而激活下级的反应。富马酸（三羧酸循环的中间产物之一以及酪氨酸的代谢产物）的积累也会修饰 Keap1 的半胱氨酸残基，并导致 Nrf2 的核易位，从而引起肝脏 ROS 的发生，损伤肝脏细胞。基于苯丙氨酸和酪氨酸代谢途径与 NAFLD 关系的研究，针对苯丙氨酸及酪氨酸代谢的临床治疗可能对 NAFLD 患者具有一定的意义。已有动物研究[36]发现，熊去氧胆酸（ursodeoxycholic acid，UDCA）改善肝功能的途径正是通过调控苯丙氨酸/酪氨酸通路来实现的，UDCA 是肠道细菌代谢的副产物，其可显著降低 L-苯丙氨酸及其下游分子，调节氨基酸代谢，从而改善肝功能状况。
4 苯丙氨酸/酪氨酸通路相关产物与 NAFLD 的关系
苯丙氨酸经酪氨酸参与体内 TH 以及儿茶酚胺类激素的生物合成。其中，TH 在人体的生长发育与新陈代谢中发挥着重要的作用，并且有研究[37]发现，体内的 TH 水平与 NAFLD 有一定联系。近年的研究[38-39]表明，体内 TH 的水平及功能与 NAFLD 的脂质代谢（胆固醇代谢、脂肪 β 氧化、从头脂肪合成等）有着重要的联系。
4.1 TH 通过影响胆固醇代谢进而影响 NAFLD
关于在胆固醇代谢的影响中，首先，TH 可以直接调控 3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶 A（3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A，HMG-CoA）还原酶基因的表达和功能的稳定性，HMG-CoA 是体内胆固醇合成的限速酶，可以增加机体胆固醇的缓冲能力，从而减少体内脂毒性物质的产生[40-41]。其次，TH 可以调控低密度脂蛋白受体（low-density lipoprotein receptor，LDL-R）的数量来介导低密度脂蛋白（low-density lipoprotein，LDL）胞吞，从而减轻肝脏胆固醇代谢的负担[42]。
4.2 TH 通过影响脂肪 β 氧化进而影响 NAFLD
在脂肪 β 氧化的影响中，一方面，有研究[43]发现，甲状腺功能减退的患者肝脂肪酶（hepatic lipase，HL）活性降低，三碘甲状腺原氨酸（triiodothyronine，T3）对 HL 有一定的刺激作用，HL 正是参与 TG 降解的关键酶，体内 T3 水平及功能的稳定有利于机体将 TG 降解为脂肪酸（fatty acid，FA），从而有利于肝脏脂质代谢功能稳定。另一方面，TH 可以增加肉碱棕榈酰转移酶 1（carnitine palmitoyl transferase 1，CPT1）的表达水平和功能活性，从而调节体内游离脂肪酸（free fatty acid，FFA）的释放，并协助其输送至线粒体内，从而改善肝脏脂肪酸的 β 氧化功能，减轻肝脏的脂肪变性，CPT1 位于线粒体内膜外表面，可将长链脂肪酰基辅酶转化为可以跨过线粒体内膜的酰基肉碱，从而参与脂肪酸 β 氧化过程[44-45]。
4.3 TH 通过影响脂肪从头合成进而影响 NAFLD
TH 还可以影响人体脂肪从头合成过程[46]。有研究[47]发现，T3 可以上调肝脏 X 受体（liver X receptor，LXR）的表达。LXR 是体内的一种核受体，通过与 T3 的结合来调控体内碳水化合物反应元件结合蛋白（carbohydrate response element binding protein，ChREBP）和结合固醇调节元件结合蛋白-1c（sterol regulatory element binding protein-1c，SREBP1c）的表达，从而参与体内胆固醇与脂肪酸的分解代谢和生物合成[48-50]。