GLP-1受体激动剂与糖尿病肾病＊

姚 迪，张 红 综述，陆卫平审校

（南京医科大学附属淮安第一医院内分泌科，江苏淮安223300）

糖尿病肾病是糖尿病微血管主要并发症之一，早期表现为肾小球肥大、基底膜增厚、系膜扩张，逐渐发展为肾小球、肾小管间质纤维化，最终导致肾衰竭［1］。糖尿病肾病的发病机制尚未完全阐明。目前认为其主要机制有高血糖、肾脏血流动力学改变、氧化应激和炎性反应等。临床上用于治疗糖尿病肾病的药物如ACEⅠ类及ARB类对其虽有一定疗效，但对延缓糖尿病肾病的进展却不十分理想。GLP-1受体激动剂作为一种新型降糖药物，因其特殊的生理作用引起了广泛关注，GLP-1受体激动剂能通过多种机制延缓糖尿病肾病的发生、发展，为糖尿病肾病的治疗提供了全新的选择方案。本文就近年来GLP－1受体激动剂改善糖尿病肾病的研究进展综述如下。

1 GLP-1及其受体

GLP-1是由位于回肠末端和结肠肠黏膜的L细胞分泌的一种含有30个残基的肽类激素［2］，GLP-1的分泌与进食刺激及机体内营养消耗有关，并通过与其受体（GLP-1R）结合来发挥作用，这种受体不仅大量存在于胰岛细胞中，还在肾脏细胞、神经细胞、胃肠道细胞、心脏、血管平滑肌细胞和内皮细胞中表达［3］。GLP-1作用于多个器官发挥多种功能：在胰腺中，能够通过促进胰岛素分泌和抑制胰高血糖素来调节血糖，而且这种作用呈葡萄糖依赖性，除此之外，它还具有刺激β细胞增殖、减少β细胞凋亡的能力；作用于中枢，可以增加饱腹感、降低食欲，减少食物摄入和延迟胃排空；在肝脏中，GLP-1可以促进肝糖原合成，抑制肝糖原分解和输出；它具有保护血管内皮，调节血压、血脂，以此改善心血管功能的作用。正因为GLP-1的这些效应，GLP-1被应用于治疗糖尿病。而体内产生的内源性GLP-1半衰期很短，具有活性的 GLP-1（7-36）会被二肽基肽酶-4（DPP-4）迅速降解为无活性的 GLP-1（9-36），成为限制GLP-1治疗糖尿病及其并发症的瓶颈，因此，GLP-1类似物及其激动剂应运而生。目前，已上市的GLP-1受体激动剂主要有，（1）艾塞那肽：一种从希拉毒蜥唾液中分离的含有39个氨基酸残基的多肽激素，与 GLP-1有53%的同源性［4］。（2）利拉鲁肽：为一种长效的GLP-1受体激动剂，与天然 GLP-1有97%的同源性。近年来，研究发现在肾脏组织中存在GLP-1受体，GLP-1可以通过这些受体对肾脏产生保护作用［5］。

2 GLP-1受体激动剂改善糖基化终末产物（AGEs）引起的肾

脏损害

无论是1型或是2型糖尿病所致的糖尿病肾病，慢性高血糖是导致其发生、发展的主要机制［6］。而在高糖环境中产生的AGEs在糖尿病肾病的发生、发展中扮演着重要角色。AGEs是葡萄糖和蛋白质氨基基团、脂质、核酸之间非酶促反应产生的一种稳定的交联产物，随着糖尿病患者患病年限的增加和高血糖状态的持续，AGEs不断积聚，并沉积于糖尿病伴或不伴有终末期肾衰竭患者的肾小球基底膜、系膜细胞、内皮细胞和足细胞中，并与其受体RAGE相互作用，引起一系列炎性反应和产生氧化应激，导致血管通透性增加、滤过膜功能损伤、肾小球高滤过、基底膜增厚、肾小球和肾小管间质硬化，蛋白尿的产生。有研究发现终末期肾病的糖尿病患者肾脏组织中AGEs浓度几乎是无肾病糖尿病患者的2倍，提示AGEs水平与糖尿病肾病的严重程度相平行［7－8］。Ojima等［5］研究发现肾小管上有GLP-1受体存在，且exendin-4能作用于这些受体，显著抑制肾小管细胞中AGEs介导的RAGE mRNA水平和过氧化物的产生。Ishibashi等［9］观察到GLP-1通过激活cAMP通路来抑制系膜细胞中RAGE的基因表达，并抑制AGEs与RAGE相互作用引起的炎性反应，而且这种效应能够被GLP-1R特异性小分子干扰RNA阻断。GLP-1能够降低暴露于AGEs的系膜细胞中活性氧（ROS）的生成和单核细胞趋化蛋白-1（MCP-1）基因及蛋白表达，减弱氧化应激及炎性反应，从而产生肾脏保护作用。

