·综述·

杜少严a，尹 硕a，郝文洋b，王意浓b，孙晓彩c，李淑琴c

(河北医科大学 a.基础医学院临床医学专业; b.药学院临床药学专业; c.基础医学院病理生理学教研室，河北 石家庄 050017)

摘 要： 肝脏疾病具有发病率高、易反复等特点，是当今医学急需解决的难题。硫化氢是一种非常重要的气体信号分子，具有多种生理和病理作用。近年来，随着对硫化氢的深入研究，发现其生成、代谢与肝脏系统密切相关，故成为肝脏疾病防治的研究热点。因此，本文对硫化氢在肝脏疾病中的研究进展进行综述，旨在为今后硫化氢在肝脏疾病中的应用提供参考。

关键词: 硫化氢；脂代谢障碍；肝炎；高血压, 门静脉；肝硬化；氧化性应激

在过去的十年中，硫化氢已成为哺乳动物细胞和组织中一种重要的内源性气体递质。与先前的气体递质一氧化氮和一氧化碳相似，硫化氢可通过各种酶促反应产生，调节组织和细胞中的许多生理和病理生理过程[1-2]。研究证实，高浓度的硫化氢有较强的生物毒性，而低浓度的硫化氢则对机体有较好的保护功能，即表现为显著的双向效应[3-4]。肝脏是人体最大的代谢器官，在消化、吸收、排泄、生物转化及物质代谢中发挥重要作用。肝脏是合成和清除硫化氢的重要器官。硫化氢代谢功能障碍与诸多肝脏疾病的发生发展密切相关。

1.1 硫化氢的存在形式及生成 硫化氢是一种臭鸡蛋味的无色气体，长期以来被认为是有毒气体和环境污染物[1]。硫化氢作为一种环境毒素的历史可以追溯到1 700年，当时意大利医生在他的著作里描述了“下水道气体”导致工人的眼睛刺激和炎症，随后该气体被鉴定为硫化氢[3]。硫化氢是一种能直接溶于水的脂溶性气体分子。近年来众多证据表明，硫化氢是一种新型的气体递质，在机体中主要以两种形式存在，一种是硫化氢的形式(1/3)，另一种是钠盐化合物即硫氢化钠的形式(2/3)[5-6]。在哺乳动物的机体中，硫化氢的生成途径非常多，同时也可由食物来获取。硫化氢主要是由胱硫醚β-合酶(cystathionine β-synthase，CBS)、胱硫醚γ-裂解酶(cystathionine γ-lyase，CSE)、3-巯基丙酮酸硫基转移酶(3-mercaptopyruvate sulfurtransferase，MPST)等催化产生[5-7]。研究发现，硫化氢的生成酶在机体中广泛分布并有一定的特异性，如CBS在中枢神经系统、肝脏以及肾脏等脏器中呈现为高表达；CSE在心血管系统、肝脏、肾脏、胰岛等器官中呈现为高表达；MPST在中枢神经系统和血管内皮等中表现出高表达[1, 5]。

1.2 硫化氢的代谢特点 硫化氢在正常机体维持一个相对的稳态，通过甲基化、氧化以及呼气等方式来实现硫化氢的快速分解和排出。细胞质中的硫醇S-甲基转移酶可催化硫化氢发生甲基化，转变为甲硫醇和甲硫醚，线粒体中的硫化物-醌还原酶可催化硫化氢的氧化反应。体内产生的硫化氢可以硫酸盐、硫代硫酸盐等形式随尿液排出体外[4]。硫化氢也可以气体的形式经由呼吸系统快速排出体外[8]。

