极低热量生酮饮食对代谢功能障碍相关脂肪性肝病及循环生物标志物的短期影响：一项配对纵向分析

《Nutrients》：Short-Term Changes in Metabolic Dysfunction-Associated Steatotic Liver Disease (MASLD) and Related Circulating Biomarkers Following a Very-Low Calorie Ketogenic Diet (VLCKD): A Paired Longitudinal Analysis

　　

背景：代谢功能障碍相关脂肪性肝病（MASLD）是全球最常见的慢性肝病，其患病率持续上升，尤其在肥胖人群中更为显著。生活方式干预仍是MASLD管理与治疗的一线方案，其中最广泛推荐的饮食模式为地中海饮食（MedDiet）。尽管该饮食模式益处众多，但在某些情况下难以坚持。本研究旨在评估为期8周的极低热量生酮饮食（VLCKD）对合并肥胖的MASLD患者的影响。方法：本研究纳入55例年龄18–64岁的肥胖成人，受试者招募自意大利巴里“Saverio de Bellis”研究医院国家胃肠病研究所肥胖与代谢性疾病营养中心。研究人员在基线（T0）及干预后（T1）分别评估了人体测量学指标、身体成分（BIA）、肝脏状态（FibroScan?）、血清生化指标及脂肪功能障碍相关循环生物标志物。结果：肝脏脂肪变性（受控衰减参数CAP，p < 0.0001）、肝脏硬度（p = 0.0005）、人体测量学参数（腰围，p < 0.0001）及身体成分（脂肪量FM，p < 0.0001）均出现显著改善。同时观察到瘦素水平显著降低，性激素结合球蛋白（SHBG）水平升高（p < 0.0001）。结论：在这项非对照的前后分析中，8周VLCKD干预与肥胖合并MASLD成人患者的肝脏脂肪变性、体重、脂肪量及部分脂肪组织功能障碍循环生物标志物的改善相关。

一、研究背景与问题

代谢功能障碍相关脂肪性肝病（MASLD）是2023年引入的新命名，用以替代既往的非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）术语，旨在强调代谢综合征与肝脏脂肪变性之间的密切关联，后者被视为代谢综合征在肝脏的表现。MASLD目前影响全球25%至33%的人口，是最常见的慢性肝病。其定义要求存在肝脏脂肪变性，同时合并一项或多项代谢危险因素，如超重或肥胖、高血压、2型糖尿病、空腹高血糖及胆固醇升高，且需排除显著饮酒。MASLD标志着一个疾病谱系的起点，可从单纯肝脏脂肪变性进展为代谢功能障碍相关脂肪性肝炎（MASH）、纤维化、肝硬化乃至MASH相关的肝细胞癌（HCC）。MASLD还与心血管事件、慢性肾脏病、肝内外恶性肿瘤及终末期肝病风险增加相关，其全球死亡率在过去十年持续上升。

肥胖人群中MASLD患病率显著更高，报道显示肥胖者中患病率约80%，而正常体重者仅约16%。肥胖以全身性炎症状态为特征，通过多种生化及代谢机制影响肝脏，促进脂肪沉积。内脏脂肪组织（VAT）在此过程中发挥核心作用，可产生并分泌多种脂肪因子。脂肪组织现已被充分认定为内分泌器官，其分泌的生物活性肽可对包括肝脏在内的多器官产生影响，参与调节糖脂代谢、改善胰岛素抵抗并维持整体稳态。肝脏与脂肪组织之间的相互作用在MASLD等代谢性疾病的发生中起关键作用，例如FGF21-脂联素轴、瘦素、内脂素等均参与其中。

尽管针对MASLD的药物疗法讨论日益增多，一线干预仍为非药物性生活方式改变。研究显示，通过健康饮食和积极生活方式实现5%的体重下降即可改善肝脏脂肪堆积、胰岛素敏感性和血糖谱。地中海饮食（MedDiet）被推荐用于MASLD管理，其富含抗氧化物质、单不饱和脂肪酸、膳食纤维及高生物价值蛋白质，有助于对抗与脂肪变性相关的氧化应激和炎症。然而，MedDiet存在一定局限性：特级初榨橄榄油（EVOO）、新鲜产品和鱼类成本较高，影响可负担性；即便整体健康，过量摄入其典型食物仍可导致热量超标和体重增加；此外，对于地中海地区以外人群，因社会文化习惯差异，坚持该饮食模式亦具挑战性。

