糖尿病肾病药物治疗的现状和进展

柳 晶 综述 王金泉 审校

糖尿病肾病(DKD)是糖尿病的主要并发症之一,也是导致终末期肾病(ESRD)的主要原因[1]。迄今为止,DKD分子机制尚未完全阐明,导致其缺乏有效分子干预靶点和手段，其治疗仍以综合性对症治疗为主。2015年后,大量的临床试验证实了钠-葡萄糖共转运蛋白2 抑制剂(SGLT2i)可显著降低DKD患者的肾脏事件风险,开启了DKD治疗新时代[2]。但在CREDENCE等研究中,人们发现即使应用肾素-血管紧张素系统(RAS)抑制剂和SGLT2i联合治疗,仍有5.27%患者进展至ESRD。随着DKD分子机制的研究,炎症通路和“代谢记忆”等新的致病途径被不断揭示,这些新机制有望成为DKD干预的新靶点。

现有DKD治疗方法

RAS抑制剂血管紧张素转换酶抑制剂(ACEI)和血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂(ARB)是治疗DKD的经典药物。ACEI或ARB不仅能有效改善DKD患者肾脏终点事件的发生,ARB还可降低2型糖尿病患者的微量白蛋白尿水平,或延缓由微量白蛋白尿发展到显性蛋白尿的时间。此外,BENEDICT和ROADMAP研究均表明,ARB可降低伴高血压,但无微量白蛋白尿的糖尿病患者的微量白蛋白尿发生率[3-4]。然而,在血压正常且无微量白蛋白尿的患者中,RAS抑制剂并不能防止微量白蛋白尿的发生。因此,RAS抑制剂并不被推荐用于无高血压和微量白蛋白尿的糖尿病患者。

此外,在DKD患者治疗中并不推荐ACEI和ARB联合治疗。替米沙坦单独治疗和联合雷米普利全球终点试验(TONTARGET),纳入全球733个中心25 620例患者,该试验用替米沙坦和(或)雷米普利治疗中老年心血管病高危患者,以比较替米沙坦、雷米普利及两药联合治疗对心、脑等靶器官保护作用及药物不良反应。结果显示在替米沙坦-雷米普利联合治疗组中,患者的肾功能恶化和死亡率显著增加。此外,退伍军人糖尿病肾病研究(VA NEPHRON-D)也提示,RAS抑制剂联合治疗DKD,其疗效无显著提升,但高钾血症、急性肾损伤等不良事件发生率反而增加[5]。

盐皮质激素受体拮抗剂(MRA)MRA可抑制RAS最终产物醛固酮,发挥降压作用,并调节多种病理生理反应,从而发挥减少蛋白尿和保护肾功能的作用。目前可用的甾体类MRA包括第一代的螺内酯和第二代的依普利酮。研究表明,螺内酯可减少DKD患者蛋白尿,降低炎症指标,改善肾脏纤维化[6]。因为甾体类MRA可能导致CKD患者高钾血症,影响了其在肾功能不全患者中的使用。非奈利酮和埃沙西林酮作为第三代非甾体类选择性MRA,副作用更少。研究显示,非奈利酮和埃沙西林酮均可减少DKD患者蛋白尿[7-8]。大型Ⅲ期临床试验FIDELIO-DKD结果显示,非奈利酮能延缓DKD患者肾功能衰竭和疾病进展;FIGARO-DKD研究也证实非奈利酮能降低DKD患者的心血管疾病发病率和死亡率[9-10]。

钠-葡萄糖共转运蛋白2抑制剂(SGLT2i)SGLT2i可抑制近端肾小管对葡萄糖重吸收而发挥降低血糖作用。2015年EMPA-REG OUTCOME研究表明,与安慰剂组相比,恩格列净治疗伴有心血管疾病的糖尿病患者,可显著降低其主要复合心血管终点事件的发生率及全因死亡率,并延缓肾功能下降[11]。此外,卡格列净心血管评估研究(CANVAS)[12]和达格列净DECLARE-TIMI58[13]研究均显示,SGLT2i能降低心血管事件风险。对这三项研究的系统回顾表明[14],三种药物均可发挥心血管和肾脏保护作用。

