柳 晶 綜述 王金泉 審校
糖尿病腎病(DKD)是糖尿病的主要并發(fā)癥之一,也是導(dǎo)致終末期腎病(ESRD)的主要原因[1]。迄今為止,DKD分子機(jī)制尚未完全闡明,導(dǎo)致其缺乏有效分子干預(yù)靶點和手段,其治療仍以綜合性對癥治療為主。2015年后,大量的臨床試驗證實了鈉-葡萄糖共轉(zhuǎn)運蛋白2 抑制劑(SGLT2i)可顯著降低DKD患者的腎臟事件風(fēng)險,開啟了DKD治療新時代[2]。但在CREDENCE等研究中,人們發(fā)現(xiàn)即使應(yīng)用腎素-血管緊張素系統(tǒng)(RAS)抑制劑和SGLT2i聯(lián)合治療,仍有5.27%患者進(jìn)展至ESRD。隨著DKD分子機(jī)制的研究,炎癥通路和“代謝記憶”等新的致病途徑被不斷揭示,這些新機(jī)制有望成為DKD干預(yù)的新靶點。
RAS抑制劑血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑(ACEI)和血管緊張素Ⅱ受體拮抗劑(ARB)是治療DKD的經(jīng)典藥物。ACEI或ARB不僅能有效改善DKD患者腎臟終點事件的發(fā)生,ARB還可降低2型糖尿病患者的微量白蛋白尿水平,或延緩由微量白蛋白尿發(fā)展到顯性蛋白尿的時間。此外,BENEDICT和ROADMAP研究均表明,ARB可降低伴高血壓,但無微量白蛋白尿的糖尿病患者的微量白蛋白尿發(fā)生率[3-4]。然而,在血壓正常且無微量白蛋白尿的患者中,RAS抑制劑并不能防止微量白蛋白尿的發(fā)生。因此,RAS抑制劑并不被推薦用于無高血壓和微量白蛋白尿的糖尿病患者。
此外,在DKD患者治療中并不推薦ACEI和ARB聯(lián)合治療。替米沙坦單獨治療和聯(lián)合雷米普利全球終點試驗(TONTARGET),納入全球733個中心25 620例患者,該試驗用替米沙坦和(或)雷米普利治療中老年心血管病高?;颊?以比較替米沙坦、雷米普利及兩藥聯(lián)合治療對心、腦等靶器官保護(hù)作用及藥物不良反應(yīng)。結(jié)果顯示在替米沙坦-雷米普利聯(lián)合治療組中,患者的腎功能惡化和死亡率顯著增加。此外,退伍軍人糖尿病腎病研究(VA NEPHRON-D)也提示,RAS抑制劑聯(lián)合治療DKD,其療效無顯著提升,但高鉀血癥、急性腎損傷等不良事件發(fā)生率反而增加[5]。
鹽皮質(zhì)激素受體拮抗劑(MRA)MRA可抑制RAS最終產(chǎn)物醛固酮,發(fā)揮降壓作用,并調(diào)節(jié)多種病理生理反應(yīng),從而發(fā)揮減少蛋白尿和保護(hù)腎功能的作用。目前可用的甾體類MRA包括第一代的螺內(nèi)酯和第二代的依普利酮。研究表明,螺內(nèi)酯可減少DKD患者蛋白尿,降低炎癥指標(biāo),改善腎臟纖維化[6]。因為甾體類MRA可能導(dǎo)致CKD患者高鉀血癥,影響了其在腎功能不全患者中的使用。非奈利酮和埃沙西林酮作為第三代非甾體類選擇性MRA,副作用更少。研究顯示,非奈利酮和埃沙西林酮均可減少DKD患者蛋白尿[7-8]。大型Ⅲ期臨床試驗FIDELIO-DKD結(jié)果顯示,非奈利酮能延緩DKD患者腎功能衰竭和疾病進(jìn)展;FIGARO-DKD研究也證實非奈利酮能降低DKD患者的心血管疾病發(fā)病率和死亡率[9-10]。