极低热量生酮饮食（VLCKD）可能成为减重及MASLD管理的潜在有效替代方案。该饮食每日提供低于800千卡热量，蛋白质摄入正常，碳水化合物含量低而脂肪含量高，通过将主要能量来源从碳水化合物转向脂肪，使肝脏产生酮体。VLCKD最初用于治疗肥胖，在MASLD管理中也显示出有前景的结果。但目前科学文献尚不足以确定哪种饮食模式在MASLD管理及其向更晚期病理阶段进展中最为有效。本研究旨在评估VLCKD对肥胖合并MASLD患者肝脏及代谢谱的影响。

二、研究设计与主要结论

研究人员开展了一项回顾性二次分析，使用来自注册临床研究NCT05477212的前瞻性收集数据及生物样本。研究在意大利巴里“Saverio de Bellis”研究医院国家胃肠病研究所肥胖与代谢性疾病营养中心进行，纳入55例肥胖成人（BMI ≥ 30 kg/m²），年龄18–64岁。排除标准包括1型糖尿病、严重心血管或呼吸系统疾病、胃肠疾病、慢性肾病、精神疾病、妊娠或哺乳期、进食障碍、物质滥用、活动性感染及罕见代谢或遗传疾病；过量饮酒（女性>20 g/天，男性>30 g/天）亦为排除标准。受试者招募始于2022年7月，止于2023年12月。所有纳入分析的受试者均在基线（T0）及8周VLCKD干预后（T1）接受评估。饮食方案由营养师根据患者习惯、生活方式、人体测量参数及BIA测定的每日能量消耗制定，每日总热量低于800千卡，碳水化合物摄入30–50 g/天，脂肪摄入20–30 g/天（主要来源于坚果和特级初榨橄榄油等植物来源），蛋白质摄入为每公斤理想体重1.2–1.4 g/天，并建议每日饮水至少2升，整个干预期间补充微量营养素以预防营养缺乏。

研究得出以下主要结论：8周VLCKD干预与肝脏脂肪变性（CAP显著降低）、肝脏硬度（E显著降低）、体重及脂肪量显著下降、多种脂肪组织功能障碍相关循环生物标志物改善显著相关，其中瘦素降幅最大，性激素结合球蛋白（SHBG）显著升高，提示脂肪组织内分泌活性和整体代谢稳态的改善。

三、主要关键技术方法

研究人员采用了以下关键技术方法：人体测量学参数测定，使用经校准的同一套体重秤和身高计测量体重、身高、腰围及颈围并计算BMI；生物电阻抗分析（BIA），采用单频生物阻抗分析仪（BIA-101，50-kHz频率，Akern Bioresearch，意大利佛罗伦萨），由专业营养师按欧洲临床营养与代谢学会（ESPEN）指南执行，使用Akern软件（Bodygram^? Dashboard）计算身体成分参数；肝脏脂肪变性与纤维化评估，采用瞬时弹性成像技术（FibroScan^? Expert 630，Echosen Italia SRL，意大利维罗纳），在至少禁食六小时后由经过培训的操作人员从右肝叶测量肝脏硬度（kPa）及受控衰减参数（CAP，dB/m），数据质量要求包括至少10次有效测量且四分位距小于中位数的30%；血清生化分析，使用COBAS 8000自动分析仪（ROCHE Diagnostic SPA，意大利蒙扎）测定多项生化指标，HbA1c采用自动毛细管电泳系统（Capillarys 3 OCTA，Sebia Italia S.r.l.）测定，血细胞计数采用荧光流式细胞术（Sysmex XT-1000，Dasit）测定，肾小球滤过率采用CKD-EPI公式估算；特定肝因子及脂肪因子的定量测定，采用酶联免疫吸附测定法（ELISA），包括卵泡抑素、抵抗素、SHBG、趋化素、PAI-1、内脂素、FGF-21、RBP4、瘦素和脂联素（Human ELISA kit，Invitrogen，奥地利维也纳），血清自分泌运动因子（ATX）采用ELISA试剂盒（Human ENPP-2/Autotaxin Immunoassay ELISA kit，R&D SYSTEM，Bio-techne，美国明尼阿波利斯）测定，溶血磷脂酸（LPA）采用ELISA试剂盒（Human Lysophosphatidic Acid ELISA kit，Cusabio，美国休斯顿）测定；统计分析方法，采用Wilcoxon配对符号秩检验评估干预前后变化，缺失值采用链式方程多重插补（MICE）处理，使用预测均值匹配（PMM）及五个最近邻（k=5），生成50个插补数据集，配对变化量以Cohen's d量化，多重比较采用Benjamini–Hochberg程序控制错误发现率（FDR），并进行了探索性Spearman秩相关分析。样本队列来源为意大利巴里“Saverio de Bellis”研究医院国家胃肠病研究所肥胖与代谢性疾病营养中心。

