胰高糖素样肽-1类似物对糖尿病肾病的肾保护作用研究进展

赵春云，代红沙，田敬荣，赵玉芹，郭洪涛

·综述·

胰高糖素样肽-1类似物对糖尿病肾病的肾保护作用研究进展

赵春云，代红沙，田敬荣，赵玉芹，郭洪涛

胰高糖素样肽-1(GLP-1)类似物是目前用于治疗2型糖尿病较新的一类药物，动物模型和临床研究发现，GLP-1类似物对糖尿病肾病的肾功能也具有一定的保护作用，其机制主要来源于抑制细胞间黏附分子-1，减少巨噬细胞的滤过，抑制NF-κB活动以及抗炎和抗氧化等作用。此外，GLP-1还可以影响肾脏的水和电解质平衡。在安全性方面，尽管也有GLP-1类似物引起肾损伤的个案报道，但是多项研究结果表明，GLP-1类似物在轻中度的糖尿病肾病肾损伤患者中可以安全使用，但是对于重度肾损伤患者包括终末期肾病(ESRD)则不建议使用。

GLP-1；糖尿病肾病；肾保护

0 引言

肠促胰素类药物是目前用于治疗2型糖尿病较新的一类药物，肠促胰素类药物有两类：一类是胰高糖素样肽-1(GLP-1)类似物，一类是二肽基肽酶(DPP-4)抑制剂。它能通过抑制DPP-4的活性，减少DPP-4对GLP-1和葡萄糖依赖促胰岛素多肽(GIP)的降解，提高循环中的GLP-1和GIP水平，而GLP-1具有葡萄糖浓度依赖的促胰岛素分泌的特点，能大大降低发生低血糖的风险，并可抑制胰岛β细胞凋亡，改善β细胞功能，因此，肠促胰素类药物在临床上得到了越来越广泛的应用。GLP-1通过GLP-1受体起作用，GLP-1受体在身体的多种组织中都有表达，包括胃肠道、神经系统、心脏、平滑肌、近端小管和肾小球[1]，因此，GLP-1在临床的使用中表现出多效性的特点。在动物模型和临床研究中发现，GLP-1通过GLP-1受体对肾脏起到保护作用，且这种保护作用与其降血糖作用无关。

1 GLP-1类似物对糖尿病肾病的肾保护作用机制

临床应用的GLP-1类似物有2种，艾塞那肽及利拉鲁肽，两种药物都具有一定的肾保护作用。其机制主要来源于以下几个方面。

1.1 抑制细胞间黏附分子-1(ICAM-1) ICAM-1及单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)是单核-巨噬细胞从血管进入目标组织的趋化及粘附关键因子[2]。高血糖、糖化终产物可以诱导上述细胞因子在肾脏中的表达，导致巨噬细胞在肾脏的聚集[3]，艾塞那肽通过抑制肾小球内皮细胞中ICAM-1的产生和直接抑制巨噬细胞细胞活素的释放，可以减轻巨噬细胞对肾小球内皮细胞所造成的炎性反应。

1.2 减少巨噬细胞的滤过 在体外的研究中，巨噬细胞的上层清液部分能够刺激肾小球系膜细胞产生纤维连接蛋白，而巨噬细胞直接产生转化生长因子TGF-β1(Transforming growth factor-β1)，两者都在糖尿病肾病的肾小球细胞外基质的过度产生和堆积中起到了关键作用。研究表明，GLP-1受体激动剂能够抑制巨噬细胞的滤过，从而减轻了肾小球细胞外基质的改变。

1.3 抑制NF-κB活动 在糖尿病状态下，许多因子能够使核转录因子NF-κB(Nuclear factor-k-gene binding)活动增强，活化的NF-κB不仅可以自身激活单核细胞趋化蛋白-1(Monocyte chemotactic protein-1，MCP-1)等因子，还可通过诱导骨桥蛋白(OPN)、TGF-β1等炎症因子的产生引起炎症的级联反应，将炎症扩大化[4]。NF-κB也是调控ICAM-1产生的最重要的转录因子，研究表明，艾塞那肽能够抑制脂多糖引起的巨噬细胞的NF-κB活动，导致ICAM-1 水平的降低，从而抑制来源于巨噬细胞的促炎性细胞活素的表达[5]。

1.4 减少氧化应激损伤 研究表明，在肾脏长期高血糖的情况下，利拉鲁肽使NAD(P)H氧化酶抑制因子通过环磷腺苷酸-蛋白激酶A(cAMP-PKA)途径降低NAD(P)H氧化酶的活性[NAD(P)H氧化酶为产生活性氧的主要来源，可参与氧化应激对肾脏造成损伤]，从而对肾脏起到重要的保护作用，同时GLP-1受体通过激活cAMP直接作用于肾系膜细胞，减轻肾小球系膜的扩张，从而起到抗炎作用[6]。