2.1 硫化氢对肝脏脂代谢的影响 肝脏是人体重要的脂质代谢器官，与脂质的分解、合成与转运等有关，以防机体脂质过多或过少从而引起脂质代谢异常[4]。其中最主要的是过多的甘油三酯(triglyceride，TG)聚集在肝脏内，导致肝细胞发生大泡性脂肪病变。有研究者应用“二次打击学说”进行解释，因胰岛素抵抗，血液中的游离脂肪酸水平升高，肝细胞合成TG增加，导致游离脂肪酸的摄取量也因此递增，大量的脂肪囤积于肝内引发脂肪变性[9]。资料显示，硫化氢可调节脂肪的摄取、利用和分解等，可通过调控胰岛素受体信号、过氧化物增殖体活化受体γ和钾离子通道等参与脂代谢的调节[10]。郑艳丽等观察肝病患者和健康人血中硫化氢、TG和胆固醇等的水平。结果显示：轻中重度肝病患者的硫化氢水平与健康人相比均显著下降，并且重度组低于中度组，中度组低于轻度组；轻中重度肝病患者的TG水平与健康人相比均显著上升，并且重度组TG水平高于中度组，中度组高于轻度组；轻中重度肝病患者的胆固醇水平与健康人相比均显著上升，轻中重度肝病患者间胆固醇水平有一些差异，但无统计学意义[11]。研究发现高甘油三酯血症患者的体重指数、血清TG和极低密度脂蛋白水平均显著高于正常对照组，而血清硫化氢水平明显低于正常对照组；并在动物实验中得到证实，这些数据表明了硫化氢作为脂质代谢调节器的重要性[12]。王智等[13]结果显示，外源性硫化氢可显著缓解高脂饲料致胖小鼠脂肪的堆积，降低血清中游离脂肪酸的水平。有研究探讨硫化氢对高脂饲养大鼠肝脏脂代谢的调节作用，结果发现给予硫化氢后与单纯高脂组相比，脂质沉积和肝小叶破坏减轻、总胆固醇荧光强度减弱、肝细胞内脂肪滴减少、肝细胞形态和结构有所恢复；提示外源性硫化氢对大鼠高脂饮食所致肝脏脂质代谢异常有明显改善作用。王红钢等研究硫化氢供体释放的外源性硫化氢对小鼠原代肝细胞内脂质自噬分解的影响。结果显示硫化氢组与模型组相比，肝细胞内自噬相关蛋白的荧光颗粒和蛋白表达量增加，自噬溶酶体数量和细胞内空泡增多；提示外源性硫化氢可促进脂肪变性肝细胞内脂质的自噬分解[14]。

2.2 硫化氢对非酒精性脂肪性肝病的影响 在人们生活习惯、饮食结构剧变的影响下，非酒精性脂肪性肝病逐渐成为了目前临床中常见的慢性肝脏疾病。文献显示，全球大约有25%的成年人患有非酒精性脂肪性肝病[15]。非酒精性脂肪性肝病是一种与胰岛素抵抗、肥胖、遗传易感性均有关的急性肝损伤疾病，常规情况下，患者并无习惯性饮酒，临床上无特异性表现，可持续发展为非酒精性脂肪性肝炎，部分患者甚至还可进展为肝硬化、肝癌等肝脏疾病的终末期[16]。非酒精性脂肪性肝病的发生发展与硫化氢密切相关，有研究显示硫化氢能通过腺苷酸活化蛋白激酶-mTOR途径来实现对肝脏自噬能力的激活，促使小鼠血清中TG水平迅速下降，从而较好的控制非酒精性脂肪性肝病的发展[12]。高甘油三酯血症患者与正常对照组相比血清硫化氢水平降低，而TG水平增高[12]。敲除腺苷酸活化蛋白激酶后，硫化氢激活自噬的作用被阻断，小鼠血清TG水平出现了显著升高，表明硫化氢能增强肝细胞的自噬能力，提升对血清TG的清除作用，进而达到对非酒精性脂肪性肝病的预防和控制[12]。郑艳丽等将45例非酒精性脂肪性肝病患者根据脂肪肝程度分为轻中重3组，20例健康体检者为对照组。结果显示：轻度组、中度组、重度组的硫化氢水平与对照组相比均显著下降，并且重度组硫化氢水平低于中度组，中度组低于轻度组；而TG水平轻度组、中度组、重度组与对照组相比均显著上升，并且重度组TG水平高于中度组，中度组TG水平高于轻度组[11]。在硫化氢合成过程中，MPST是一种关键的调节酶，在非酒精性脂肪性肝病患者肝脏组织以及高脂饮食小鼠肝脏中，MPST均呈现显著的高表达。有研究者发现抑制MPST的作用是显著增强硫化氢的生成，而MPST的过度表达则显著抑制硫化氢的生成。肝细胞内游离脂肪酸可上调MPST的表达，MPST的过度表达会导致CSE/硫化氢途径受到抑制，从而迅速减少机体中内源性硫化氢的生成，推动肝脏氧化应激反应以及C-Jun末端磷酸化反应，加速肝脏病变[17]。同时观察了19个健康肝移植供体成人和行肝脏活检的37个非酒精性脂肪性肝病患者，结果发现患者肝脏中游离脂肪酸增加，循环中游离脂肪酸浓度升高。实验显示患者脂肪变性肝细胞胞浆内MPST蛋白表达明显高于健康对照组，并且脂肪变性面积与肝脏MPST表达呈正相关。提示肝脂肪变性与非酒精性脂肪性肝病中游离脂肪酸诱导的MPST上调有关[17]。另有研究显示，浒苔多糖治疗可显著增加高脂饮食大鼠血清的硫化氢水平并降低TG水平，增加肝脏CBS的表达。CBS作为硫化氢非常重要的生成酶，其增加能加速内源性硫化氢的合成，进而达到对血清中TG的控制，因此实现对非酒精性脂肪性肝病发展的控制与改善[18]。结合前期的研究成果来看，硫化氢能较好地预防和改善非酒精性脂肪性肝病的发生发展。

