胰高糖素樣肽-1類似物對糖尿病腎病的腎保護作用研究進展

趙春云，代紅沙，田敬榮，趙玉芹，郭洪濤

·綜述·

胰高糖素樣肽-1類似物對糖尿病腎病的腎保護作用研究進展

趙春云，代紅沙，田敬榮，趙玉芹，郭洪濤

胰高糖素樣肽-1(GLP-1)類似物是目前用于治療2型糖尿病較新的一類藥物，動物模型和臨床研究發現，GLP-1類似物對糖尿病腎病的腎功能也具有一定的保護作用，其機制主要來源于抑制細胞間黏附分子-1，減少巨噬細胞的濾過，抑制NF-κB活動以及抗炎和抗氧化等作用。此外，GLP-1還可以影響腎臟的水和電解質平衡。在安全性方面，盡管也有GLP-1類似物引起腎損傷的個案報道，但是多項研究結果表明，GLP-1類似物在輕中度的糖尿病腎病腎損傷患者中可以安全使用，但是對于重度腎損傷患者包括終末期腎病(ESRD)則不建議使用。

GLP-1；糖尿病腎病；腎保護

0 引言

腸促胰素類藥物是目前用于治療2型糖尿病較新的一類藥物，腸促胰素類藥物有兩類：一類是胰高糖素樣肽-1(GLP-1)類似物，一類是二肽基肽酶(DPP-4)抑制劑。它能通過抑制DPP-4的活性，減少DPP-4對GLP-1和葡萄糖依賴促胰島素多肽(GIP)的降解，提高循環中的GLP-1和GIP水平，而GLP-1具有葡萄糖濃度依賴的促胰島素分泌的特點，能大大降低發生低血糖的風險，并可抑制胰島β細胞凋亡，改善β細胞功能，因此，腸促胰素類藥物在臨床上得到了越來越廣泛的應用。GLP-1通過GLP-1受體起作用，GLP-1受體在身體的多種組織中都有表達，包括胃腸道、神經系統、心臟、平滑肌、近端小管和腎小球[1]，因此，GLP-1在臨床的使用中表現出多效性的特點。在動物模型和臨床研究中發現，GLP-1通過GLP-1受體對腎臟起到保護作用，且這種保護作用與其降血糖作用無關。

1 GLP-1類似物對糖尿病腎病的腎保護作用機制

臨床應用的GLP-1類似物有2種，艾塞那肽及利拉魯肽，兩種藥物都具有一定的腎保護作用。其機制主要來源于以下幾個方面。

1.1 抑制細胞間黏附分子-1(ICAM-1) ICAM-1及單核細胞趨化蛋白-1(MCP-1)是單核-巨噬細胞從血管進入目標組織的趨化及粘附關鍵因子[2]。高血糖、糖化終產物可以誘導上述細胞因子在腎臟中的表達，導致巨噬細胞在腎臟的聚集[3]，艾塞那肽通過抑制腎小球內皮細胞中ICAM-1的產生和直接抑制巨噬細胞細胞活素的釋放，可以減輕巨噬細胞對腎小球內皮細胞所造成的炎性反應。

1.2 減少巨噬細胞的濾過 在體外的研究中，巨噬細胞的上層清液部分能夠刺激腎小球系膜細胞產生纖維連接蛋白，而巨噬細胞直接產生轉化生長因子TGF-β1(Transforming growth factor-β1)，兩者都在糖尿病腎病的腎小球細胞外基質的過度產生和堆積中起到了關鍵作用。研究表明，GLP-1受體激動劑能夠抑制巨噬細胞的濾過，從而減輕了腎小球細胞外基質的改變。

1.3 抑制NF-κB活動 在糖尿病狀態下，許多因子能夠使核轉錄因子NF-κB(Nuclear factor-k-gene binding)活動增強，活化的NF-κB不僅可以自身激活單核細胞趨化蛋白-1(Monocyte chemotactic protein-1，MCP-1)等因子，還可通過誘導骨橋蛋白(OPN)、TGF-β1等炎癥因子的產生引起炎癥的級聯反應，將炎癥擴大化[4]。NF-κB也是調控ICAM-1產生的最重要的轉錄因子，研究表明，艾塞那肽能夠抑制脂多糖引起的巨噬細胞的NF-κB活動，導致ICAM-1 水平的降低，從而抑制來源于巨噬細胞的促炎性細胞活素的表達[5]。