通过 LXR-ChREBP/SREBP1c 通路，TH 可以调控乙酰辅酶 A 羧化酶（acetyl CoA carboxylase，ACC）和脂肪酸合成酶（fatty acid synthase，FASn）的基因表达和功能稳定，增强体内 ACC 将乙酰辅酶 A 羧化为丙二酰辅酶 A 和 FASn 催化乙酰辅酶 A 和丙二酰辅酶 A 形成棕榈酸酯的功能，从而将机体内富余的葡萄糖转化为脂肪酸进入到 β 氧化过程，改善机体的 IR[51-53]。但 TH 与 SREBP1c 的关系存在一定的争议。有研究[54]发现，TH 可以上调鸡胚肝、大鼠及人肝细胞中 SREBP1c 的表达，但在人脂肪细胞及小鼠中，SREBP1c 的表达却受 TH 的负调控。
因此，基于目前 TH 在 NAFLD 脂质代谢中的作用，针对性的补充甲状腺素将有可能改善 NAFLD 患者的肝损伤，其相关研究在动物实验中已得到证实。有研究[55]发现，T3 和 TH 的类似物可以改善高脂饮食（high fat diet，HFD）诱导的啮齿动物的 NAFLD，并且分别在细胞模型和动物模型中被证实可以减轻肝脏的纤维化。
5 小结
NAFLD 是一种慢性代谢性疾病，与糖尿病、心血管疾病、慢性肾病等多种慢性病密切相关，其发病机制十分复杂，目前多认为 NAFLD 的发生与 IR、脂肪组织分泌的激素、肠道微生物群、遗传和表观遗传因素等相关。脂质、碳水化合物及乳酸在 NAFLD 的发病机制中发挥着重要的作用，然而具体的发病机制尚不完全清楚，氨基酸代谢紊乱与 NAFLD 关系的研究将是对其发病机制的一项很好的补充，将为临床的治疗提供新的思路与靶点。苯丙氨酸/酪氨酸在 NAFLD 的发生与发展中扮演着重要的角色。目前，氨基酸代谢与 NAFLD 关系的研究仍面临许多挑战，苯丙氨酸与酪氨酸主要在肝脏中进行代谢，因此，NAFLD 中苯丙氨酸及酪氨酸的浓度变化就不难理解。但是，其是否与 NAFLD 具有独立相关性还需进一步的研究。NAFLD 是一种多系统疾病，往往伴随着肥胖和 IR，因此，无论苯丙氨酸/酪氨酸代谢紊乱是与肥胖和 IR 相关，还是与 NAFLD 单独相关，其对糖尿病 NAFLD 患者的治疗都将具有一定的指导作用。
TH 是酪氨酸的代谢产物，TH 可通过影响脂质代谢进而影响 NAFLD 的疾病进展。NAFLD 发病机制中氨基酸代谢紊乱的发现对临床的诊断与治疗将具有重要意义。一方面，NAFLD 患者目前的诊断依赖于活检，但并不适用于临床的大规模应用，氨基酸水平可在一定程度上反应 NAFLD 病理学的严重程度，氨基酸相关诊断模型的建立将对临床诊断具有重要参考价值。另一方面，苯丙氨酸、酪氨酸及其代谢产物 TH 异常的发现，将为临床治疗提供新的思路与治疗靶点。
重要声明
利益冲突声明：作者与所在单位及其他作者无利益冲突。
作者贡献声明：赵建存完成文献检索、整理与文章初稿的撰写和后续的修改，其余作者完成文章的审阅，所有作者均阅读和同意最终文本。
目前，非酒精性脂肪性肝病（non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD）逐渐成为我国常见的慢性肝脏疾病，全球 NAFLD 患病率为 25.24%[1]。NAFLD 的发病率在过去 30 年中显著上升，且逐渐趋向于年轻化，有数据分析 NAFLD 现在影响着美国 5%～10% 的儿童[2]。NAFLD 发病形势已不容乐观。NAFLD 是一种涉及肝、肾等多个系统的代谢性疾病，与糖尿病、心血管疾病、慢性肾病等密切相关[3]。