非酒精性脂肪性肝病(Nonalcoholicfattyliverdisease,NAFLD)，已成为我国重大慢性肝病和代谢性疾病。NAFLD包括早期的单纯性脂肪肝(Nonalcoholicfattyliver,NAFL)和进展期的脂肪性肝炎(Nonalcoholicsteatohepatitis,NASH)。与NAFL相比，NASH患者伴有持续性肝脏炎症和损伤，易进一步发展为肝纤维化，肝硬化甚至肝癌，预后和结局较差。然而截至目前，NAFL向NASH转变的分子机制尚未完全阐明。此外，NASH诊断金标准仍是肝脏穿刺活检，但患者依从性不高，无创诊断生物标志物有待进一步探索和明确。
年12月2日，上海交通大学医医院，安徽医院和温州医院等课题组在LifeMetabolism杂志上发表题为Amulti-omiclandscapeofsteatosis-to-NASHprogression的合作论文。利用NAFL和NASH小鼠模型的多组学检测和临床样本的验证，该研究不仅鉴定出NAFL向NASH转变的分子特征，同时发现了可用于NASH无创诊断的潜在生物标志物。
首先，作者构建了高脂高胆固醇高果糖饮食（Highfatdietcontaininghighcholesterolandhighfructose,HFHC）喂养12周和28周的小鼠（图1）。肝脏病理检测和基因表达结果显示，HFHC12周小鼠仅表现为肥胖和肝脏脂质沉积，程度与常用的高脂饮食(Highfatdiet,HFD)12周小鼠相似，但并无明显的肝脏炎症和损伤；而HFHC28周小鼠呈现出典型的肝脏炎症和损伤，伴有肝纤维化的发生。因此，可将HFHC12周和28周小鼠分别视为NAFL和NASH模型。接着，研究者对NAFL和NASH小鼠及同龄正常对照小鼠的肝脏和血浆开展了多组学检测，包括转录组学，蛋白质组学，非编码RNA和代谢组学等，进而通过交集分析，筛选出NASH特有而NAFL尚未发生改变的基因，蛋白，非编码RNA和血浆代谢物，提示这些‘特有分子’可能在NAFL向NASH转变过程中，发挥着重要的调节作用。
图1：本研究总体思路和方案。
基于转录组学检测，研究者筛选到分泌因子–生长分化因子3（Growthdifferentiationfactor3,GDF3）的差异表达。实验结果表明，GDF3的肝脏表达和血浆含量在NAFL小鼠均无明显改变，而在NASH小鼠显著升高（图2）。在胆碱缺乏高脂饮食(CD-HFD)、蛋氨酸胆碱缺乏饮食(MCD)引起的NASH模型中，肝脏GDF3也显著上调（图2），证实是NASH模型共同的分子特征。此外，结合单细胞测序数据库，研究者们发现GDF3主要富集于肝脏Kupffer细胞和巨噬细胞，提示与肝脏炎症激活相关。
图2：NASH小鼠肝脏GDF3表达和血浆GDF3含量显著升高。
随后，作者在人群队列证实，同健康对照和NAFL患者相比，NASH患者血浆GDF3含量特异性升高，同肝脏病理程度（NAS评分、脂肪变性、气球样变和小叶炎症等），及谷丙转氨酶和谷草转氨酶等，均呈现很好的正相关性（图3）。通过计算AUROC发现，血浆GDF3含量对NASH患者具有很好的诊断效能(AUROC=0.90)。当血浆GDF3阈值切点设定在26.5ng/ml时，诊断NASH的敏感性高达90.7%，特异性高达86.4%。此外，研究者分析了其他肝脏疾病的基因表达数据库，结果显示：酒精性肝病、自身免疫性肝炎、药物性肝损伤和乙肝病毒感染等患者，肝脏GDF3表达均无明显改变（图3）。由此提示，肝脏GDF3表达升高可能是NASH患者特有的分子特征，进一步支持其作为NASH诊断指标的可能性。
图3：探索血浆GDF3含量作为NASH的无创诊断指标。
综上所述，作者系统检测和报道了NAFL向NASH转变的分子变化，包括基因，蛋白，非编码RNA和血浆代谢物等。相关原始数据已上传至公共数据库，供读者和研究者使用。与此同时，该论文探索了分泌因子GDF3在NASH无创诊断中的应用，不仅丰富了NASH病理生理学机制，也为疾病的诊疗提供了新型标志物和干预靶点。