吳桃梨,王彤,祝開思
(1 南方醫(yī)科大學研究生學院,廣州510515;2 中國人民解放軍第三〇五醫(yī)院)
糖尿病腎病(DN)是糖尿病常見的微血管并發(fā)癥之一,也是全球終末期腎病(ESRD)的主要原因。目前控制高血糖、高血壓和血脂異常是DN的主要治療策略,然而這些風險的管理不足以預防DN的進展。為此,如何防治與延緩DN的持續(xù)進展已成為當前的研究熱點。導致DN病理改變的機制尚未完全了解,但其發(fā)病的重要機制是高血糖引起的腎損傷和DN的氧化應激、炎癥、纖維化和細胞凋亡[1],代謝和血流動力學的刺激、血管活性因子的不平衡也導致糖尿病患者腎損傷的進展。鈉-葡萄糖協(xié)同轉(zhuǎn)運蛋白(SGLTs)是一類在小腸黏膜和腎近曲小管中發(fā)現(xiàn)的葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白家族,目前發(fā)現(xiàn)SGLTs家族共有12個成員;其中最重要的是SGLT1和SGLT2,兩者有59%的基因序列相同[2]。SGLT1主要表達于小腸上皮細胞刷狀緣,在腎臟等組織也有少量表達,腸道中SGLT1主要負責膳食中的葡萄糖吸收;腎臟中SGLT1是高親和力、低轉(zhuǎn)運力的轉(zhuǎn)運蛋白,位于近曲小管S3段,只有10%的葡萄糖經(jīng)SGLT1重吸收[3,4]。SGLT2是低親和力、高轉(zhuǎn)運力的轉(zhuǎn)運蛋白,主要分布于近曲小管S1段,約90%以上的葡萄糖經(jīng)SGLT2重吸收[3,4]。SGLT2抑制劑作為一種新型的降糖藥物,不僅降糖作用顯著,還能改善胰島素敏感性,降低了高糖毒性,且其低血糖發(fā)生風險低。研究表明,SGLT2抑制劑除了能有效降低血糖和糖化血紅蛋白外,還能減輕體質(zhì)量、降低血壓、降低尿酸、改善腎小球超濾過、抗炎、抗氧化應激和改善腎小球病理學改變等,進而實現(xiàn)腎臟保護作用。現(xiàn)就SGLT2抑制劑對糖尿病的腎臟保護作用研究進展綜述如下。
根據(jù)2014年版《糖尿病腎病防治專家共識》建議,DN是指由糖尿病引起的慢性腎病,包括腎小球濾過率(eGFR)<60 mL/(min·1.73 m2)或尿白蛋白/肌酐比值(UACR)>30 mg/g持續(xù)超過3個月[5]。在DN患者所有臨床表現(xiàn)中,蛋白尿是最重要的表現(xiàn)。在DN早期,可表現(xiàn)為間歇性、微量尿蛋白;在病程后期,常表現(xiàn)為持續(xù)性、大量尿蛋白。多項研究發(fā)現(xiàn),糖尿病患者嚴格控制血糖可以顯著減少尿蛋白,降低終末期腎病的發(fā)生風險[6]。Kohan等[7]研究發(fā)現(xiàn),CKD 3期患者使用達格列凈治療后其UACR降低。對這項研究進行析因分析,F(xiàn)ioretto等[8]評估了在基線時達格列凈對微量尿蛋白或大量尿蛋白患者UACR的影響。從第1周開始,UACR明顯減少;在104周時,安慰劑校正后達格列凈5 mg和10 mg治療者UACR分別減少了43.8%和57.2%。在調(diào)整血壓、糖化血紅蛋白和表皮生長因子受體的變化后,UACR的減少無明顯變化,表明達格列凈有獨立、直接的腎保護作用。另一研究中,CKD 3期患者在使用卡格列凈治療52周后,在卡格列凈100、300 mg和安慰劑治療者UACR中位數(shù)變化分別為-16.4%、-28.0%和19.7%[9]。以上實驗提示,SGLT2抑制劑可能減少糖尿病患者的尿蛋白并延緩DN的進展,對腎臟具有保護作用。