1.4 減少氧化應激損傷 研究表明，在腎臟長期高血糖的情況下，利拉魯肽使NAD(P)H氧化酶抑制因子通過環磷腺苷酸-蛋白激酶A(cAMP-PKA)途徑降低NAD(P)H氧化酶的活性[NAD(P)H氧化酶為產生活性氧的主要來源，可參與氧化應激對腎臟造成損傷]，從而對腎臟起到重要的保護作用，同時GLP-1受體通過激活cAMP直接作用于腎系膜細胞，減輕腎小球系膜的擴張，從而起到抗炎作用[6]。

1.5 減少糖基化終產物(AGEs)受體的表達 研究表明，糖基化終產物AGE和其受體RAGE的相互作用能夠刺激炎性反應和氧化損害的發生，從而損傷腎功能，并造成腎臟結構性的改變；非對稱二甲基精氨酸(ADMA)是內生的一氧化氮合酶抑制劑，也是造成糖尿病腎病的因素。艾塞那肽能夠抑制氧自由基(ROS)和ADMA在管狀細胞中的產生，同時抑制AGE所導致的RAGE和蛋白精氨酸甲基轉移酶1(PRMT-1)的基因表達，從而減輕AGE在內皮細胞中引起的炎性反應[7]。艾塞那肽能夠通過抑制PRMT-1的表達，減少經AGE-RAGE調節的 ADMA 的產生，從而抑制氧自由基所產生的過氧化損傷[8]。另外，也有動物模型和臨床研究表明，艾塞那肽能夠通過增加NO的合成并提高其生物利用率、改善內皮細胞功能而增強腎動脈的血液灌注，從而保護腎功能[9]。另外，也有研究證實，GLP-1受體激動劑艾塞那肽能夠減少尿液中氧化應激標志物8-羥基脫氧鳥苷水平和蛋白的排泄，能夠改善糖尿病小鼠的組織病理學改變[10]。

1.6 減少轉換增長因子(TGF-β1 mRNA)在腎臟的表達 TGF-β1是最重要的致纖維化因子之一，可從多方面促進細胞外基質(Extracelluarmatrix，ECM)生成，同時抑制其降解，導致其過度聚集，最終引起相關組織的纖維化[11]。艾塞那肽能夠通過腺苷酸環化酶的作用減少TGF-β1的結締組織增長因子mRNA和蛋白表達，因而有助于改善腎臟間質的纖維化程度[12]。腎臟組織學研究表明，艾塞那肽治療能顯著減少腎小球的過度增生、基質增生、TGF-β1的表達和Ⅳ型膠原質的積累。在動物模型中，同樣發現利拉魯肽抑制TGF-β1的表達，并減少腎臟組織中纖維連接蛋白的產生[13]。

1.7 增強蛋白激酶A的活動 艾塞那肽引起的GLP-1受體的作用能夠抑制血管緊張素Ⅱ在腎臟近端小管細胞中的活動[14]，同時，GLP-1通過腎小球內皮細胞中GLP-1受體的作用部分，借助于蛋白激酶A的活動而對腎臟起到保護作用。高血糖所導致的蛋白激酶PKCβ活動能夠抑制GLP-1的保護效應，并至少通過兩種信號途徑增加其對腎臟內皮細胞的炎性反應。首先，蛋白激酶PKCβ能夠提高血管緊張素Ⅱ的效應，并使纖溶酶原激活物抑制劑(Plasminogen activator inhibitor，PAI-1)生成增加[15]，其次，蛋白激酶PKC通過減少GLP-1受體在內皮細胞中的表達，并通過泛素化的作用增加其降解，抑制GLP-1的保護作用。在內皮細胞中，PAI-1能調節血管緊張素Ⅱ,阻礙纖維蛋白溶解并促進細胞外基質的生成[16]。但是，即使隨著GLP-1受體的減少，體內經艾塞那肽治療后仍然能部分地改善糖尿病鼠的腎小球病理狀態，且艾塞那肽起保護作用時，血糖、胰島素水平、血壓和體重都沒有變化。GLP-1可以通過抑制血管緊張素Ⅱ的信號通路對腎小球起到保護作用，提高GLP-1受體的表達也可以防止腎小球內皮功能的紊亂，并延緩糖尿病腎病的進展[17]。

