瑞格列奈藥效學研究進展

張 倩 朱余兵

南京醫科大學附屬南京醫院 南京市第一醫院藥學部，江蘇南京 210006

瑞格列奈是一種新型的胰島素促泌劑，早在1997年即被美國FDA批準用于臨床，其通過抑制胰島β細胞膜上的ATP依賴性的K+（KATP）通道，導致細胞膜去極化，促進Ca2+內流，使細胞內Ca2+濃度增加，刺激胰島素的釋放[1]。瑞格列奈的臨床推薦劑量一般為0.5～4 mg，但患者之間的用藥差異性很大，這除了與患者的β細胞功能以及胰島素抵抗程度相關以外，還需考慮遺傳多態性所致藥效學差異。深入探討瑞格列奈藥效的可能影響因素，有助于了解格列奈類藥物的作用機制，以及為臨床用藥方案提供依據，減少不良反應發生，從而促進臨床合理用藥。

1 瑞格列奈的藥理學作用機制

胰島素促泌劑是磺脲藥物受體（SUR）的配體，SUR是胰島β細胞上的的受體-效應器系統，由配體結合亞單位（SUR1）和成孔的K通道亞單位（Kir6.2）構成。Kir6.2在細胞膜形成鉀離子通道，SUR1則是通道發揮功能所必需的[2]。瑞格列奈就是通過與SUR受體結合發揮作用，產生促胰島素分泌作用。

1.1 瑞格列奈與SUR1受體相互作用

促胰島素分泌的配體 （如磺脲類或者格列奈類藥物）和SUR1蛋白發揮相互作用而導致KATP通道關閉，細胞膜去極化，細胞外鈣離子通過L-型電壓依賴型鈣通道進入細胞內，細胞內游離Ca2+離子濃度升高，促進含胰島素的分泌顆粒的胞吐作用。瑞格列奈在體內和體外均是通過阻斷胰島β細胞的KATP通道發揮類似磺脲類藥物的活性，瑞格列奈S-異構體的羧基和氨基可與SUR1兩個位點結合。研究證實，瑞格列奈對SUR1受體上的磺脲類結合位點呈競爭性結合，并且能夠快速解離，呈現“快開快閉”的形式[3]。這可能是瑞格列奈等格列奈類藥物與磺脲類藥物藥效學差異的可能原因之一。

1.2 瑞格列奈與β細胞KATP通道的相互作用

瑞格列奈等藥物配體與SUR1結合后，β細胞刺激分泌偶聯蛋白，并且引起KATP通道的關閉（Kir6.2通道），減少K+內流使細胞膜去極化。通過膜片鉗技術測定KATP通道的活動表明：瑞格列奈關閉KATP通道的作用強度和格列美脲相似，強于其他磺脲類藥物[4]。提示其促胰島素分泌作用較磺脲類藥物短，呈現“快開快閉”的特性。且瑞格列奈不會在其對β細胞K+通道的作用之外獨立地刺激胰島素的釋放 （磺脲類藥物具有不依賴KATP通道的促胰島素分泌作用），也不會阻止胰島素的生物合成。

2 瑞格列奈的藥動學機制

2.1 吸收

格列奈類藥物口服后均能快速吸收，0～30 min起效，達峰時間（tmax）為 0.5～1.0 h，半衰期（t1/2）為 1 h，表觀分布容積（Vd）約為0.4 L/kg，平均生物利用度約為60%[5]。研究表明：餐前15 min可使瑞格列奈血藥峰濃度（Cmax）下降20%，藥時曲線下面積（AUC）下降12%，對瑞格列奈的吸收影響較小[6]。

2.2 分布

格列奈類藥物大部分與血漿蛋白結合，蛋白結合率為97%～99%。在體循環中，瑞格列奈與血漿白蛋白廣泛結合，且不依賴于血漿濃度[6]。健康志愿者口服后穩態分布容積為 31 L，藥物清除率（CL）為 38 L/h[5]。