鈉-葡萄糖共轉(zhuǎn)運蛋白2抑制劑(SGLT2i)SGLT2i可抑制近端腎小管對葡萄糖重吸收而發(fā)揮降低血糖作用。2015年EMPA-REG OUTCOME研究表明,與安慰劑組相比,恩格列凈治療伴有心血管疾病的糖尿病患者,可顯著降低其主要復(fù)合心血管終點事件的發(fā)生率及全因死亡率,并延緩腎功能下降[11]。此外,卡格列凈心血管評估研究(CANVAS)[12]和達(dá)格列凈DECLARE-TIMI58[13]研究均顯示,SGLT2i能降低心血管事件風(fēng)險。對這三項研究的系統(tǒng)回顧表明[14],三種藥物均可發(fā)揮心血管和腎臟保護(hù)作用。
SGLT2i的腎臟保護(hù)機(jī)制尚未被完全闡明,其中最主要的作用包括糾正腎小球高灌注和高濾過,以及改善腎組織缺氧。SGLT2i可增加致密斑細(xì)胞感受到的尿鈉濃度,并通過球管反饋機(jī)制,改善腎小球入球小動脈的擴(kuò)張,達(dá)到降低腎小球濾過壓的目的,改善腎臟缺氧。SGLT2i還可降低近端腎小管上皮細(xì)胞內(nèi)的葡萄糖含量,減少線粒體損傷,抑制氧化應(yīng)激,發(fā)揮抗炎和抗纖維化作用。因為SGLT2i的腎臟保護(hù)作用是部分獨立于其降糖作用,SGLT2i也可用于保護(hù)非DKD的腎臟病患者腎功能。一項評估達(dá)格列凈對慢性腎臟病(CKD)患者腎臟轉(zhuǎn)歸和心血管死亡率影響的研究(達(dá)格列凈的Ⅲ期研究)表明,達(dá)格列凈可以延緩伴或不伴2型糖尿病的CKD患者的腎臟功能下降[15]。
腸促胰素類藥物腸促胰素是進(jìn)食后胃腸道分泌的一種激素,當(dāng)血糖升高時,它能促進(jìn)胰腺β細(xì)胞分泌胰島素,從而發(fā)揮降糖作用,包括胰高血糖素樣肽1 (GLP-1)和葡萄糖依賴的促胰島素多肽(GIP)。最近的隨機(jī)對照研究證實,GLP-1受體激動劑和二肽基肽酶4(DPP4)抑制劑除了控制血糖外,還具有降低蛋白尿和腎功能保護(hù)作用。利拉魯肽在糖尿病中的作用:評價心血管結(jié)局結(jié)果(LEADER)試驗[16-17]和2型糖尿病患者司美格魯肽心血管及長期結(jié)局評估研究(SUSTAIN-6)[18],均觀察了GLP-1受體激動劑對腎臟聯(lián)合終點事件的作用。上述研究均發(fā)現(xiàn),GLP-1受體激動劑可降低DKD患者腎臟替代治療的發(fā)生率和腎臟相關(guān)死亡率。此外,艾塞那肽心血管事件降低研究(EXSCEL)和利塞那肽在急性冠脈綜合征中的評價(ELIXA)試驗也顯示,患者尿蛋白減少,但未能延緩估算的腎小球濾過率(eGFR)下降[19-20]。在2型糖尿病伴中重度CKD患者的度拉糖肽和甘精胰島素試驗中(AWARD-7),盡管兩組的血糖和血壓控制相似,但與甘精胰島素相比,度拉糖肽可更顯著地減少尿蛋白,延緩eGFR的下降速率[21]。
DPP4能夠降解GLP-1和GIP。DPP-4抑制劑主要通過抑制DPP-4來減少GLP-1在體內(nèi)的失活,提高內(nèi)源性GLP-1含量。臨床研究證實了多種DPP4抑制劑可以降低DKD患者尿蛋白水平,但是對于腎臟遠(yuǎn)期預(yù)后的改善尚未被完全證實。CARMELINA研究[22],觀察了利格列汀對于DKD患者腎臟復(fù)合終點事件的影響;結(jié)果顯示,與安慰劑相比利格列汀雖可有效延緩蛋白尿的進(jìn)展,但并未降低腎臟復(fù)合終點事件發(fā)生風(fēng)險。SAVOR-TIMI 53研究通過對隨機(jī)接受沙格列汀或安慰劑治療的2型糖尿病患者腎臟結(jié)局進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),沙格列汀具有減少蛋白尿的作用,但對eGFR的影響與安慰劑組并無差異[22]。因此,目前我們?nèi)匀狈﹃P(guān)于DPP-4抑制劑的以腎臟結(jié)局為主要終點事件的大型、多中心、隨機(jī)對照臨床試驗,證實其腎臟遠(yuǎn)期預(yù)后的保護(hù)作用。