细胞内脂肪酸过度积累及其脂毒性代谢产物导致的脂肪酸 β-氧化缺陷和脂肪毒性的产生被认为在 NAFLD 的发病机制中发挥重要作用[4]。NAFLD 可逐渐进展为非酒精性脂肪型肝炎（non-alcoholic steatohepatitis，NASH），NASH 是疾病病理表现更为严重的阶段，伴随着更加严重的脂肪变性、肝气球样变以及小叶实质的炎症[5]。肝脏中碳水化合物、脂质及氨基酸代谢紊乱可引起体内脂肪酸等脂毒性物质的过度累积，并进一步导致肝细胞的氧化应激和受损，从而导致 NAFLD 向 NASH 这一更为严重的病理阶段进展[6]。但 NAFLD 进展为 NASH 并非是线性发展的，单纯脂肪变性的纤维化进展时间每阶段约为 14 年，而 NASH 的纤维化进展时间每阶段约为 7 年[7]。且目前临床上并无有效逆转 NASH 患者肝纤维化进展的药物，因此，明确 NAFLD 的发病机制，为临床治疗提供有效的治疗靶点具有重要的意义。近年来，氨基酸与 NAFLD 发病关系的研究取得了不错的进展，NAFLD 患者常伴随着苯丙氨酸及其相关代谢产物 ［酪氨酸、甲状腺激素（thyroid hormone，TH）等］ 水平的异常，提示苯丙氨酸和酪氨酸及其相关产物在 NAFLD 的发病过程中可能发挥着十分重要的作用。其相关针对性靶向治疗的研究将对临床治疗具有重要的指导作用。笔者现就近年来苯丙氨酸和酪氨酸及其代谢产物与NAFLD关系的进展进行梳理，以期为临床的治疗提供新的思路与靶点。
1 NAFLD 的流行病学
NAFLD 的发病与肥胖有关，但在各地区各人种之间存在着明显的差异。有数据[1]分析显示，南美洲和中东的发病率最高，分别为 31% 和 32%，而非洲的发病率最低，为 14%，亚洲人 NAFLD 的发病率相对较高，为 27%。有研究[8]预测 NAFLD 患者总数在 2016–2030 年之间会有一定的增长，其原因可能与经济的快速发展、饮食等生活方式的改变相关，其中由于城市化的发展，中国的增长率将会是最高，而由于人口的减少，日本增长率可能最低。一项对中国大陆 18 岁以上成人 NAFLD 流行病学数据分析结果[9]显示：目前NAFLD 在中国大陆的总体发病率为 29.88%，高于全球的发病水平，男性的发病率较高，其中在华北地区（36.41%）、维吾尔族（40.86%）、肥胖者（66.21%）和糖尿病患者（51.83%）中发病率较高。美国一项 2011–016 年数据分析结果[10]显示：亚裔美国人 NAFLD 发病率为 18.3%，非西班牙裔白人 NAFLD 发病率为 28.4%，这提示 NAFLD 的发病也许与其基因分型具有一定的关系，相对于非西班牙白人，亚裔美国人的身体质量指数（body mass index，BMI）和腰围较低或小，然而其动脉粥样硬化性心血管疾病（76.6%）和糖尿病（24.0%）的风险却与非西班牙裔白人相似。美国的一项研究[11]中，与 NAFLD 有关的全因死亡率约为 8%，更为严重的是，与 NAFLD 相关的肝病和糖尿病的特异性死亡率高达 35.9% 和 38.0%。并且在一项对 105 例肝细胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）患者的研究[12]中发现，NAFLD 占其病因的 13%。高发病率与高死亡率提示我们防治 NAFLD 已刻不容缓。
2 苯丙氨酸/酪氨酸代谢途径及其缺陷引起的相关疾病