高血壓是糖尿病的常見合并癥,也是DN的危險因素,高血壓能加重腎臟結(jié)構(gòu)和功能的破壞。一項關(guān)于高血壓人群的Meta分析指出,嚴格控制血壓組與不嚴格組比較,尿蛋白下降約10%,表明血壓控制良好能延緩腎功能的損害[10]。與此同時,肥胖不僅是糖尿病、高血壓、冠心病和胰島素抵抗(IR)的高危因素,亦能加重DN的損害。因此,控制體質(zhì)量是糖尿病患者管理的重點,控制體質(zhì)量有助于控制血糖,并能改善IR和胰島功能。一些報告表明,體質(zhì)量減輕可能占觀察到的血壓下降的28%~40%[11]。臨床研究提示,eGFR 30~60 mL/(min·1.73 m2)的患者,在現(xiàn)有的降糖藥物治療基礎上,達格列凈治療24周后,體質(zhì)量較基線明顯下降(安慰劑組、達格列凈5 mg和10 mg組體質(zhì)量變化分別為0.21 kg、-1.54 kg和-1.89 kg);此外,服用達格列凈10 mg的患者在52周時收縮壓和舒張壓分別下降6.73、2.91 mmHg[7]。另一項隨機對照臨床研究中,2型糖尿病患者使用卡格列凈治療52周后,卡格列凈100 mg和300 mg分別降低收縮壓5.5 mmHg和6.7 mmHg,分別降低舒張壓0.7 mmHg和1.0 mmHg[9]。一項Meta分析表明,卡格列凈在減輕體質(zhì)量、降壓方面明顯優(yōu)于安慰劑組,且與藥物劑量相關(guān)[12]。以上研究表明,SGLT2抑制劑不僅能降低血壓,也能減輕體質(zhì)量。
Dehghan等[13]研究發(fā)現(xiàn),高尿酸血癥是糖尿病的獨立危險因素,高尿酸血癥對糖尿病人群的歸因危險度為0.24。高尿酸血癥與DN發(fā)展有關(guān),阻止尿酸的產(chǎn)生可以保護腎臟腎小管間質(zhì)損傷[14]。SGLT2抑制劑可以降低10%~15%的尿酸水平[15]。Chino等[16]研究發(fā)現(xiàn),使用魯格列凈5、10 mg治療的第1天血尿酸水平分別下降1.39、1.33 mg/dL,第3天血尿酸水平分別下降1.76、1.71 mg/dL,且尿酸排泄率增加。其原因可能是SGLT2抑制劑使尿液中葡萄糖水平增加,尿液中D-葡萄糖抑制腎小管上皮細胞葡萄糖轉(zhuǎn)運體(GLUT)9的功能,從而抑制尿酸的重吸收,使尿酸排泄增加,進而間接降低血尿酸水平。由此可見,SGLT2抑制劑介導的尿酸降低可能是有益的,盡管這種效果的臨床相關(guān)性仍有待闡明。
在早期DN的發(fā)病機制中,腎臟超濾被認為是升高腎小球囊內(nèi)壓力的替代指標,導致蛋白尿和腎功能下降。超濾過的血流動力學或神經(jīng)激素假說主要集中于腎小球內(nèi)傳入和傳出的小動脈阻力的變化,主要是由于腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)(RAAS)的激活,導致腎小球囊內(nèi)壓力升高,隨之產(chǎn)生超濾過[17]。在過去的20年里,由于RAAS阻滯劑引起的腎小球囊內(nèi)壓力下降,為DN患者的腎臟保護提供了治療基礎。但是,RAAS阻滯劑并不能完全減輕腎臟超濾過和DN損傷[18]。因此,除了目前的治療方法之外,還需要新的治療方法來減少額外的風險。