四、研究结果

1. 1.
   临床、人体测量、身体成分及生化参数变化

干预后收缩压和舒张压均显著降低（均p < 0.0001）。人体测量指标显著改善，包括体重、BMI、腰围和颈围下降（均p ≤ 0.002）。身体成分分析显示脂肪量（FM）、去脂体重（FFM）、体细胞量（BCM）、总体水（TBW）和细胞外水（ECW）显著减少，电阻（RZ）增加；反应性（XC）、相位角（PhA）和基础代谢率（BMR）无显著变化，体细胞量指数（BCMI）呈边缘性降低（p = 0.05）。代谢参数方面，空腹血糖、糖化血红蛋白（HbA1c）、空腹胰岛素、HOMA、总胆固醇、LDL胆固醇、HDL胆固醇和甘油三酯均显著降低（均p < 0.01）。血清磷和钠显著升高，血清铁显著降低。肌酐小幅但显著升高，估算肾小球滤过率（eGFR）虽统计学显著差异但临床保持稳定。总蛋白、钾、钙和白蛋白无显著变化。甲状腺功能方面，FT3显著降低而FT4升高，TSH不变，抗甲状腺过氧化物酶抗体（anti-TPO）呈边缘性升高（p = 0.05）。睾酮显著升高，催乳素、维生素D、完整甲状旁腺激素和NT-proBNP无显著变化。血液学分析显示红细胞计数和血红蛋白小幅但显著升高，血小板计数、白细胞计数、绝对淋巴细胞计数和绝对嗜碱性粒细胞计数显著降低。

1. 2.
   肝脏相关参数变化

VLCKD干预后血清尿酸显著升高（p = 0.0001），γ-谷氨酰转移酶（GGT）显著降低（p < 0.0001）。C反应蛋白（CRP）出现小幅但统计学显著的变化（p = 0.04），但中位数仍在正常范围内。天冬氨酸氨基转移酶（AST）、丙氨酸氨基转移酶（ALT）和铁蛋白无显著变化。FibroScan评估显示干预后肝脏状态显著改善：受控衰减参数（CAP）显著降低（p < 0.0001），肝脏硬度（E）亦显著降低（p = 0.0005），表明肝脏脂肪变性显著改善，肝脏硬度亦有小幅但显著的下降。

1. 3.
   循环生物标志物变化

性激素结合球蛋白（SHBG）在干预后显著升高（p < 0.0001）。多项与脂肪组织功能障碍、炎症和代谢调节相关的生物标志物显著降低，包括趋化素（p = 0.005）、纤溶酶原激活物抑制剂-1（PAI-1）（p = 0.01）、成纤维细胞生长因子21（FGF-21）（p = 0.02）、视黄醇结合蛋白4（RBP4）（p = 0.006）和瘦素（p < 0.0001）。其中瘦素降幅最大，表明VLCKD后脂肪组织内分泌活性显著改善。卵泡抑素、抵抗素、内脂素、脂联素、溶血磷脂酸（LPA）和自分泌运动因子（ATX）无显著变化（均p > 0.05）。总体而言，生物标志物谱表现为多种参与脂肪组织功能障碍、胰岛素抵抗和肝脏代谢的介质显著降低，同时SHBG显著升高，提示VLCKD干预后代谢稳态整体改善。

1. 4.
   火山图分析

火山图显示，受控衰减参数（CAP）和瘦素表现出最大的效应量（Cohen's d均< ?1.4）和最强的统计学显著性（均p < 0.0001），表明肝脏脂肪变性和脂肪组织相关内分泌活性显著改善。RBP4、PAI-1、趋化素和FGF-21亦显著降低，但效应量较小至中等。SHBG表现出最大的正向效应量（Cohen's d >≈ 0.55）和最强的统计学显著性。脂联素、内脂素、LPA、ATX、卵泡抑素和抵抗素在多重检验校正后无统计学显著变化。