1.8 抑制TLR4、OPN的表達 國內有研究認為，Toll樣受體4(Toll-like receptor 4,TLR4)、骨橋蛋白(Osteopontin,OPN)的表達參與糖尿病腎病的發展過程,抑制其表達可以減少腎臟損傷。GLP-1類似物可通過抑制TLR4、OPN的表達來抑制免疫炎癥反應對腎臟的損害,且這種保護作用呈劑量依賴性[18]。

在臨床使用中，利拉魯肽與RAS阻斷劑的聯合治療能進一步強化對糖尿病腎病患者的腎臟保護作用[17]。在聯合治療方面,在高鹽食譜的小鼠研究中，艾塞那肽與血管緊張素轉換酶抑制劑卡托普利的聯合治療相對于單一治療能更有效地改善腎臟的形態學改變，減輕腎小球的硬化程度[19]。

此外，有學者發現，艾塞那肽和利拉魯肽還能使肥胖的2型糖尿病患者體重明顯降低[20]，對于肥胖的糖尿病腎病患者，適度的減輕體重也能夠明顯減輕蛋白尿的癥狀，其機制可能為脂肪細胞所產生的細胞因子的減少和氧化應激損傷減少能夠改善腎功能，減輕蛋白尿癥狀[21]。

2 GLP-1類似物對腎臟水和電解質平衡的影響

動物模型研究表明，GLP-1能通過在腎臟近端小管細胞中的GLP-1受體調節鈉的動態平衡。在對小鼠的研究中發現，GLP-1能夠通過依賴蛋白激酶A的機制顯著減少受NHE3(鈉/氫交換蛋白3亞型，Sodium hydrogen exchanger isform 3)調節的重碳酸鹽在腎臟近端小管的重吸收[22]。同樣，在人體的研究中也發現，GLP-1很可能是通過影響NHE3活動促進腎臟鈉的排泄[23]。

動物模型研究中胃腸外給予艾塞那肽有利尿和促尿鈉排泄的作用，這些效應與腎小球濾過率的增加、尿液生成的增加和尿鈉排泄的增加有關[24]。另一項對鹽敏感的小鼠動物模型試驗證實，長期注射GLP-1能夠增加腎小球的濾過率(GFR)，抑制近端小管的重吸收，增加尿液的生成和鈉的排泄[25]。而在去掉腎臟神經的小鼠中觀察不到這些效應，表明GLP-1的信號作用要依賴復雜的神經傳遞系統[26]。

一項對比研究表明，對于健康的成年人，注射GLP-1使其表現出了劑量依賴型的促尿鈉排泄的特征，但是不會改變GFR。而在肥胖胰島素抵抗的成年男性T2DM患者中，注射GLP-1可顯著增加尿鈉的排泄，減少尿H+的排泄，減輕腎小球的超濾，并造成GFR的下降[23]。GFR的下降可能與管球反饋有關。GLP-1導致的尿鈉排泄的增加會同時伴隨有尿氯和尿鈣排泄的增加，鈉和氯在近端小管重吸收的減少會導致鈣在近端小管重吸收的減少，而尿鈣排泄的增加會加強GLP-1對近端小管鈉重吸收的抑制效應，這也表明GLP-1在近端小管細胞中有直接影響NHE3活動的作用。肥胖的T2DM患者由于在近端腎小管鈉的過量重吸收導致體液增多，這會增加該人群高血壓的風險，而造成近端腎小管鈉的過量重吸收的原因之一就是GLP-1分泌減少,因此GLP-1類似物的使用可以防止鈉的過量吸收，GLP-1在臨床上可以保護肥胖的T2DM患者體液增多時缺血再灌注、腎小球的超濾和腎動脈高壓所造成的腎損傷。