苯丙氨酸是人体的必需芳香族氨基酸之一，只能从外界中由食物获取，人体内并无相关自身合成的途径，苯丙氨酸主要在肝脏部位中进行分解代谢，由苯丙氨酸羟化酶（phenylalanine hydroxylase，PAH）催化生成酪氨酸，体液中苯丙氨酸浓度的代谢控制对认知发育及执行能力至关重要[13]。典型的苯丙酮尿症是由于肝脏内缺乏 PAH 所导致的，可引起大脑组织氧化应激反应与能量失调，但肝脏组织中并未检测到类似的反应[14-15]。苯丙氨酸的产物酪氨酸是一种半必需芳香族氨基酸，有两种主要来源，即从食物和苯丙氨酸的羟基化中获得。在体内主要有两种代谢途径：① 酪氨酸参与体内激素的合成，酪氨酸可由酪氨酸羟化酶转化为多巴进而合成黑色素和儿茶酚胺类激素，当人体酪氨酸酶的相关基因发生变异时，黑色素的生成会减少，从而引起白化病的发生。经基因检测技术发现，白化病是一种在常染色体上发生变异的隐性遗传病，目前仍没有有效的治疗方法[16]。当基因变异引起多巴胺生成减少时可导致帕金森病的发生[17]；酪氨酸还参与甲状腺激素的合成。② 酪氨酸由 5 种酪氨酸分解酶催化生成富马酸（一种三羧酸循环的中间体）和乙酰乙酸（一种酮体），其中酪氨酸转氨酶（tyrosine aminotransferase，TAT）是其分解途径的限速酶，控制着分解途径的第一步，将酪氨酸转化为羟苯丙酮酸[18]。有研究[19]发现，TAT 具有促进细胞凋亡的作用，抑制 TAT 的活性会促进肿瘤的发生。这和另一项关于 HCC 的研究结果一致，酪氨酸分解酶的基因表达水平在 HCC 中下调[20]。富马酰乙酰乙酸水解酶（fumaroyl acetoacetate hydrolase，FAH）是酪氨酸分解代谢途径中的第 5 种酶，FAH 缺乏可导致遗传性酪氨酸血症 1 型（hereditary tyrosinemia type 1，HT1），这是一种常染色体隐性遗传疾病，可导致有毒代谢物在肝脏中的积累，引起肝肿大和黄疸[21]。酪氨酸在机体中过度积累还可引起三羧酸循环中几种关键酶如柠檬酸合酶、苹果酸脱氢酶以及琥珀酸脱氢酶功能发生变化，从而导致机体能量代谢紊乱，引起线粒体的氧化应激[22]。然而，也有研究[23]发现，体内酪氨酸的积累对机体也有一定的保护作用，B 细胞抗原受体转基因小鼠品系（MD4）的肠道菌群发生了改变，可以更好地利用食物中的 L-酪氨酸，从而使机体的对甲酚硫酸盐浓度增加，改善宿主的气道炎症反应。苯丙氨酸/酪氨酸代谢途径及相关产物见图 1。
图1
示苯丙氨酸/酪酪氨酸代谢途径及相关产物
3 苯丙氨酸/酪酪氨酸代谢途径与 NAFLD 的关系
3.1 NAFLD 患者苯丙氨酸/酪酪氨酸代谢发生紊乱
NAFLD 是一种多系统代谢性疾病，伴随着血糖及血脂的异常，因此，NAFLD 发病机制的研究多集中于葡萄糖、果糖、脂质等代谢方面。近年来，氨基酸代谢在 NAFLD 发病中的重要作用也被逐渐认识到[24]。NAFLD 不仅与葡萄糖、脂肪和乳酸代谢有着重要联系，而且与氨基酸代谢尤其是苯丙氨酸/酪氨酸代谢途径有着密不可分的关系。在一项关于 908 例慢性肝病患者回顾性分析[25]中发现，NAFLD/NASH 患者的游离氨基酸发生了代谢紊乱。国内一项关于 NAFLD 患者代谢组学分析实验结果[26]发现，NAFLD 患者体内的苯丙氨酸水平增高。另一项超过 2 000 例受试者的研究结果[27]发现，NAFLD 患者与健康对照组相比，苯丙氨酸、酪氨酸等氨基酸水平均升高。上述研究结果提示，苯丙氨酸/酪氨酸代谢在 NAFLD 患者的发病中扮演着重要的角色。
3.2 苯丙氨酸/酪酪氨酸代谢与 NAFLD 关系的研究存在 2 个主要问题