2.3 代謝

瑞格列奈代謝主要是由有機陰離子轉運多肽1B1（OATP1B1）和肝細胞微粒酶系共同完成的。OATP1B1是位于肝細胞基底膜上的轉運體，負責膽汁酸、膽紅素、葡萄糖醛酸等的轉運，也是格列奈類藥物的重要的轉運蛋白[7]。因此，影響OATP1B1的活性及表達也可以影響瑞格列奈藥物濃度，進而影響藥物療效。

體外研究表明，瑞格列奈主要通過細胞色素P450酶中的2C8和3A4代謝，主要以原型通過肝細胞色素P450酶系代謝[8]。在健康受試者中的臨床研究數據表明，CYP2C8在瑞格列奈的代謝中起主要作用，但如果CYP2C8受到抑制，CYP3A4作用就會相對增強。因此，瑞格列奈的代謝和清除可能會由于細胞色素P450的抑制或誘導作用而發生改變。

2.4 排泄

瑞格列奈代謝產物絕大部分經過膽汁進入消化道由糞便排出，其余部分（＜8%）經由腎排泄，僅0.1%以原型排出，因此，輕度腎功能不全患者也可以使用。一般4～6 h體內藥物幾乎就完全清除出體外，重復給藥一般不會出現蓄積作用。

3 影響瑞格列奈藥效學的遺傳因素

3.1 細胞色素P450酶系基因多態性對瑞格列奈的藥效學影響

體外實驗中CYP3A4和CYP2C8都是瑞格列奈代謝的關鍵酶，CYP2C8主要代謝產生M4、M0-OH，而CYP3A4主要將瑞格列奈代謝為M1[9]。利福平是CYP3A4的誘導劑，利福平可使瑞格列奈AUC下降32%，Cmax下降26%，并可使瑞格列奈的降糖效應降低[10]。其他CYP3A4誘導劑，如卡馬西平、苯妥英或者貫葉連翹提取物也有可能降低瑞格列奈的降糖效應。

伊曲康唑是CYP3A4的強抑制劑。伊曲康唑（100 mg/次，每日2次，連服3 d）可以導致單劑量口服0.25 mg瑞格列奈的健康受試者AUC增加41%，Cmax增加47%[11]。CYP2C8抑制劑吉非貝齊（600 mg/次，每日2次，連服3 d）可將血漿瑞格列奈濃度在7 h時升高28.6倍，若吉非貝齊聯合伊曲康唑，則瑞格列奈濃度升高將近70.4倍[12]。此三種藥物顯示較強相互作用，盡量避免合用。若必須合用，可選用主要通過CYP2C9代謝的那格列奈代替瑞格列奈。臨床研究表明，聯用吉非貝齊和伊曲康唑僅對那格列奈有輕度影響[13]。其他藥物對瑞格列奈的影響[14]結果見表1。

3.2 OATP1B1的基因多態性對瑞格列奈的藥效學影響

瑞格列奈的藥動學存在顯著個體差異，且這種差異可能對其療效及不良反應產生影響。瑞格列奈是一種具有高親脂性和高蛋白結合率的化合物，導致其在生理pH狀態下一般是離子化的產物。且研究表明，瑞格列奈具有高蛋白結合率。這些原因都阻礙了藥物通過離子擴散向細胞膜內轉運，所以其在肝細胞和門脈系統內的轉運影響肝內代謝結果[15]。OATP1B1（也稱為 OATP-2，OATP-C 和 LSC-1）是一種由SLCO1B1基因編碼的包含691個氨基酸、表達在竇狀隙基底側肝細胞膜上的攝入型轉運體。OATP1B1除了介導膽汁酸、葡萄糖醛酸等內源性物質從門脈系統吸收和轉運進入肝細胞作用外，還參與了外源性物質如瑞格列奈、羥甲基戊二酰輔酶A還原酶抑制劑和血管緊張素Ⅱ受體拮抗劑等藥物的轉運。