SGLT2i的肾脏保护机制尚未被完全阐明,其中最主要的作用包括纠正肾小球高灌注和高滤过,以及改善肾组织缺氧。SGLT2i可增加致密斑细胞感受到的尿钠浓度,并通过球管反馈机制,改善肾小球入球小动脉的扩张,达到降低肾小球滤过压的目的,改善肾脏缺氧。SGLT2i还可降低近端肾小管上皮细胞内的葡萄糖含量,减少线粒体损伤,抑制氧化应激,发挥抗炎和抗纤维化作用。因为SGLT2i的肾脏保护作用是部分独立于其降糖作用,SGLT2i也可用于保护非DKD的肾脏病患者肾功能。一项评估达格列净对慢性肾脏病(CKD)患者肾脏转归和心血管死亡率影响的研究(达格列净的Ⅲ期研究)表明,达格列净可以延缓伴或不伴2型糖尿病的CKD患者的肾脏功能下降[15]。

肠促胰素类药物肠促胰素是进食后胃肠道分泌的一种激素,当血糖升高时,它能促进胰腺β细胞分泌胰岛素,从而发挥降糖作用,包括胰高血糖素样肽1 (GLP-1)和葡萄糖依赖的促胰岛素多肽(GIP)。最近的随机对照研究证实,GLP-1受体激动剂和二肽基肽酶4(DPP4)抑制剂除了控制血糖外,还具有降低蛋白尿和肾功能保护作用。利拉鲁肽在糖尿病中的作用：评价心血管结局结果(LEADER)试验[16-17]和2型糖尿病患者司美格鲁肽心血管及长期结局评估研究(SUSTAIN-6)[18],均观察了GLP-1受体激动剂对肾脏联合终点事件的作用。上述研究均发现,GLP-1受体激动剂可降低DKD患者肾脏替代治疗的发生率和肾脏相关死亡率。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脉综合征中的评价(ELIXA)试验也显示,患者尿蛋白减少,但未能延缓估算的肾小球滤过率(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岛素试验中(AWARD-7),尽管两组的血糖和血压控制相似,但与甘精胰岛素相比,度拉糖肽可更显著地减少尿蛋白,延缓eGFR的下降速率[21]。

DPP4能够降解GLP-1和GIP。DPP-4抑制剂主要通过抑制DPP-4来减少GLP-1在体内的失活,提高内源性GLP-1含量。临床研究证实了多种DPP4抑制剂可以降低DKD患者尿蛋白水平,但是对于肾脏远期预后的改善尚未被完全证实。CARMELINA研究[22],观察了利格列汀对于DKD患者肾脏复合终点事件的影响;结果显示,与安慰剂相比利格列汀虽可有效延缓蛋白尿的进展,但并未降低肾脏复合终点事件发生风险。SAVOR-TIMI 53研究通过对随机接受沙格列汀或安慰剂治疗的2型糖尿病患者肾脏结局进行分析发现,沙格列汀具有减少蛋白尿的作用,但对eGFR的影响与安慰剂组并无差异[22]。因此,目前我们仍缺乏关于DPP-4抑制剂的以肾脏结局为主要终点事件的大型、多中心、随机对照临床试验,证实其肾脏远期预后的保护作用。

DKD潜在的治疗药物和方式

NF-E2相关因子2(Nrf2)激动剂Nrf2是机体中调控抵抗氧化应激反应的重要转录因子。在非应激条件下,Nrf2通过Kelch样ECH相关蛋白1(Keap1)被蛋白酶体泛素化并降解;在氧化应激刺激下,Keap1发生化学修饰,降低了对Nrf2的亲和力,导致Nrf2降解被抑制;Nrf2进入细胞核,形成含有小Maf蛋白的二聚体,与抗氧化反应元件(ARE)结合,促进下游抗氧化和抗炎活性的基因表达。因此,Nrf2激动剂可以发挥抗氧化和抗炎作用,保护肾脏。