苯丙氨酸/酪氨酸代谢在 NAFLD 发生紊乱已经十分明确，但在目前的研究中，苯丙氨酸/酪氨酸代谢紊乱与 NAFLD 的关系研究主要存在下面 2 个问题：① 苯丙氨酸、酪氨酸等氨基酸的代谢紊乱是否由 NAFLD 引起，还是仅仅与肥胖、胰岛素抵抗（insulin resistance，IR）及肌肉蛋白分解增加相关。有研究[28]在对 251 例 NAFLD 患者的代谢组学分析中发现，苯丙氨酸代谢紊乱与 IR 具有一定的相关性；并且该研究进一步通过稳态模型排除 IR 的影响后发现，仅甘氨酸和谷氨酸与肝纤维化相关，而苯丙氨酸和酪氨酸并未表现出相关性。而且，NAFLD 患者往往伴随着 IR 和肥胖的问题，在肥胖、肝损伤及 IR 状态下，骨骼肌蛋白分解代谢增加，蛋白合成减少，总氨基酸水平会有所上升[29]。因此，苯丙氨酸及酪氨酸的代谢紊乱是否能反应 NAFLD 尚不清楚。针对此问题，有研究[30]对 44 例非糖尿病 NAFLD 患者进行代谢组学分析，并根据 BMI 分为肥胖组（NAFLD-OB）和非肥胖组（NAFLD-NO），并与健康对照组（CT）进行对照研究，结果发现，与 CT 组相比，仅 NAFLD-OB 组的酪氨酸代谢水平显著上升，而 NAFLD-NO 组的酪氨酸水平没有明显的变化，并且酪氨酸与肝脏胰岛素抵抗（hepatic insulin resistance，Hep-IR）单独相关，因此，酪氨酸浓度的改变可能反映的是肥胖和 IR。然而，另一项关于 39 例肥胖 NAFLD 青少年的代谢组学研究[31]发现，在控制了年龄、性别、BMI 和 IR 的稳态评估模型后，血浆酪氨酸水平和肝脏脂肪变性之间依然存在一定的正相关性。因此，苯丙氨酸及酪氨酸代谢水平是否由 NAFLD 引起还需进一步的大样本研究。② 苯丙氨酸及酪氨酸代谢的紊乱虽已证明与 NAFLD 具有一定关系，但苯丙氨酸及酪氨酸代谢紊乱与 NAFLD 的因果关系尚不确定，即苯丙氨酸/酪氨酸代谢紊乱是引起 NAFLD 病理改变的原因还是由 NAFLD 病理改变所引起并不明确。近年来的研究[32]发现：一方面，苯丙氨酸/酪氨酸代谢紊乱可以导致 NAFLD 的发生并进而加重 NAFLD 的进展；酪氨酸的代谢产物富马酸参与体内的三羧酸循环，从而影响体内的能量循环，而腺嘌呤核苷一磷酸（adenosine monophosphate， AMP）与腺嘌呤核苷三磷酸（adenosine triphosphate，ATP）的失衡会导致 AMP 依赖的蛋白激酶（AMP-activated protein kinase，AMPK）失活，从而导致凋亡蛋白的异常激活而加重肝脏损伤，而且苯丙氨酸/酪氨酸通路的产物甲状腺激素（thyroid hormone，TH），可以导致肝脏脂质代谢发生紊乱，进而使肝功能的进一步恶化。另一方面，NAFLD 患者肝功能的恶化也会加剧苯丙氨酸/酪氨酸代谢的紊乱。苯丙氨酸及酪氨酸主要在肝脏中进行代谢，因此， NAFLD 患者体内苯丙氨酸及酪氨酸水平的升高可能与肝功能的受损相关[33]。也有研究[34]通过对 769 例非糖尿病受试者进行代谢组学分析，结果显示，肝脏脂肪堆积是氨基酸代谢受损的关键机制。苯丙氨酸/酪氨酸代谢紊乱可能与 NAFLD 的发生及发展相辅相成，以上推测均需要实验来进一步进行验证。
3.3 NAFLD 中苯丙氨酸/酪氨酸代谢紊乱的分子机制
许多研究虽提出苯丙氨酸与酪氨酸代谢水平与 NAFLD 有一定的关系，然而，其具体的分子机制目前仍不明确。有研究[35]提出，体内游离脂肪酸与游离氨基酸的不平衡，尤其是 L-酪氨酸的缺乏，可以通过富马酸代谢，介导 Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白1（Kelch-like ECH-associated protein 1，Keap1）-核因E2相关因子2（nuclear factor erythroid 2 related factor 2，Nrf2）途径破坏肝细胞中富含甘油三酯（triglyceride，TG）的极低密度脂蛋白（very low density lipoprotein，VLDL）的合成，从而使肝脏脂的质代谢发生紊乱，导致肝脏脂肪变性。