研究表明，OATP1B1具有基因多態性，并且和OATP1B1轉運活性差異相關[16]。SLCO1B1兩個常見單核苷酸多態性位點分別位于 Exon4上的c.388A＞G（p.Asn130Asp）和位于 Exon5 的 c.52lT＞C（p.Val174Ala），在亞洲人群的低頻等位頻率分別為63%和16%，二者主要形成四種單體：SLCO1B1*1a （c.388A/e.521T）、*1b（c.388G/c.521T）、*5（c.388A/c.521C）和 *15（c.388G/c.521c）[14-16]，其中，*1b（c.388G/c.521T）在中國人群分布頻率為68.7%，是最常見的單體型，其他單體在中國人群的分布頻率：*5（c.388A/c.521C）為 1.2%和 *15（c.388G/c.521c）為 8.2%，因都含有c.521T＞C（p.Val174 Ala）突變等位，是在影響轉運體功能方面很重要的兩個單體型[17]。在一項健康受試者的研究中，服用了0.25 mg瑞格列奈后，SLCO1B*1b*1b基因型的受試者的藥物AUC是SLCO1B1*1a*1a基因型的188%，在該研究小組的隨后研究中，SLCO1B*1b*1b基因型的受試者藥物AUC增加了70%，而SLCO1B1*1a*1a基因型的受試者的藥物AUC減少了30%[18]。

除此之外，OATP1B1也受其他底物影響，若聯用OATP1B1的抑制劑，則OATP1B1的活性就有可能受到影響，進而影響藥物的濃度以及藥效。比如，吉非貝齊能顯著增加瑞格列奈的血藥濃度和降糖療效，并且兩者相互作用的程度與SLCO1B1的基因類型相關，表明吉非貝齊對瑞格列奈的代謝抑制作用不僅與對CYP2C8代謝酶抑制作用相關，還可能與對OATP1B1抑制相關[19]。這可能提示臨床在治療方案的選擇上，盡量不要選用強OATP1B1抑制劑與瑞格列奈聯用。

3.3 鉀離子通道表達的基因多態性對瑞格列奈藥效學影響

不同的組織其亞單位的組成也不同，比如SURI/Kir6.2位于β細胞，SUR2A/Kirf6.2位于心肌和骨骼肌，SUR2B/kir6.X位于血管平滑肌。SURI/Kir6.2是調節胰島β細胞胰島素分泌的關鍵部位，是有內向整流鉀通道（Kir6.2）與磺脲類受體 （SUR1） 以4∶4比例組合而成的。Kir6.2為形成KATP通道中心通透孔的亞基，由KCNJ11基因編碼，長度約100 kb。藥物、鎂-腺苷二磷酸（Mg-ADP）等配體可能首先通過作用于SUR1亞基而發揮對K+通透孔的調節作用。放射配體結合實驗表明，β細胞膜上有磺脲類的高親和力和低親和力結合位點。從胰島細胞瘤細胞上克隆出的高親和力磺脲類受體證明該受體是KATP的一個完整組成部分。1995年Aguilar-Bryan等第一次克隆了β細胞的高親和力受體SURI，后又從心肌中克隆出SUR2A，從腦平滑肌克隆出SUR2B[20]。研究表明，磺脲類可與K+通道上兩個位點相互作用：Kir6.2上的低親和力位點及SUR1上的高親和力位點。磺脲類、格列奈類等藥物均是由低親和力位點（Kir6.2）介導的與高親和力位點的結合SUR。