NF-E2相關(guān)因子2(Nrf2)激動劑Nrf2是機(jī)體中調(diào)控抵抗氧化應(yīng)激反應(yīng)的重要轉(zhuǎn)錄因子。在非應(yīng)激條件下,Nrf2通過Kelch樣ECH相關(guān)蛋白1(Keap1)被蛋白酶體泛素化并降解;在氧化應(yīng)激刺激下,Keap1發(fā)生化學(xué)修飾,降低了對Nrf2的親和力,導(dǎo)致Nrf2降解被抑制;Nrf2進(jìn)入細(xì)胞核,形成含有小Maf蛋白的二聚體,與抗氧化反應(yīng)元件(ARE)結(jié)合,促進(jìn)下游抗氧化和抗炎活性的基因表達(dá)。因此,Nrf2激動劑可以發(fā)揮抗氧化和抗炎作用,保護(hù)腎臟。
甲基巴多索隆(Bardoxolone methyl)作為Nrf2激活劑,可通過結(jié)合Keap1促進(jìn)Nrf2解離,使得Nrf2進(jìn)入細(xì)胞核,發(fā)揮抗氧化和抗炎作用。甲基巴多索隆治療CKD/2型糖尿病(BEAM)研究,納入了2型糖尿病伴DKD且eGFR為20~45 mL/(min·1.73m2)的患者,觀察52周,與安慰劑組相比,甲基巴多索隆組患者eGFR顯著增加。BEACON研究是一項比BEAM更大樣本的Ⅲ期安慰劑對照研究[23],納入的患者包含了嚴(yán)重腎功能損害患者[eGRF 15~30 mL/(min·1.73 m2)],觀察9月后,因發(fā)現(xiàn)甲基巴多索隆組(20 mg/d)患者心力衰竭相關(guān)住院率和死亡率的顯著增加,導(dǎo)致研究提前終止。盡管如此,該研究結(jié)果仍顯示,甲基巴多索隆治療的患者eGFR水平顯著增加。此外,BEACON研究的事后分析顯示,發(fā)生心力衰竭的兩個主要危險因素為腦利鈉肽(BNP)≥200 pg/mL和有心力衰竭住院史[24]。對于沒有這兩個因素的患者,甲基巴多索隆組和安慰劑組心力衰竭的發(fā)生率均非常低(2%)。在甲基巴多索隆治療2型糖尿病伴CKD的二期臨床試驗(TSUBAKI 研究)中[25],納入了CKD 3~4期的,不伴心力衰竭危險因素如BNP≥200 pg/mL或無心力衰竭住院治療病史的DKD患者。結(jié)果顯示,與安慰劑組相比,甲基巴多索隆治療組患者的eGFR顯著升高[6.6 mL/(min·1.73 m2)],CKD 4期DKD患者未出現(xiàn)心力衰竭發(fā)生率增加的情況。這些研究顯示,甲基巴多索隆可延緩無心力衰竭高危因素的DKD患者的腎功能進(jìn)展。
甲基巴多索隆腎保護(hù)作用機(jī)制尚不完全清楚。Nrf2增加多種抗氧化酶基因的表達(dá),抑制巨噬細(xì)胞炎癥反應(yīng)和核因子κB(NF-κB)激活,這些作用可以拮抗高糖所引起的氧化應(yīng)激和慢性炎癥,發(fā)揮腎臟保護(hù)作用。此外,甲基巴多索酮還可抑制轉(zhuǎn)化生長因子β(TGF-β),減輕腎小管間質(zhì)損傷,抑制細(xì)胞外基質(zhì)的積累,改善腎臟纖維化。