Nrf2 是体内调控氧化应激（oxidative stress，ROS）的重要转录因子，Keap1 是一种 ROS 的生物传感器，二者以一种结合的方式存在于细胞质中，在没有 ROS 的存在时，Nrf2 可以被泛素化而发生退化改变。ROS 可以修饰 Keap1 中的半胱氨酸残基并使其失活，导致 Nrf2 的核易位，从而激活下级的反应。富马酸（三羧酸循环的中间产物之一以及酪氨酸的代谢产物）的积累也会修饰 Keap1 的半胱氨酸残基，并导致 Nrf2 的核易位，从而引起肝脏 ROS 的发生，损伤肝脏细胞。基于苯丙氨酸和酪氨酸代谢途径与 NAFLD 关系的研究，针对苯丙氨酸及酪氨酸代谢的临床治疗可能对 NAFLD 患者具有一定的意义。已有动物研究[36]发现，熊去氧胆酸（ursodeoxycholic acid，UDCA）改善肝功能的途径正是通过调控苯丙氨酸/酪氨酸通路来实现的，UDCA 是肠道细菌代谢的副产物，其可显著降低 L-苯丙氨酸及其下游分子，调节氨基酸代谢，从而改善肝功能状况。
4 苯丙氨酸/酪氨酸通路相关产物与 NAFLD 的关系
苯丙氨酸经酪氨酸参与体内 TH 以及儿茶酚胺类激素的生物合成。其中，TH 在人体的生长发育与新陈代谢中发挥着重要的作用，并且有研究[37]发现，体内的 TH 水平与 NAFLD 有一定联系。近年的研究[38-39]表明，体内 TH 的水平及功能与 NAFLD 的脂质代谢（胆固醇代谢、脂肪 β 氧化、从头脂肪合成等）有着重要的联系。
4.1 TH 通过影响胆固醇代谢进而影响 NAFLD
关于在胆固醇代谢的影响中，首先，TH 可以直接调控 3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶 A（3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A，HMG-CoA）还原酶基因的表达和功能的稳定性，HMG-CoA 是体内胆固醇合成的限速酶，可以增加机体胆固醇的缓冲能力，从而减少体内脂毒性物质的产生[40-41]。其次，TH 可以调控低密度脂蛋白受体（low-density lipoprotein receptor，LDL-R）的数量来介导低密度脂蛋白（low-density lipoprotein，LDL）胞吞，从而减轻肝脏胆固醇代谢的负担[42]。
4.2 TH 通过影响脂肪 β 氧化进而影响 NAFLD
在脂肪 β 氧化的影响中，一方面，有研究[43]发现，甲状腺功能减退的患者肝脂肪酶（hepatic lipase，HL）活性降低，三碘甲状腺原氨酸（triiodothyronine，T3）对 HL 有一定的刺激作用，HL 正是参与 TG 降解的关键酶，体内 T3 水平及功能的稳定有利于机体将 TG 降解为脂肪酸（fatty acid，FA），从而有利于肝脏脂质代谢功能稳定。另一方面，TH 可以增加肉碱棕榈酰转移酶 1（carnitine palmitoyl transferase 1，CPT1）的表达水平和功能活性，从而调节体内游离脂肪酸（free fatty acid，FFA）的释放，并协助其输送至线粒体内，从而改善肝脏脂肪酸的 β 氧化功能，减轻肝脏的脂肪变性，CPT1 位于线粒体内膜外表面，可将长链脂肪酰基辅酶转化为可以跨过线粒体内膜的酰基肉碱，从而参与脂肪酸 β 氧化过程[44-45]。