一項研究表明,1型糖尿病患者服用恩格列凈治療8周后,腎小球高濾過者的eGFR較治療前下降約33 mL/(min·1.73 m2),同時血漿一氧化氮和腎有效血漿流量下降,腎血管阻力上升[19]。SGLT2抑制劑降低腎臟高濾過的作用機制可能是通過球管反饋來實現(xiàn):SGLT2抑制劑可減少近端腎小管鈉的再吸收,增加遠端腎小管中鈉的轉(zhuǎn)運,使到達致密斑細胞的鈉增加;而鈉的轉(zhuǎn)運是能量依賴性的,促進三磷酸腺苷分解為腺苷,從而增加了腺苷的產(chǎn)生,導致腎臟入球小動脈收縮,降低了腎臟的血液灌注,進而使eGFR下降,以減少高濾過對腎臟的損傷。
高血糖可以增加活性氧(ROS),導致氧化應激反應,還可介導腎小管上皮細胞的炎癥反應和纖維化,導致DN的發(fā)生和進展。既往研究表明,高血糖水平增加了近端小管細胞的ROS生成和晚期糖基化終末產(chǎn)物受體(RAGE)的表達,并伴有晚期糖基化終末產(chǎn)物(AGEs)誘導的管狀細胞凋亡,這些都被SGLT2小干擾RNA(siRNA)部分抑制[20]。因此,SGLT2 siRNA抑制腎小管細胞中葡萄糖積累,可明顯降低腎小管細胞中高誘導的ROS和RAGE生成。此外,SGLT2抑制劑恩格列凈在人腎近曲小管上皮細胞HK2中可以通過減少Toll樣受體4(TLR4)、Ⅳ型膠原、IL-6分泌和NF-κB的表達,從而降低高糖毒性所致的炎癥和纖維化標志物表達[21]。SGLT2抑制劑托格列凈減少近端腎小管上皮細胞高糖誘導的ROS生成,導致單核細胞趨化蛋白1(MCP-1)mRNA和DNA片段減少。這些研究表明,SGLT2抑制劑可以預防與葡萄糖毒性有關(guān)的近端腎小管損傷,也能改善高糖誘導的腎臟氧化應激、炎癥和纖維化,對腎臟起到保護作用。
DN的病理特征性表現(xiàn)為腎小球肥大,腎小球基底膜及系膜擴張,足細胞減少和腎小球硬化等。在db/db小鼠中,使用達格列凈治療12周可降低血糖,防止尿蛋白增加;此外,系膜擴張和間質(zhì)纖維化呈劑量依賴性降低,并伴有巨噬細胞浸潤、炎癥和氧化應激介導物MCP-1、細胞內(nèi)黏附分子1、骨橋蛋白和轉(zhuǎn)化生長因子β1的基因表達減少。恩格列凈治療除能降低血糖外,還可減少腎小球巨噬細胞浸潤和腎小球硬化,進而改善db/db小鼠的蛋白尿和腎小球損傷。在血壓正常的BTBR ob/ob小鼠中,應用恩格列凈治療12周后,結(jié)果提示,恩格列凈不僅具有顯著的抗高血糖作用,且不同程度地改善小鼠DN的早期特征[22]。以上研究表明,SGLT2抑制劑能減少腎小球基底膜擴張及腎小球肥大,減輕腎小球硬化,從而改善腎臟組織學及形態(tài)學的病理學改變。
綜上所述, SGLT2抑制劑具有腎臟保護作用,可延緩DN的進展。然而,SGLT2抑制劑在eGFR<60 mL/(min·1.73 m2)的患者不應啟用,在eGFR<45 mL/(min·1.73 m2)時應停止使用;所以隨著腎功能的降低,SGLT2抑制劑降低血糖的效果也會降低[23]。SGLT2抑制劑對腎功能的影響可能取決于DN或腎損傷的階段和治療持續(xù)時間,然而至今,SGLT2抑制劑對DN的保護作用仍不確定,需要在大樣本的臨床和實驗研究中,以確定SGLT2抑制劑是否對改善糖尿病患者的腎臟損傷和腎臟疾病有效。此外,SGLT2抑制劑對糖尿病患者的大血管和神經(jīng)病變的影響尚不清楚,需要更多的實驗證明。