3 GLP-1受体激动剂对肾脏血流动力学的影响

糖尿病肾病肾脏血流动力学改变首先以肾小球高滤过、高灌注和肾小球毛细血管内高压为特征。Kutina等［10］研究发现，艾塞那肽能够通过刺激前列腺素E2的释放和增加近端肾小管向肾单位和集合管远端的血流来增加水负荷大鼠体内自由水清除率，并且这种效应能够被GLP-1R拮抗剂所阻断。另外，高血压也是导致肾小球高滤过和加速糖尿病肾病进展的一个非常重要的因素，血压和肾小球囊内压升高与糖尿病肾病的发病密切相关，高血压会促进全身的小动脉包括肾小动脉的硬化，高收缩压和高肾小球囊内压能够促使蛋白尿产生，并诱发局部炎性反应和促纤维化细胞因子释放，导致肾脏损伤［11］。Okerson等［12］进行了为期6个月关于艾塞那肽和胰岛素对糖尿病患者血压影响的研究，结果显示艾塞那肽能显著降低收缩压，而对舒张压无明显影响，且减轻了肾脏的缺血再灌注损伤。GLP-1受体激动剂能够抑制近端肾小管钠的重吸收而促进尿钠排泄和产生利尿效应，降低肾脏细胞外血管紧张素Ⅱ介导的细胞外调节蛋白激酶（ERK1／2）的磷酸化，从而产生抗高血压和保护肾脏的作用［13］。

4 GLP-1受体激动剂的抗氧化应激作用

氧化应激是引起糖尿病肾病的主要发病机制之一，氧化应激反应中产生的ROS能导致糖尿病肾脏组织结构和功能破坏，在糖尿病肾病的发生、发展中起着重要作用。还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）氧化酶可能是糖尿病血管组织中ROS最重要的来源［14］。在糖尿病肾脏组织中，高糖环境可以快速激活NADPH氧化酶和血管紧张素Ⅱ水平升高，诱导NADPH氧化组分之一Nox4的过表达。Hendarto等［3］通过研究利拉鲁肽对糖尿病大鼠尿蛋白和肾脏NADPH氧化产物的影响，发现利拉鲁肽能通过腺苷酸环化酶（AC）及其产物cAMP介导，抑制肾脏系膜细胞中NAD（P）H依赖的超氧化物合成，减少氧化应激标志物和肾脏NADPH氧化组分（Nox4、gp91phox、p22phox、p47phox）的表达，显著减少糖尿病大鼠尿蛋白排泄，而且这种作用独立于其降血糖的效应，提示NAD（P）H氧化酶Nox4可能作为糖尿病肾病的一个新的治疗靶点。Ishibashi等［15］观察到GLP-1能完全阻断血管紧张素Ⅱ诱导的肾小球系膜细胞内ROS的产生，抑制ICAM-1和PAI-1mRNA水平的上调，抑制NF－κB介导的过氧化物的产生，抑制系膜细胞中血管紧张素Ⅱ诱导的炎症和血栓形成的基因表达。以上研究均表明了GLP-1受体激动剂可以通过抑制氧化应激反应减少其对肾脏的损害作用。