2.3 硫化氢对门脉高压的影响 门脉高压主要是门静脉系统血流动力学发生了变化，多表现为门脉压力显著升高同时伴有门脉系统血流量迅速增加为主要临床特点的一种综合征，是肝硬化的临床表现之一[19]。硫化氢在机体中能较好的舒张血管平滑肌，扩张血管，改善循环。近年来大量的研究表明，硫化氢在肝硬化发生发展以及门脉高压中均有保护作用。在四氯化碳诱导的肝硬化动物模型中，动物CSE的整体表达量持续下降，肝内血管阻力出现了显著的持续上升，而进行硫化氢干预后，肝内血管阻力迅速上升的情况得到了明显控制。钱静蓉等[20]临床研究显示，肝硬化门脉高压患者的血浆硫化氢水平明显低于健康对照组的水平。在肝硬化早期，内源性硫化氢作为气体分子被消耗，导致肝脏产生更多的Ⅰ型和Ⅲ型胶原，加速了肝脏纤维化进程。研究也显示肝硬化患者血清中硫化氢浓度明显低于健康对照组，且随肝功能受损程度进行性降低。张永健等测定的血中硫化氢结果显示，肝硬化失代偿期患者[21]。临床资料显示，门脉高压患者血浆硫化氢的含量明显低于正常群体，不同肝功能Child分级的门脉高压患者其血浆硫化氢的含量也不同，与门静脉管径呈现负相关，表明随着门脉高压的持续上升，患者体内的硫化氢浓度可能会持续下降。为探讨内源性硫化氢与门脉高压的关系及其对血管平滑肌细胞的影响，根据胆红素和白蛋白水平、凝血酶原时间、腹水和肝性脑病对门静脉高压患者进行Child-Pugh评分。结果发现，门脉高压患者的内源性硫化氢水平显著低于健康对照组，病情越重，血浆中的硫化氢水平越低，与门静脉直径和Child-Pugh评分呈负相关。结合动物实验提示硫化氢剥夺可能通过减少门静脉平滑肌细胞凋亡及增加病理性血管重建，参与肝硬化相关门脉高压的发生、发展和恶化[22]。上述研究资料提示，硫化氢可促进肝脏血管舒张、诱导门静脉平滑肌细胞凋亡和改善病理血管重建，对门脉高压有一定的防治作用。

2.4 硫化氢对肝纤维化的影响 肝纤维化是肝细胞在发生炎症刺激或坏死时，肝脏内纤维结缔组织发生异常增生的一种病理过程，是多种慢性肝脏疾病的共同中间环节，其持续恶化会逐步发展成肝硬化，甚至肝癌[23-25]。在肝纤维化动物模型中血浆硫化氢的含量出现了明显的下降，给予外源性硫化氢补充后，纤维化的肝组织出现了不同程度的改善或逆转，提示硫化氢有抑制肝纤维化的作用[26]。研究发现DL-炔丙基甘氨酸(注射CSE酶抑制剂)组肝纤维化程度和血浆中硫化氢含量明显高于肝纤维化模型组，而外源性硫化氢组血管紧张素Ⅱ 1型受体表达、肝纤维化指标和血浆中硫化氢含量均明显低于肝纤维化模型组。表明在肝纤维化发生发展过程中，补充硫化氢可控制病情，这可能是硫化氢进入机体后，能够对血管紧张素Ⅱ 1型受体的表达进行调控，进而缓解肝纤维化的进程[27]。赵世印等研究药物对慢性乙型肝炎肝纤维化患者硫化氢浓度的影响。治疗组给予阿德福韦酯联合肝康Ⅱ号，对照组给予阿德福韦酯联合安络化纤丸，另设健康对照组。研究发现慢性乙型肝炎肝纤维化患者存在硫化氢水平下降，治疗48周后治疗组、对照组血浆硫化氢水平均上升，但与健康对照组的水平仍有差异，说明慢性乙型肝炎肝纤维化患者通过肝康Ⅱ号联合抗病毒药物治疗提高了患者体内硫化氢的水平从而抑制肝星状细胞活化，缓解肝纤维化[28]。从上述研究结果来看，一定浓度的硫化氢可发挥抗肝纤维化的作用。