1. 5.
   相关性分析

Spearman相关分析显示，三个分析条件下（基线、干预后、变化量之间）的相关结构总体保持相对稳定，大多数成对关联为弱至中等强度。瘦素始终表现出最强的负相关，尤其与RBP4和FGF-21呈中等至强负相关。脂联素、趋化素、PAI-1和内脂素等脂肪组织功能障碍及代谢调节相关标志物之间观察到中等正相关。CAP与循环生物标志物主要呈弱相关，仅少数达到名义显著。SHBG、LPA和ATX与其余标志物的相关性普遍较弱。干预后整体相关网络变化有限，这些探索性分析结果应谨慎解读。

五、讨论与结论

讨论部分指出，本研究评估了8周VLCKD对肥胖合并MASLD患者的代谢及肝脏效应。与既往研究一致，VLCKD治疗后CAP显著降低，这种肝脏保护效应可能归因于碳水化合物和热量限制触发的生酮作用，以及胰岛素抵抗的改善。CAP降低与显著体重下降和严格膳食能量及碳水化合物限制同步发生。由于研究为非对照设计，无法确定体重下降、热量限制、碳水化合物限制、酮症或VLCKD其他组分对肝脏脂肪变性改善的相对贡献。肝脏硬度（E）的降低提示该饮食模式可能亦适用于MASLD的下一阶段MASH，但此假设需进一步研究。血生化方面，尿酸升高是酮症本身的后果，与酮体蓄积时URAT1对尿酸盐的重吸收有关，但多数情况下为一过性；铁水平降低亦可能为VLCKD诱导的营养性酮症的直接效应。甲状腺激素变化与既往VLCKD研究一致，FT3降低和FT4升高提示该饮食模式诱导碘甲状腺原氨酸脱碘酶活性降低。人体测量参数和脂肪量（FM）改善明显，去脂体重（FFM）小幅减少，与其他用于MASLD管理的饮食方案一致。研究未直接测量内脏脂肪组织（VAT），腰围降低可能提示腹部肥胖改善，但腰围仅为替代指标。脂肪组织功能障碍被视为MASLD发病的起始阶段，VLCKD改善胰岛素敏感性后，多个方面随之改善，包括血糖、糖化血红蛋白、总胆固醇、LDL胆固醇、甘油三酯和GGT显著降低，而AST和ALT无统计学显著变化。瘦素水平降低与文献一致，提示脂肪组织内分泌-炎症平衡改善。SHBG升高可能与肝脏脂肪变性改善相关，有研究估计血清SHBG升高中约20%由肝内脂肪减少介导。

研究局限性包括：研究时长相对较短，无法评估代谢获益的长期维持；肝脏硬度未通过组织学评估，瞬时弹性成像来源的肝脏硬度变化不能解释为肝纤维化消退证据；样本量较小限制结果普适性；缺乏对照组，前后设计无法将观察到的变化因果归因于VLCKD，亦无法区分体重下降、热量限制、碳水化合物限制、酮症及干预其他组分的效应；未纳入地中海饮食对照组，无法得出VLCKD与地中海饮食比较疗效的结论；缺乏双能X射线吸收法（DEXA）身体成分数据，无法区分内脏和皮下脂肪组织。

研究结论指出，生活方式改变仍是治疗MASLD的主要干预手段。在这项非对照的前后研究中，8周VLCKD干预与肥胖合并MASLD成人患者的体重、肝脏脂肪变性、身体脂肪及部分循环代谢功能障碍生物标志物的改善相关。由于未纳入对照组或地中海饮食比较组，这些发现不能确立VLCKD特异性效应或与MedDiet的比较疗效。VLCKD是否可作为特定MASLD患者的替代饮食策略，需在具有充分检验效能、含适当饮食对照的随机对照试验中评估。此外，VLCKD并非营养均衡的饮食模式，其特征为高脂肪和低碳水化合物摄入，可能导致血浆总胆固醇和甘油三酯水平升高，应特别注意脂肪选择，优先选择不饱和脂肪如EVOO和坚果。水果和蔬菜摄入受限可能引起便秘等副作用，其他潜在副作用包括一过性低血糖、口臭、高尿酸血症和胃肠道不适，可通过结构化方案和适当的临床及实验室监测有效管理。因此，建议在医生或医疗保健专业人员的密切监督下采用VLCKD。