甲基巴多索隆(Bardoxolone methyl)作为Nrf2激活剂,可通过结合Keap1促进Nrf2解离,使得Nrf2进入细胞核,发挥抗氧化和抗炎作用。甲基巴多索隆治疗CKD/2型糖尿病(BEAM)研究,纳入了2型糖尿病伴DKD且eGFR为20～45 mL/(min·1.73m2)的患者,观察52周,与安慰剂组相比,甲基巴多索隆组患者eGFR显著增加。BEACON研究是一项比BEAM更大样本的Ⅲ期安慰剂对照研究[23],纳入的患者包含了严重肾功能损害患者[eGRF 15～30 mL/(min·1.73 m2)],观察9月后,因发现甲基巴多索隆组(20 mg/d)患者心力衰竭相关住院率和死亡率的显著增加,导致研究提前终止。尽管如此,该研究结果仍显示，甲基巴多索隆治疗的患者eGFR水平显著增加。此外,BEACON研究的事后分析显示,发生心力衰竭的两个主要危险因素为脑利钠肽(BNP)≥200 pg/mL和有心力衰竭住院史[24]。对于没有这两个因素的患者,甲基巴多索隆组和安慰剂组心力衰竭的发生率均非常低(2%)。在甲基巴多索隆治疗2型糖尿病伴CKD的二期临床试验(TSUBAKI 研究)中[25],纳入了CKD 3～4期的,不伴心力衰竭危险因素如BNP≥200 pg/mL或无心力衰竭住院治疗病史的DKD患者。结果显示,与安慰剂组相比,甲基巴多索隆治疗组患者的eGFR显著升高[6.6 mL/(min·1.73 m2)],CKD 4期DKD患者未出现心力衰竭发生率增加的情况。这些研究显示,甲基巴多索隆可延缓无心力衰竭高危因素的DKD患者的肾功能进展。

甲基巴多索隆肾保护作用机制尚不完全清楚。Nrf2增加多种抗氧化酶基因的表达,抑制巨噬细胞炎症反应和核因子κB(NF-κB)激活,这些作用可以拮抗高糖所引起的氧化应激和慢性炎症,发挥肾脏保护作用。此外,甲基巴多索酮还可抑制转化生长因子β(TGF-β),减轻肾小管间质损伤,抑制细胞外基质的积累,改善肾脏纤维化。

内皮素1受体拮抗剂(ERA)内皮素1(ET-1)是一种有效的血管收缩剂,可导致出球小动脉血管收缩、肾小球高灌注和钠潴留。动物模型研究证实,抑制ET-1可以改善肾小球内皮细胞损伤,降低肾小球灌注压[26]。ERA主要针对ETA受体,发挥肾脏保护作用。阿曲生坦(atrasentan,ABT-627)是一种选择性ERA,在1型糖尿病小鼠模型中,阿曲生坦被证实可以发挥保护内皮细胞、降低白蛋白尿的作用。

高剂量的ERA会增加体液潴留,这导致了其临床应用受到局限。在一项研究ERA联合ACEI或ARB治疗2型糖尿病和DKD患者的荟萃分析中,ERA可显著降低蛋白尿,改善患者肾脏终点事件[26]。如何增加患者受益程度,降低ERA所导致的心血管并发症,是目前临床使用ERA的主要考虑的因素。在SONAR研究中[27],符合条件的DKD患者需要经过为期6周的筛选时期,其目的是初步筛选对治疗有反应的DKD患者。在此期间患者接受 0.75 mg/d阿曲生坦治疗。对药物有反应被定义为在6周治疗结束后尿白蛋白肌酐比值较基线降低30%以上,体重变化不超过3 kg或BNP≤300 pg/mL。这些对药物有反应的患者将继续被随机分配到阿曲生坦组或安慰剂组。不耐受药物患者将不会随机进入双盲治疗阶段。试验结果表明,阿曲生坦可将治疗有反应患者的肾衰竭风险降低35%。

ERA类药物有望作为DKD的治疗药物,但尚不清楚患者获益是否大于风险,因此需要更多的临床试验结果精准地筛选出能够在治疗中获益的患者类型,以开展更加精准的治疗。

糖基化终末产物(AGE)抑制剂AGE是非酶蛋白和核酸糖基化产物,由高血糖和氧化应激引起,可导致多种靶器官损伤。糖尿病患者体内AGE的积累与DKD的进展密切相关。AGE可导致野生大鼠的肾脏出现DKD病理表型,包括肾小球肥大、系膜扩张、肾小球基膜增厚、肾小球硬化,引起蛋白尿。