最近的研究發現，艾塞那肽除了具有利尿的作用外還具有促腎血管擴張的作用。在缺水小鼠中注射艾塞那肽(1 nmol/h iv)能夠使腎單元濾過率增加33%～50%,使近端小管的重吸收減少20%～40%，尿液的生成量增加6倍而不會改變球管平衡和管球平衡的反饋[27]。

在體外和體內的研究表明，GLP-1能夠抑制血管緊張素Ⅱ的信號作用及其在腎小球內皮細胞中的促炎性反應[28]。在血管緊張素Ⅱ導致的鹽敏感高血壓小鼠中，經艾塞那肽治療后，能夠抑制血壓升高。如果血管緊張素Ⅱ導致的高血壓是在因過多的鈉重吸收引起的體液潴留所引起，注射GLP-1能夠促進鈉的排泄[29]。最近的一項隨機、雙盲研究發現，在12例健康男性受試者中注射GLP-1 2 h后能夠增加腎臟鈉的清除率40%，且降低血管緊張素Ⅱ的水平19%，而不會改變腎素、醛固酮和尿液中血管緊張素排泄的改變[30]。

3 GLP-1類似物對于腎功能損傷患者的安全性

艾塞那肽主要通過腎臟代謝，腎功能的損傷會影響艾塞那肽的代謝。一項研究表明，隨著腎功能損傷程度的加重，艾塞那肽的代謝也會隨之下降[31]。有病例報道艾塞那肽引起腎功能損傷，其中美國FDA報道從2005年4月至2008年10月間共有78例艾塞那肽引起的腎功能障礙(其中62例急性腎損傷和16例腎功能不全)，其中大多數急性腎損傷的報道中似乎都與原有的腎疾患有關[32]。在一項大樣本的研究中，艾塞那肽最主要的不良反應是一過性的、輕度到中度的惡心。而與腎功能損傷相關的不良反應包括急性腎損傷在觀察組與對照組之間則無顯著差異[33]。

另外一種GLP-1受體激動劑利拉魯肽則不通過腎臟代謝[34]。腎功能的損傷不會顯著影響利拉魯肽的藥物代謝動力學特征[35]。在利拉魯肽方面，僅有個別的個案報道利拉魯肽引起的腎損傷[32]，而其中最可能的機制在于血容量不足致腎灌注減少而引起[36]。但總體來說，利拉魯肽在腎損傷患者中的使用仍然是安全的。基于多項研究可以認為利拉魯肽在各種程度的腎損傷患者中可以安全使用，對于輕微的腎損傷患者，利拉魯肽的劑量也無需調整。

總體來看，GLP-1類似物可以通過多種機制起到對糖尿病腎病的腎保護作用，不過需要指出的是，目前的研究大多數是動物模型研究，而臨床的研究相對較少，其在臨床的療效還有待進一步觀察，且GLP-1類似物多重腎保護機制之間的關系也待進一步的研究。

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Research progress of GLP-1 analogy′s reno-protective effect on diabetic nephropathy

ZHAO Chun-yun,DAI Hong-sha,TIAN Jing-rong,ZHAO Yu-qin,GUO Hong-tao

(Department of Endocrine,Jizhong Energy Feng-Feng Group Company General Hospital,Handan 056200,China)

GLP-1 analogy is a new kind of drug for T2DM,its reno-protective effect is confirmedinvitroandinvivoexperiments.The major mechanism stems from:suppressing ICAM-1,reducing macrophage infiltration，decreasing nuclear factor-κB and anti-inflammation and anti-oxidative effects.In addition,GLP-1 can modulate water and electrolyte balance in the kidney.As the safety is concerned,although there are reports of renal impairment induced by GLP-1 analogy,several meta-studies indicate that GLP-1 analogy can be safely used in mild degree T2DM renal impairment，while it is not recommended in patients with severe renal impairment or ESRD.

GLP-1；Diabetic nephropathy；Reno-protective effect

2014-04-25

河北省邯鄲市冀中能源峰峰集團總醫院內分泌科，河北 邯鄲 056200

邯鄲市科技局2013年度課題(1323108090-9)

10.14053/j.cnki.ppcr.201501025