表1 與瑞格列奈代謝相關的細胞色素P450酶誘導劑與抑制劑

不同磺脲類藥物對鉀通道作用不同：格列本脲可與β細胞和心肌細胞的鉀離子通道結合，但對β細胞鉀通道不可逆，而對心肌細胞的鉀離子通道是可逆的。格列齊特僅可與β細胞鉀通道可逆結合。瑞格列奈在ATP敏感的鉀離子通道上的作用位點尚無定論，目前僅有實驗表明瑞格列奈對胰島β細胞SUR1和心肌細胞的SUR2A均有結合作用，但均是可逆的[21]。當Kir6.2和SUR1一起表達時，瑞格列奈對KATP通道具有高親和力，而當SUR單獨表達時，瑞格列奈對其的親和力卻很低。因此，其引起低血糖反應的發生率較格列本脲低，對心肌系統影響也較小。

由于鉀通道對胰島β細胞胰島素分泌的重要作用，因此，任何使通道應答ATP能力減弱的突變都能影響胰島素分泌，從而降低藥物的藥效。Sesti等[22]發現患Kit6.2 E23K變異與磺脲類促泌劑治療繼發性失效的風險顯著相關，攜帶K等位基因者（E23K雜合子）發生風險明顯高于E23E純合子。同時，Kir6.2和SUR1的突變均可導致胰島β細胞KATP通道活性喪失，進而引起自發的細胞膜去極化，誘發先天性高胰島素血癥，導致藥物作用的失效。

4 小結

瑞格列奈作為格列奈類胰島素促泌劑，具有起效較快、作用持續時間短的胰島素促泌劑，且顯著降低糖化血紅蛋白水平。有研究表明，瑞格列奈對新診斷2型糖尿病患者整體血糖、餐后血糖及糖化血紅蛋白水平都能起到良好的控制作用，可以恢復胰島素的早時相分泌，同時在治療后HOMA-β上升，HOMA-IR下降，提示胰腺β細胞分泌功能和周圍組織胰島素抵抗的改善，同時發生低血糖概率減低[23]。雖然單一使用瑞格列奈，低血糖等不良反應發生率較低，但是若聯用多種藥物，比如降脂藥物、抗菌藥物等，就可能導致瑞格列奈類藥物不良反應的發生[24]。這可能與聯用藥物對瑞格列奈的藥效學影響和患者對藥物代謝通道的遺傳多態性有關。深入探討瑞格列奈相關的藥動學、藥效學差異以及與其他藥物的相互作用，對明確藥物作用機制，指導臨床合理用藥以及發現新的藥物作用靶點都有一定積極意義。

[1]Owens DR.Repaglinide prandial glucose regulator：a new class of oral antidiabetic drugs[J].Diabet Med，1999，15（4）：28-36.

[2]Christophe M，Anne LP，Renaud D.SUR，ABC proteins targeted by KATP channel openers[J].Journal of Molecular and Cellular Cardiology，2005，（38）：951-957.

[3]劉旭霞，鈕偉真.ATP敏感鉀通道調控機制研究進展[J].醫學研究通訊，2005，4（34）：58-60.

[4]李霞，胡敏，周智廣，等.ATP敏感性K通道與磺脲類藥物[J].國外醫學，2001，3（21）：218-219.

[5]孫旭，袁釗，溫金華，等.瑞格列奈藥代動力學特征及有關基因多態性對其藥代和藥物相互作用的影響[J].中國臨床藥理學與治療學，2011，16（4）：468-473.

[6]Hatorp V，Huang WC，Strange P.Repaglinide pharmacokinetics in healthy young adult and elderly subjects [J].Clin Ther， 1999，21：702-710.

[7]Smith NF，Figg WD，Spaeboom A.Role of the liver-specifictransporters OATP1 BI1and OATP1B3 in governing drug elimination[J].Expert Opin Drug Metab Toxicol，2005，（1）：429-445.

[8]Bidstrup TB，Bjnsdottir I，Sidelmann UG，et al.CYP2C8 and CYP3A4 are the principal enzymes involved in the human in vitro biotransformation of the insulin secretagogue repaglinide[J].Br J Clin Pharmaco，2003，156：305-314.