1.5 减少糖基化终产物(AGEs)受体的表达 研究表明，糖基化终产物AGE和其受体RAGE的相互作用能够刺激炎性反应和氧化损害的发生，从而损伤肾功能，并造成肾脏结构性的改变；非对称二甲基精氨酸(ADMA)是内生的一氧化氮合酶抑制剂，也是造成糖尿病肾病的因素。艾塞那肽能够抑制氧自由基(ROS)和ADMA在管状细胞中的产生，同时抑制AGE所导致的RAGE和蛋白精氨酸甲基转移酶1(PRMT-1)的基因表达，从而减轻AGE在内皮细胞中引起的炎性反应[7]。艾塞那肽能够通过抑制PRMT-1的表达，减少经AGE-RAGE调节的 ADMA 的产生，从而抑制氧自由基所产生的过氧化损伤[8]。另外，也有动物模型和临床研究表明，艾塞那肽能够通过增加NO的合成并提高其生物利用率、改善内皮细胞功能而增强肾动脉的血液灌注，从而保护肾功能[9]。另外，也有研究证实，GLP-1受体激动剂艾塞那肽能够减少尿液中氧化应激标志物8-羟基脱氧鸟苷水平和蛋白的排泄，能够改善糖尿病小鼠的组织病理学改变[10]。

1.6 减少转换增长因子(TGF-β1 mRNA)在肾脏的表达 TGF-β1是最重要的致纤维化因子之一，可从多方面促进细胞外基质(Extracelluarmatrix，ECM)生成，同时抑制其降解，导致其过度聚集，最终引起相关组织的纤维化[11]。艾塞那肽能够通过腺苷酸环化酶的作用减少TGF-β1的结缔组织增长因子mRNA和蛋白表达，因而有助于改善肾脏间质的纤维化程度[12]。肾脏组织学研究表明，艾塞那肽治疗能显著减少肾小球的过度增生、基质增生、TGF-β1的表达和Ⅳ型胶原质的积累。在动物模型中，同样发现利拉鲁肽抑制TGF-β1的表达，并减少肾脏组织中纤维连接蛋白的产生[13]。

1.7 增强蛋白激酶A的活动 艾塞那肽引起的GLP-1受体的作用能够抑制血管紧张素Ⅱ在肾脏近端小管细胞中的活动[14]，同时，GLP-1通过肾小球内皮细胞中GLP-1受体的作用部分，借助于蛋白激酶A的活动而对肾脏起到保护作用。高血糖所导致的蛋白激酶PKCβ活动能够抑制GLP-1的保护效应，并至少通过两种信号途径增加其对肾脏内皮细胞的炎性反应。首先，蛋白激酶PKCβ能够提高血管紧张素Ⅱ的效应，并使纤溶酶原激活物抑制剂(Plasminogen activator inhibitor，PAI-1)生成增加[15]，其次，蛋白激酶PKC通过减少GLP-1受体在内皮细胞中的表达，并通过泛素化的作用增加其降解，抑制GLP-1的保护作用。在内皮细胞中，PAI-1能调节血管紧张素Ⅱ,阻碍纤维蛋白溶解并促进细胞外基质的生成[16]。但是，即使随着GLP-1受体的减少，体内经艾塞那肽治疗后仍然能部分地改善糖尿病鼠的肾小球病理状态，且艾塞那肽起保护作用时，血糖、胰岛素水平、血压和体重都没有变化。GLP-1可以通过抑制血管紧张素Ⅱ的信号通路对肾小球起到保护作用，提高GLP-1受体的表达也可以防止肾小球内皮功能的紊乱，并延缓糖尿病肾病的进展[17]。

1.8 抑制TLR4、OPN的表达 国内有研究认为，Toll样受体4(Toll-like receptor 4,TLR4)、骨桥蛋白(Osteopontin,OPN)的表达参与糖尿病肾病的发展过程,抑制其表达可以减少肾脏损伤。GLP-1类似物可通过抑制TLR4、OPN的表达来抑制免疫炎症反应对肾脏的损害,且这种保护作用呈剂量依赖性[18]。

在临床使用中，利拉鲁肽与RAS阻断剂的联合治疗能进一步强化对糖尿病肾病患者的肾脏保护作用[17]。在联合治疗方面,在高盐食谱的小鼠研究中，艾塞那肽与血管紧张素转换酶抑制剂卡托普利的联合治疗相对于单一治疗能更有效地改善肾脏的形态学改变，减轻肾小球的硬化程度[19]。

此外，有学者发现，艾塞那肽和利拉鲁肽还能使肥胖的2型糖尿病患者体重明显降低[20]，对于肥胖的糖尿病肾病患者，适度的减轻体重也能够明显减轻蛋白尿的症状，其机制可能为脂肪细胞所产生的细胞因子的减少和氧化应激损伤减少能够改善肾功能，减轻蛋白尿症状[21]。

2 GLP-1类似物对肾脏水和电解质平衡的影响

动物模型研究表明，GLP-1能通过在肾脏近端小管细胞中的GLP-1受体调节钠的动态平衡。在对小鼠的研究中发现，GLP-1能够通过依赖蛋白激酶A的机制显著减少受NHE3(钠/氢交换蛋白3亚型，Sodium hydrogen exchanger isform 3)调节的重碳酸盐在肾脏近端小管的重吸收[22]。同样，在人体的研究中也发现，GLP-1很可能是通过影响NHE3活动促进肾脏钠的排泄[23]。