2.5 硫化氢对肝脏氧化应激的影响 机体出现氧化应激是氧化与抗氧化反应相互作用失衡的结果，可造成蛋白质分泌增加，中性粒细胞浸润，并产生大量氧化中间产物。研究表明，氧化应激与非酒精性脂肪性肝病、肝纤维化等有紧密的联系。如有人研究非酒精性脂肪性肝病患者体内酶和非酶抗氧化剂、氧化还原稳态和氧化损伤的变化。结果发现早期和晚期非酒精性脂肪性肝病患者血中超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶、谷胱甘肽还原酶活性及还原型谷胱甘肽、丙二醛、DNA和RNA氧化损伤等水平均显著高于对照组[29]。资料显示，硫化氢可清除活性氧，上调内源性抗氧化系统，发挥抗氧化应激与保护组织的作用[30]。硫化氢在线粒体损伤后有保护氧化呼吸链、稳定细胞色素C氧化酶活性及氧化磷酸化反应的作用，从而保证ATP的生成[31]。赵世印等研究肝康Ⅱ号对慢性乙型肝炎肝纤维化患者硫化氢浓度的影响。结果发现慢性乙型肝炎肝纤维化患者硫化氢水平下降，治疗后血浆硫化氢水平上升。乙型肝炎病毒是诱发肝纤维化的启动因素，而硫化氢可提高抗氧化能力，从而减少氧化应激损伤，起到抗肝纤维化的作用[28]。有人研究硫化氢对大鼠甲氨蝶呤肝毒性的作用及可能机制。甲氨蝶呤是一种常用的抗癌免疫抑制剂，可引起氧化应激、炎症和细胞凋亡等肝毒性。结果显示，硫化氢能显著降低大鼠血清丙氨酸氨基转移酶、肝细胞丙二醛、白细胞介素-6、核因子κB p65、细胞色素C等水平，减轻甲氨蝶呤大鼠肝组织的病理损伤，显著增加大鼠肝脏总抗氧化能力和内皮型一氧化氮合酶；表明硫化氢通过抗氧化应激、抗炎、抗凋亡等途径发挥肝保护作用[32]。由此可知，硫化氢可能通过调控肝脏氧化应激反应，从而达到对肝细胞的保护。

综上所述，随着对硫化氢的深入了解，其对肝脏的保护作用逐渐受到关注，例如硫化氢可参与肝脏脂代谢，调控非酒精性脂肪性肝病的发生发展，改善门脉高压、肝纤维化、氧化应激等，尽管其机制尚不完全清楚，但为今后的研究和防治提供了方向。目前已有一些硫化氢补充方法，如食物、药物等，但硫化氢容易受到影响，并且大剂量具有毒性。因此，在将来应加强对有效外源性硫化氢补充方法和剂量的研究，掌握其在机体中的作用机制，在为患者提供疾病治疗的同时，最大程度上降低其不良反应，为临床治疗肝脏相关疾病提供思路和方法。

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中图分类号: R363；R575

文献标志码:A

文章编号:1004-583X(2019)12-1127-04

doi:10.3969/j.issn.1004-583X.2019.12.015

基金项目：国家自然科学基金----肝X受体的选择性调控对脑内Aβ的影响及其机制研究(81100242)；河北医科大学教育教学研究课题----病理生理学基础与临床思维(2016YB-22)；河北医科大学大学生创新性实验项目课题----PBL教学在河北医科大学临床医学生培养中的作用(USIP2019320)

通信作者：李淑琴，Email：[email protected]

收稿日期:2019-12-02

编辑:武峪峰