5 GLP-1受体激动剂抑制PKC的激活

PKC与糖尿病肾病的发病密切相关，PKC是一种与细胞内多种蛋白中丝氨酸或苏氨酸残基磷酸化相关的酶，并涉及糖尿病并发症病理生理学中多种细胞功能障碍，肾小球中PKC的激活与系膜增生、基底膜增厚、内皮细胞功能障碍、平滑肌细胞收缩、激素和生长因子转导信号通路的异常相关［16］，PKC包括3大类，11个亚型。在体内和体外，高血糖是激活PKC的主要因素，另外，AGEs、RAGE、血管紧张素Ⅱ和ROS也能激活PKC［16］。Mima等［17］发现糖尿病肾病小鼠肾小球内皮细胞中PKCβ的过表达降低了GLP-1R的表达。与糖尿病对照组相比，EC-PKCb2Tg糖尿病小鼠肾小球内皮细胞GLP-1R显著减少，exendin-4的保护作用降低，表现为肾小球系膜扩张和蛋白尿排泄增加。exendin-4能激活GLP-1R，抑制PKC和血管紧张素Ⅱ的活性，阻止肾小球内皮细胞功能障碍，从而减缓糖尿病肾病的进展。Sasaki等［14］认为，PKCβ抑制剂和 GLP-1受体激动剂通过抑制PKC-NAD（P）H氧化酶活性显示出抗氧化剂的作用而改善糖尿病肾病。

6 GLP-1受体激动剂抑制炎症的作用

炎症在糖尿病肾病的发生、发展过程中的作用日益受到重视。糖尿病肾病时代谢、生化及血流动力学的异常能够激活炎症反应。多种炎症细胞（巨噬细胞、淋巴细胞、单核细胞、中性粒细胞）及相关因子如促炎症因子（TNF-α、IL-1、IL-6、IL-18、IFN-γ等）、趋化因子（MCP-1、CSF-1等）、黏附分子（ICAM1、VCAM1等）、炎症细胞因子（TGF-β、CTGF、VEGF等）等共同参与并促进了糖尿病肾病的发生、发展［18］。Li等［19］研究发现，exendin-4通过激活腺苷酸环化酶的作用抑制高糖诱导的人系膜细胞的增殖和TGF-β1、结缔组织生长因子（CTGF）的表达；显著减少肾脏内皮细胞中单核细胞／巨噬细胞浸润，并通过激活cAMP／PKA通路抑制巨噬细胞引起的炎症反应。Kodera等［20］通过检测1型糖尿病大鼠模型肾脏组织中巨噬细胞表面标志物CD14基因、ICAM-1和TGF-β1的表达来估计exendin-4的抗炎作用，结果显示糖尿病大鼠肾脏组织中CD14、ICAM-1和 TGF-β1的表达显著升高，而exendin-4治疗组则明显降低；exendin-4能够抑制肾脏组织中的氧化应激及NF-κB的活性，减轻肾小球肥大及系膜基质增生，抑制肾小球内皮细胞中巨噬细胞浸润，降低ICAM-1、Ⅳ型胶原的蛋白水平，降低肾小球高滤过和尿蛋白排泄率，减缓糖尿病肾病的进展，并且这些效应并不依赖于其降血糖、改变血压及体质量的作用。作者课题组前期通过对42例2型糖尿病伴微量清蛋白尿的患者进行为期16周的艾塞那肽与格列美脲的对照研究，发现艾塞那肽能够显著降低2型糖尿病伴微量清蛋白尿患者的尿蛋白排泄率、降低尿中TGF-β和Ⅳ型胶原的水平，且这种作用并不完全依赖于血糖控制，艾塞那肽可能具有直接的肾脏保护作用［11］。

目前，糖尿病肾病的发病机制尚不十分明确，但AGEs的沉积、肾脏血流动力学改变、氧化应激、PKC的激活、炎症机制等因素均促进了糖尿病肾病的发生、发展，并且各因素之间相互作用，而GLP-1受体激动剂以其针对上述因素独特的作用机制为糖尿病肾病的治疗提供了全新的选择方案。另外，越来越多的证据表明GLP-1受体激动剂除了降血糖和改善肾脏损伤效应以外，还对心脏、神经等多种器官具有保护作用［21－22］。对GLP-1受体激动剂的深入研究及其作用机制的阐明和有关新药的开发将会为糖尿病肾病提供新的、更加有效的治疗方法。

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