內(nèi)皮素1受體拮抗劑(ERA)內(nèi)皮素1(ET-1)是一種有效的血管收縮劑,可導(dǎo)致出球小動脈血管收縮、腎小球高灌注和鈉潴留。動物模型研究證實,抑制ET-1可以改善腎小球內(nèi)皮細(xì)胞損傷,降低腎小球灌注壓[26]。ERA主要針對ETA受體,發(fā)揮腎臟保護(hù)作用。阿曲生坦(atrasentan,ABT-627)是一種選擇性ERA,在1型糖尿病小鼠模型中,阿曲生坦被證實可以發(fā)揮保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞、降低白蛋白尿的作用。
高劑量的ERA會增加體液潴留,這導(dǎo)致了其臨床應(yīng)用受到局限。在一項研究ERA聯(lián)合ACEI或ARB治療2型糖尿病和DKD患者的薈萃分析中,ERA可顯著降低蛋白尿,改善患者腎臟終點事件[26]。如何增加患者受益程度,降低ERA所導(dǎo)致的心血管并發(fā)癥,是目前臨床使用ERA的主要考慮的因素。在SONAR研究中[27],符合條件的DKD患者需要經(jīng)過為期6周的篩選時期,其目的是初步篩選對治療有反應(yīng)的DKD患者。在此期間患者接受 0.75 mg/d阿曲生坦治療。對藥物有反應(yīng)被定義為在6周治療結(jié)束后尿白蛋白肌酐比值較基線降低30%以上,體重變化不超過3 kg或BNP≤300 pg/mL。這些對藥物有反應(yīng)的患者將繼續(xù)被隨機(jī)分配到阿曲生坦組或安慰劑組。不耐受藥物患者將不會隨機(jī)進(jìn)入雙盲治療階段。試驗結(jié)果表明,阿曲生坦可將治療有反應(yīng)患者的腎衰竭風(fēng)險降低35%。
ERA類藥物有望作為DKD的治療藥物,但尚不清楚患者獲益是否大于風(fēng)險,因此需要更多的臨床試驗結(jié)果精準(zhǔn)地篩選出能夠在治療中獲益的患者類型,以開展更加精準(zhǔn)的治療。
糖基化終末產(chǎn)物(AGE)抑制劑AGE是非酶蛋白和核酸糖基化產(chǎn)物,由高血糖和氧化應(yīng)激引起,可導(dǎo)致多種靶器官損傷。糖尿病患者體內(nèi)AGE的積累與DKD的進(jìn)展密切相關(guān)。AGE可導(dǎo)致野生大鼠的腎臟出現(xiàn)DKD病理表型,包括腎小球肥大、系膜擴(kuò)張、腎小球基膜增厚、腎小球硬化,引起蛋白尿。
迄今為止,雖然有研究觀察了AGE抑制劑對于DKD的治療效果,但其有效性仍存在爭議。吡哆胺(pyridoxamine,PYR)-206和PYR 205/207研究中,吡哆胺治療6月,可降低DKD患者血清肌酐和尿TGF-β1水平;硫胺素可減少DKD患者蛋白尿。ACTION研究觀察了690例DKD患者的治療反應(yīng),發(fā)現(xiàn)氨基胍治療可減少DKD患者蛋白尿,延緩GFR下降[28]。但是,ACTION Ⅱ研究,卻因為氨基胍治療DKD無效,并導(dǎo)致貧血、肝功能障礙和維生素B6缺乏等副作用而終止。此外,也有研究觀察了苯磷硫胺對于DKD患者的治療效果,發(fā)現(xiàn)在減少尿蛋白尿的作用上與安慰劑組相比并無差異[29]。
因為AGE積累在DKD代謝記憶和組織損傷中發(fā)揮了重要作用,抑制AGE的積累或是阻斷其后續(xù)作用仍然是一種值得嘗試的干預(yù)方法。AGE抑制劑的種類、最佳給藥時間、受益人群亞組分析等方面仍有很大改進(jìn)空間,有望在未來獲得更明顯的療效。