动物模型研究中胃肠外给予艾塞那肽有利尿和促尿钠排泄的作用，这些效应与肾小球滤过率的增加、尿液生成的增加和尿钠排泄的增加有关[24]。另一项对盐敏感的小鼠动物模型试验证实，长期注射GLP-1能够增加肾小球的滤过率(GFR)，抑制近端小管的重吸收，增加尿液的生成和钠的排泄[25]。而在去掉肾脏神经的小鼠中观察不到这些效应，表明GLP-1的信号作用要依赖复杂的神经传递系统[26]。

一项对比研究表明，对于健康的成年人，注射GLP-1使其表现出了剂量依赖型的促尿钠排泄的特征，但是不会改变GFR。而在肥胖胰岛素抵抗的成年男性T2DM患者中，注射GLP-1可显著增加尿钠的排泄，减少尿H+的排泄，减轻肾小球的超滤，并造成GFR的下降[23]。GFR的下降可能与管球反馈有关。GLP-1导致的尿钠排泄的增加会同时伴随有尿氯和尿钙排泄的增加，钠和氯在近端小管重吸收的减少会导致钙在近端小管重吸收的减少，而尿钙排泄的增加会加强GLP-1对近端小管钠重吸收的抑制效应，这也表明GLP-1在近端小管细胞中有直接影响NHE3活动的作用。肥胖的T2DM患者由于在近端肾小管钠的过量重吸收导致体液增多，这会增加该人群高血压的风险，而造成近端肾小管钠的过量重吸收的原因之一就是GLP-1分泌减少,因此GLP-1类似物的使用可以防止钠的过量吸收，GLP-1在临床上可以保护肥胖的T2DM患者体液增多时缺血再灌注、肾小球的超滤和肾动脉高压所造成的肾损伤。

最近的研究发现，艾塞那肽除了具有利尿的作用外还具有促肾血管扩张的作用。在缺水小鼠中注射艾塞那肽(1 nmol/h iv)能够使肾单元滤过率增加33%～50%,使近端小管的重吸收减少20%～40%，尿液的生成量增加6倍而不会改变球管平衡和管球平衡的反馈[27]。

在体外和体内的研究表明，GLP-1能够抑制血管紧张素Ⅱ的信号作用及其在肾小球内皮细胞中的促炎性反应[28]。在血管紧张素Ⅱ导致的盐敏感高血压小鼠中，经艾塞那肽治疗后，能够抑制血压升高。如果血管紧张素Ⅱ导致的高血压是在因过多的钠重吸收引起的体液潴留所引起，注射GLP-1能够促进钠的排泄[29]。最近的一项随机、双盲研究发现，在12例健康男性受试者中注射GLP-1 2 h后能够增加肾脏钠的清除率40%，且降低血管紧张素Ⅱ的水平19%，而不会改变肾素、醛固酮和尿液中血管紧张素排泄的改变[30]。

3 GLP-1类似物对于肾功能损伤患者的安全性

艾塞那肽主要通过肾脏代谢，肾功能的损伤会影响艾塞那肽的代谢。一项研究表明，随着肾功能损伤程度的加重，艾塞那肽的代谢也会随之下降[31]。有病例报道艾塞那肽引起肾功能损伤，其中美国FDA报道从2005年4月至2008年10月间共有78例艾塞那肽引起的肾功能障碍(其中62例急性肾损伤和16例肾功能不全)，其中大多数急性肾损伤的报道中似乎都与原有的肾疾患有关[32]。在一项大样本的研究中，艾塞那肽最主要的不良反应是一过性的、轻度到中度的恶心。而与肾功能损伤相关的不良反应包括急性肾损伤在观察组与对照组之间则无显著差异[33]。

另外一种GLP-1受体激动剂利拉鲁肽则不通过肾脏代谢[34]。肾功能的损伤不会显著影响利拉鲁肽的药物代谢动力学特征[35]。在利拉鲁肽方面，仅有个别的个案报道利拉鲁肽引起的肾损伤[32]，而其中最可能的机制在于血容量不足致肾灌注减少而引起[36]。但总体来说，利拉鲁肽在肾损伤患者中的使用仍然是安全的。基于多项研究可以认为利拉鲁肽在各种程度的肾损伤患者中可以安全使用，对于轻微的肾损伤患者，利拉鲁肽的剂量也无需调整。

总体来看，GLP-1类似物可以通过多种机制起到对糖尿病肾病的肾保护作用，不过需要指出的是，目前的研究大多数是动物模型研究，而临床的研究相对较少，其在临床的疗效还有待进一步观察，且GLP-1类似物多重肾保护机制之间的关系也待进一步的研究。

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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

河北省邯郸市冀中能源峰峰集团总医院内分泌科，河北 邯郸 056200

邯郸市科技局2013年度课题(1323108090-9)

10.14053/j.cnki.ppcr.201501025