4.3 TH 通过影响脂肪从头合成进而影响 NAFLD
TH 还可以影响人体脂肪从头合成过程[46]。有研究[47]发现，T3 可以上调肝脏 X 受体（liver X receptor，LXR）的表达。LXR 是体内的一种核受体，通过与 T3 的结合来调控体内碳水化合物反应元件结合蛋白（carbohydrate response element binding protein，ChREBP）和结合固醇调节元件结合蛋白-1c（sterol regulatory element binding protein-1c，SREBP1c）的表达，从而参与体内胆固醇与脂肪酸的分解代谢和生物合成[48-50]。通过 LXR-ChREBP/SREBP1c 通路，TH 可以调控乙酰辅酶 A 羧化酶（acetyl CoA carboxylase，ACC）和脂肪酸合成酶（fatty acid synthase，FASn）的基因表达和功能稳定，增强体内 ACC 将乙酰辅酶 A 羧化为丙二酰辅酶 A 和 FASn 催化乙酰辅酶 A 和丙二酰辅酶 A 形成棕榈酸酯的功能，从而将机体内富余的葡萄糖转化为脂肪酸进入到 β 氧化过程，改善机体的 IR[51-53]。但 TH 与 SREBP1c 的关系存在一定的争议。有研究[54]发现，TH 可以上调鸡胚肝、大鼠及人肝细胞中 SREBP1c 的表达，但在人脂肪细胞及小鼠中，SREBP1c 的表达却受 TH 的负调控。
因此，基于目前 TH 在 NAFLD 脂质代谢中的作用，针对性的补充甲状腺素将有可能改善 NAFLD 患者的肝损伤，其相关研究在动物实验中已得到证实。有研究[55]发现，T3 和 TH 的类似物可以改善高脂饮食（high fat diet，HFD）诱导的啮齿动物的 NAFLD，并且分别在细胞模型和动物模型中被证实可以减轻肝脏的纤维化。
5 小结
NAFLD 是一种慢性代谢性疾病，与糖尿病、心血管疾病、慢性肾病等多种慢性病密切相关，其发病机制十分复杂，目前多认为 NAFLD 的发生与 IR、脂肪组织分泌的激素、肠道微生物群、遗传和表观遗传因素等相关。脂质、碳水化合物及乳酸在 NAFLD 的发病机制中发挥着重要的作用，然而具体的发病机制尚不完全清楚，氨基酸代谢紊乱与 NAFLD 关系的研究将是对其发病机制的一项很好的补充，将为临床的治疗提供新的思路与靶点。苯丙氨酸/酪氨酸在 NAFLD 的发生与发展中扮演着重要的角色。目前，氨基酸代谢与 NAFLD 关系的研究仍面临许多挑战，苯丙氨酸与酪氨酸主要在肝脏中进行代谢，因此，NAFLD 中苯丙氨酸及酪氨酸的浓度变化就不难理解。但是，其是否与 NAFLD 具有独立相关性还需进一步的研究。NAFLD 是一种多系统疾病，往往伴随着肥胖和 IR，因此，无论苯丙氨酸/酪氨酸代谢紊乱是与肥胖和 IR 相关，还是与 NAFLD 单独相关，其对糖尿病 NAFLD 患者的治疗都将具有一定的指导作用。
TH 是酪氨酸的代谢产物，TH 可通过影响脂质代谢进而影响 NAFLD 的疾病进展。NAFLD 发病机制中氨基酸代谢紊乱的发现对临床的诊断与治疗将具有重要意义。一方面，NAFLD 患者目前的诊断依赖于活检，但并不适用于临床的大规模应用，氨基酸水平可在一定程度上反应 NAFLD 病理学的严重程度，氨基酸相关诊断模型的建立将对临床诊断具有重要参考价值。另一方面，苯丙氨酸、酪氨酸及其代谢产物 TH 异常的发现，将为临床治疗提供新的思路与治疗靶点。
重要声明
利益冲突声明：作者与所在单位及其他作者无利益冲突。
作者贡献声明：赵建存完成文献检索、整理与文章初稿的撰写和后续的修改，其余作者完成文章的审阅，所有作者均阅读和同意最终文本。