迄今为止,虽然有研究观察了AGE抑制剂对于DKD的治疗效果,但其有效性仍存在争议。吡哆胺(pyridoxamine,PYR)-206和PYR 205/207研究中,吡哆胺治疗6月,可降低DKD患者血清肌酐和尿TGF-β1水平;硫胺素可减少DKD患者蛋白尿。ACTION研究观察了690例DKD患者的治疗反应,发现氨基胍治疗可减少DKD患者蛋白尿,延缓GFR下降[28]。但是,ACTION Ⅱ研究,却因为氨基胍治疗DKD无效,并导致贫血、肝功能障碍和维生素B6缺乏等副作用而终止。此外,也有研究观察了苯磷硫胺对于DKD患者的治疗效果,发现在减少尿蛋白尿的作用上与安慰剂组相比并无差异[29]。

因为AGE积累在DKD代谢记忆和组织损伤中发挥了重要作用,抑制AGE的积累或是阻断其后续作用仍然是一种值得尝试的干预方法。AGE抑制剂的种类、最佳给药时间、受益人群亚组分析等方面仍有很大改进空间,有望在未来获得更明显的疗效。

表观遗传调节特定细胞亚群的表观调控机制在DKD肾脏损伤中发挥了重要作用。即便是非常短暂的高血糖暴露或缺氧,都可导致细胞表观遗传特征改变,因此被称为“细胞代谢记忆”,并导致肾组织不可逆损伤。短暂暴露于高血糖的血管内皮细胞,在血糖正常后仍会继续发生持续的氧化应激过程,导致炎症反应。系膜细胞异常DNA甲基化、肾小管上皮细胞组蛋白修饰改变等表观遗传调控过程均参与DKD进展。研究发现,DKD患者的肾小管上皮细胞的runt相关转录因子1 (RUNX1)存在低甲基化和RUNX1表达增加[30]。此外,组蛋白修饰也与DKD的发生发展相关。有研究发现,在糖化血红蛋白较高的1型糖尿病患者中,其外周血淋巴细胞和单核细胞DNA启动子区的H3K9乙酰化(H3K9 acetylation,H3K9ac)明显增加[31],已证实H3K9ac与NF-κB通路调控密切相关,其增加可能介导炎症通路激活并参与DKD的进展。脂质还可诱导H3K4甲基转移酶——SET7表达,介导肾小球肥大和促进肾纤维化的基因表达增加[32]。

目前的DKD治疗药物,有可能通过改善肾脏特定细胞的表观遗传调控而发挥肾脏保护作用。例如,在高血糖条件下利用氯沙坦处理肾小球系膜细胞,可显著抑制其AGE受体、纤溶酶原激活物抑制剂(PAI-1)和单核细胞趋化蛋白1 (MCP-1)启动子区H3K9/14ac的升高,发挥减轻高糖介导的肾小球系膜细胞损伤的作用。更值得关注的是,组蛋白修饰抑制剂通过纠正表观遗传变化用于治疗DKD的临床和动物模型的研究正在进行中。组蛋白去乙酰化酶抑制剂,如伏立诺他、丙戊酸钠、丁酸钠和曲古霉素等,均可以减少DKD大鼠模型的蛋白尿,减轻氧化应激、纤维化、肾小球损伤和炎症。此外,有报道Ezh2的H3K27甲基转移酶抑制剂Dznep可减轻单侧输尿管结扎和AKI/CKD转化小鼠模型的肾脏纤维化程度[33]。骨髓/淋巴或混合系白血病1的抑制剂MM-102,是一种H3K4甲基转移酶,可以延缓缺血-再灌注的AKI模型小鼠的肾脏纤维化进程[34]。

小结:目前DKD的药物治疗仍然无法很好地改善大部分患者的肾脏远期预后,也无法在早期阶段发挥逆转糖尿病肾损伤的过程。无论是RAS抑制剂还是SGLT2i都无法用于肾功能下降比较明显的晚期DKD患者。因此,我们亟需在深入解读DKD发生和进展的分子机制基础上,继续寻找有效的分子干预手段。对于表观调控机制在DKD进展中作用的进一步解析,有望成为未来发现新型干预手段的突破口。