表觀遺傳調(diào)節(jié)特定細(xì)胞亞群的表觀調(diào)控機(jī)制在DKD腎臟損傷中發(fā)揮了重要作用。即便是非常短暫的高血糖暴露或缺氧,都可導(dǎo)致細(xì)胞表觀遺傳特征改變,因此被稱為“細(xì)胞代謝記憶”,并導(dǎo)致腎組織不可逆損傷。短暫暴露于高血糖的血管內(nèi)皮細(xì)胞,在血糖正常后仍會繼續(xù)發(fā)生持續(xù)的氧化應(yīng)激過程,導(dǎo)致炎癥反應(yīng)。系膜細(xì)胞異常DNA甲基化、腎小管上皮細(xì)胞組蛋白修飾改變等表觀遺傳調(diào)控過程均參與DKD進(jìn)展。研究發(fā)現(xiàn),DKD患者的腎小管上皮細(xì)胞的runt相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子1 (RUNX1)存在低甲基化和RUNX1表達(dá)增加[30]。此外,組蛋白修飾也與DKD的發(fā)生發(fā)展相關(guān)。有研究發(fā)現(xiàn),在糖化血紅蛋白較高的1型糖尿病患者中,其外周血淋巴細(xì)胞和單核細(xì)胞DNA啟動子區(qū)的H3K9乙?;?H3K9 acetylation,H3K9ac)明顯增加[31],已證實H3K9ac與NF-κB通路調(diào)控密切相關(guān),其增加可能介導(dǎo)炎癥通路激活并參與DKD的進(jìn)展。脂質(zhì)還可誘導(dǎo)H3K4甲基轉(zhuǎn)移酶——SET7表達(dá),介導(dǎo)腎小球肥大和促進(jìn)腎纖維化的基因表達(dá)增加[32]。
目前的DKD治療藥物,有可能通過改善腎臟特定細(xì)胞的表觀遺傳調(diào)控而發(fā)揮腎臟保護(hù)作用。例如,在高血糖條件下利用氯沙坦處理腎小球系膜細(xì)胞,可顯著抑制其AGE受體、纖溶酶原激活物抑制劑(PAI-1)和單核細(xì)胞趨化蛋白1 (MCP-1)啟動子區(qū)H3K9/14ac的升高,發(fā)揮減輕高糖介導(dǎo)的腎小球系膜細(xì)胞損傷的作用。更值得關(guān)注的是,組蛋白修飾抑制劑通過糾正表觀遺傳變化用于治療DKD的臨床和動物模型的研究正在進(jìn)行中。組蛋白去乙?;敢种苿?如伏立諾他、丙戊酸鈉、丁酸鈉和曲古霉素等,均可以減少DKD大鼠模型的蛋白尿,減輕氧化應(yīng)激、纖維化、腎小球損傷和炎癥。此外,有報道Ezh2的H3K27甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑Dznep可減輕單側(cè)輸尿管結(jié)扎和AKI/CKD轉(zhuǎn)化小鼠模型的腎臟纖維化程度[33]。骨髓/淋巴或混合系白血病1的抑制劑MM-102,是一種H3K4甲基轉(zhuǎn)移酶,可以延緩缺血-再灌注的AKI模型小鼠的腎臟纖維化進(jìn)程[34]。
小結(jié):目前DKD的藥物治療仍然無法很好地改善大部分患者的腎臟遠(yuǎn)期預(yù)后,也無法在早期階段發(fā)揮逆轉(zhuǎn)糖尿病腎損傷的過程。無論是RAS抑制劑還是SGLT2i都無法用于腎功能下降比較明顯的晚期DKD患者。因此,我們亟需在深入解讀DKD發(fā)生和進(jìn)展的分子機(jī)制基礎(chǔ)上,繼續(xù)尋找有效的分子干預(yù)手段。對于表觀調(diào)控機(jī)制在DKD進(jìn)展中作用的進(jìn)一步解析,有望成為未來發(fā)現(xiàn)新型干預(yù)手段的突破口。