[9]Ruzilawati AB，Gan SH.CYP3A4 genetic polymorphism influences repaglinide pharmacolinetics[J].Pharmacology，2010，85（6）：357-364.

[10]Niemi M，Backman JT，Neuvonen M，et al.Rifampin decreases the plasma concentrations and effects of repaglinide [J].Clin Pharmacokiner，2003，42：819-850.

[11]Niemi M，Backman JT，Neuvonen M，et al.Effeets of gemfibrozil，itraconazole，and their combination on the phamacokinetics and pharmacodynamics of repaglinide：potentially hazardous interaction between gemfibrozil and repaglinide[J].Diabetologia，2003，46（3）：347-351.

[12]Niemi M，Backman JT，Neuvonen M，et al.Effects of fluconazole on the pharmacokinetics and pharnacodynamics of nateglindie[J].Clin Pharmacol Ther，2003，74：25-31.

[13]Kudo T，Hisaka A，Sugiyama Y，et al.Analysis of the repaglinide concentration increase produced by gemfibrozil and itraconazole based on the inhibition of the hepatic uptake transporter and metabolic enzymes[J].Drug Metab Dispos， 2013，41（2）：362-371.

[14]Tertti K，Petsalo A，Niemi M.Transfer of repaglinide in the dually perfused human placenta and the role of organic anion transporting polypeptides（OATPs） [J].Eur J Pharm Sci，2011，44（3）：181-186.

[15]Kalliokoski A，Niemibp M.Impact of OATP transporters on pharmacokinetics[J].BritishJournalofPharmacology， 2009，158（3）：693-705.

[16]Pasanen MK，Miettinen TA，Gylling H，et al.Polymorphism of the hepatic influx transporter organic anion transporting polypeptide 1B1 is associated with increased cholesterol synthesis rate[J].Pharmacogenet Genomics，2008，18（10）：921-926.

[17]Ozawa T，Nakajima M，Tamai I，et al.Genetic polymorphisms of human organic anion transporters OATP-C （SLC21A6）and OATP-B（SLC21A9；allele frequencies in the Japanese populations and functuntional analysis[J].J Pharm acol Exp Ther，2002，302（2）：804-813.

[18]Tornio A.The effect of gemfibrozil on repaglinide pharmacokinetics persists for at least 12 h after the dose：evidencefor mechanismbasedinhibitionofCYP2C8invivo[J].ClinPharmacolTher，2008，（84）：403-411.

[19]Leksi T，Mikko N，Pertti J，et al.Drug interactions with oral antidiabeticagents：pharmacokineticsmechanismsandclinicalimplications[J].Trends Pharmacol Sci，2012，33（6）：312-322.

[20]Gloyn AL，Pearson ER，Antctiff JF，et al.Activating mutations in the gene encoding the ATP-sensitive potassium-channel subunit Kir6.2 and permanent neonatal diabetea [J].N Engl J Med，2004，350：1838-1849.

[21]Gribble FM，Tucker SJ，Seino S，et al.Tissue specificity of sulfonylureas： studies on cloned cardiac and beta-cell K （ATP）channels[J].Diabetes，1998，47（9）：1412-1418.

[22]Sesti G，Laratta E，Cardellini M，et al.The E23K variant of KCNJ11 encoding the pancreatic pcell adenosine 5'-triphosphatesensitive potassium channel subunit Kir6.2 is associated with an increased risk of secondary failure to sulfonylurea in patients with type 2 diabetes[J].J Clin Endocrinol Metab，2006，91：2334-2339.

[23]劉璐，曾姣娥.瑞格列奈對新診斷2型糖尿病患者胰腺β細胞功能的影響[J].實用醫學雜志，2012，28（7）：1162-1164.

[24]韓書宏，邱健青，黃鎮，等.瑞格列奈治療2型糖尿病的臨床療效[J].中國醫藥導報，2007，4（16）：53-54.